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Gleisstopfmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleisstopfmaschine mit einem auf dem Gleis verfahrbaren Wagen, an dem wenigstens vier gabelförmige, je zwei Stopfer umfassende Stopfwerkzeuge höhenverstellbar angeordnet sind, von denen sich jedes beim Stopfvorgang in einem der vier durch die zu unterstopfende
Schwelle und eine Schiene gebildeten Quadranten befindet, wobei jedes der gabelförmigen Stopfwerkzeuge eine nach oben ragende, in paralleler Richtung zu den Stopfern verlaufende Antriebswelle aufweist, die um ihre Längsachse in Drehschwingungen versetzbar ist.
Es sind bereits Gleisstopfmaschinen bekanntgeworden, die ein in jedem der vier durch die zu unterstopfende Schwelle und eine Schiene gebildeten Quadranten an der Maschine höhenverstellbar angeordnetes Stopfwerkzeug besitzen. Diese Stopfwerkzeuge sind zu einem Stopfkopf zusammengefasst, gefedert gelagert und je mittels eines Vibrationsmotors in Vibrationsschwingungen versetzt. Diese Ausbildung hat den Nachteil, dass die Stopfwerkzeuge in Richtung ihrer Längsachse schwingen und das Material daher unterhalb der Schwelle, also gerade an den wichtigsten Stellen nur unzureichend verdichten können.
Es sind auch Maschinen bekanntgeworden, die je ein in jedem der vier Quadranten höhenverstellbar angeordnetes, gabelförmiges Stopfwerkzeug besitzen, wobei jedes Werkzeug für sich um seine Längsachse hydraulisch in Drehschwingungen versetzt wird. Der Einzelantrieb der Werkzeuge der bekannten Maschine bedingt gegenüber einem zentralen Antrieb der Werkzeuge eine weitaus teuere und aufwendigere Bauweise auf Grund der notwendigen umfangreichen Rohrleitungen, Umschalt-und Verteilereinrichtungen. Ein weiterer Nachteil dieser Maschinen besteht darin, dass die notwendige Erhöhung der Frequenz der Vibrationsschwingungen der Werkzeuge bei kleiner Amplitude zur Gewährleistung eines raschen, ökonomischen Stopfvorgangs durch die Trägheit der zur Kraftübertragung auf den Werkzeugschaft verwendeten Einrichtung verhindert wird.
Ausserdem kann es bei solchen Maschinen zu unerwünschten Resonanzerscheinungen bei gewissen Frequenzen der Werkzeugschwingungen kommen, die auf den Antrieb und den gesamten Aufbau der Maschine sich schädlich auswirkende Rüttelbewegungen zur Folge haben.
Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Gleisstopfmaschine, bei der die erwähnten Nachteile vermieden sind und welche ein rasches, wirtschaftliches und zweckentsprechendes Unterstopfen der Schwellen im Bereich der Kreuzungspunkte von dieser und den Gleisen gewährleistet.
Zur Erreichung dieses Zieles ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass je zwei benachbarte, beidseitig einer Schiene liegende, von einem Motor gemeinsam antreibbare Stopfwerkzeuge zu einer Stopfeinheit zusammengefasst sind und die in bezug auf die zu unterstopfende Schwelle einander gegenüberliegenden Einheiten zu einem höhenverstellbaren Stopfkopf ausgebildet sind, wobei jede Stopfeinheit um eine horizontale und gegebenenfalls auch um eine im wesentlichen senkrecht zu dieser verlaufende Achse schwenkbar ist.
Durch den gemeinsamen Antrieb von jeweils zwei Stopfwerkzeugen mittels eines Motors und das Zusammenfassen von jeweils zwei derart gebildeten Stopfeinheiten zu höhenverstellbaren Stopfköpfen gemäss der Erfindung ist ein einfacher und zweckentsprechender Aufbau der Maschine gewährleistet, der
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ein rasches und individuelles Unterstopfen der Schwellen im Bereich von deren Kreuzungspunkt mit den
Geleisen ermöglicht, wobei der Schotter von beiden Seiten her unter die Schwelle hinein verdichtet wird.
Zur Erzeugung der Drehschwingungen beider Werkzeuge kann der gemeinsame Antrieb der beiden so erfolgen, dass der gemeinsame Antrieb der beiden Antriebswellen der Stopfwerkzeuge einer Stopfeinheit von einer zu ihnen parallelen Antriebswelle abgeleitet ist.
Eine andere Möglichkeit des Antriebs besteht darin, dass die Motorwelle mit einer Kurbelwelle gekuppelt ist, auf deren zwei Kurbeln Pleuelstangen sitzen, deren andere Enden je an einem Schwinghebel angelenkt sind, von denen jeder mit einer der Antriebswellen der Stopfwerkzeuge drehfest verbunden ist, wobei die beiden Kurbeln der Kurbelwelle um im wesentlichen 1800 gegeneinander versetzt sein können.
Weiters besteht die Möglichkeit, dass zwischen jeder Stopfeinheit und einem höhenverstellbaren
Schlitten des Stopfkopfes zwei im Abstand voneinander befindliche hydraulische Schubvorrichtungen vorgesehen sind, von denen jede aus einem Zylinder und einem Kolben besteht, wobei einer dieser beiden
Teile jeder Vorrichtung an dem Schlitten und der andere an der Stopfeinheit angelenkt ist.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die beiden hydraulischen Schubvorrichtungen jeder Stopfeinheit beidseitig ihrer zur Antriebswelle parallelen Schwenkachse angeordnet und zum Druckausgleich an eine gemeinsame Zuführungs- sowie an eine gemeinsame Rückleitung angeschlossen sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass bei Auftreffen des einen Werkzeuges einer Stopfeinheit auf ein Hindernis diese um die beiden Achsen verschwenkt wird, wobei das zweite Werkzeug dieser Einheit den Stopfvorgang fortsetzen kann.
Es ist auch vorteilhaft, wenn zum Unterstopfen der gesamten Länge einer Schwelle an dem Wagen der Gleisstopfmaschine ein Paar von Stopfköpfen vorgesehen und diese nebeneinander je über einer der beiden Auflagerstellen der Gleisschienen auf der Schwelle angeordnet sind.
Durch diesen Aufbau ergibt sich die Möglichkeit, eine Schwelle praktisch über ihre gesamte Länge in einem Arbeitsgang zu unterstopfen, was beim gemeinsamen Anheben beider Gleise auf ein vorbestimmtes Niveau äusserst vorteilhaft ist.
Mit der erfindungsgemässen Gleisstopfmaschine können jedoch auch zwei Schwellen gleichzeitig unterstopft werden, wenn zwei Paare von Stopfköpfen in einer, einer ungeraden Anzahl von Schwellenabständen entsprechenden Entfernung voneinander am Wagen der Gleisstopfmaschine angeordnet sind.
Abgesehen davon, dass sich durch diese Massnahme ein symmetrischer und kompakter Aufbau derMaschine ergibt, lässt sich durch sie ausserdem eine wesentliche Leistungssteigerung der Maschine erzielen.
Zur Höhenverstellung der Stopfwerkzeuge kann der Wagen der Maschine im Bereich jedes Stopfkopfes einen mit zwei Führungsschienen versehenen Rahmen tragen, entlang welcher der Schlitten des Stopfkopfes geführt ist, wobei dieser Rahmen mittig ein hydraulisches Hubwerk aufweist, dessen Kolbenstange über zwei Verbindungsstangen mit dem Schlitten verbunden ist, und wobei der Zylinder des Hubwerkes in dem Rahmen begrenzt höhenverschiebbar angeordnet und am unteren Ende mit einer scherenartigen Zange zum Festhalten des Schienenkopfes versehen ist, deren Öffnungs- bzw.
Schliessbewegung von der Verschiebung dieses Zylinders abgeleitet ist.
Sobald die Maschine ihre arbeitsrichtige Stellung eingenommen hat, wird die Zange nach Ergreifen des Schienenkopfes geschlossen, so dass eine rasch zu schliessende bzw. zu öffnende sichere Verankerung der Maschine während des Stopfvorgangs gewährleistet ist.
In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform dargestellt, an Hand derer die Erfindung im folgenden näher beschrieben wird.
Fig. l zeigt eine schaubildliche Darstellung der Gleisstopfmaschine von vorne, Fig. 2 eine ebensolche Darstellung von vorne seitlich, Fig. 3 eine Vorderansicht einer Stopfeinheit, teilweise geschnitten nach Linie III-III in Fig. 4, Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Stopfeinheit im Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 die Seitenansicht einer Stopfeinheit, teilweise aufgerissen, Fig. 6 eine Seitenansicht des Vorderteils einer Gleisstopfmaschine, teilweise im Schnitt, Fig. 7 die Vorderansicht eines Rahmens, an dem die Stopfeinheiten montiert werden, teilweise im Schnitt, Fig. 8 eine Draufsicht auf diesen Rahmen, halb Ansicht halb Schnitt nach Linie VIII-VIII in Fig. 7 und Fig. 9 eine schematische Darstellung der hydraulischen Schaltung.
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aufrechtstehenden Rahmen --25-- auf. Innerhalb jedes dieser Rahmen erstrecken sich zwei, in Abstand voneinander befindliche zylindrische Führungsschienen-28-, entlang welcher ein Schlitten-29- höhenverstellbar ist. Dieser verschiebbare Schlitten-29--trägt an seiner Vorder- und an seiner Rückseite eine nach aussen vorspringende Konsole-26-, die an ihrem Ende einen quer zur
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Schienenrichtung angeordneten Schwenkbolzen --31-- aufweist. An jedem dieser Schwenkbolzen - ist ein Zwischenstück --32-- schwenkbar gelagert,
das einen zu dem Schwenkbolzen
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-31-- im rechten- sind oberhalb der Schwenkbolzen --31-- zwei im Abstand voneinander befindliche hydraulische Schubvorrichtungen --70-- vorgesehen, die je aus einem Zylinder und einem Kolben bestehen und mittels eines Bolzens --71-- an dem Schlitten --29-- bzw. an seitlichen Armen - -75, 76-- der Stopfeinheiten angelenkt sind. Diese Schubvorrichtungen --70-- sind zum Druckausgleich an eine gemeinsame hydraulische Zuführungs- sowie auch an eine gemeinsame Rückleitung angeschlossen.
In den Fig. 3, 4 und 5 sind die Stopfeinheiten näher gezeigt. Jede derselben weist im Abstand voneinander zwei gabelförmige, je zwei Stopfer-35-umfassende Stopfwerkzeuge-34-auf, die mittig je eine nach oben ragende, in paralleler Richtung zu den Stopfern verlaufende Antriebswelle - besitzen. Die beiden Antriebswellen sind mittels Laufrollen--39--in einem Gehäuse - gelagert. Mit dem oberen Ende --38-- jeder Antriebswelle ist ein Bund --40-- eines Schwinghebels--42--drehfest verbunden, an dessen freiem und gegaqeltem Ende mittels eines Bolzens --41-- das eine Ende einer Pleuelstange --43-- angelenkt ist.
Mittig zwischen dem oberen Bereich der beiden Antriebswellen --37-- ist mit Hilfe von Laufrollen --50-- in dem Gehäuse-36-eine Kurbelwelle --48-- gelagert. Ihre beiden einen kleinen Hub bewirkenden Exenter --46,47-- sind um 1800 gegeneinander versetzt und tragen die andern Enden der Pleuelstangen-43--. Oberhalb der Kurbelwelle ist aussen am Gehäuse --36-- ein Elektromotor --55-- angeflanscht, dessen Antriebswelle --54-- mittels einer Kupplung --52-- mit der Kurbelwelle --48-- verbunden ist.
Während des Betriebes läuft der Elektromotor --55-- mit hoher Tourenzahl und erteilt über die Kurbelwelle-48-, die Pleuelstangen --43-- und die Schwinghebel --42-- den Antriebswellen --37-- eine Drehschwingung hoher Frequenz und kleiner Amplitude, die eine hin-und hergehende Verdichtungsbewegung gleicher Art der Stopfer-35-zur Folge hat.
Wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich, kann jeder Stopfkopf, der aus einem Schlitten --29-- und den an ihm beidseitig in grösserem Abstand als die Breite einer Schwelle befestigten Stopfeinheiten --30-- besteht, mittels eines mittig zwischen den beiden Führungsschienen --28-- im Rahmen - angeordneten, hydraulischen Hubwerkes --81-- höhenverstellt werden. Dieses Hubwerk besteht aus einem von einer hohlen Kolbenstange--83--getragenen Kolben--84--und einem mit diesem zusammenwirkenden Hubzylinder--85--, der in Führungen --86-- begrenzt höhenverschiebbar gelagert ist.
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unteren Enden mit dem Schlitten --29-- fest verbunden.
Im obersten Bereich der Verbindungsstangen - sind an ihnen verschiebbare Pufferzylinder-96, 97-- angeordnet, die mit auf den Verbindungsstangen vorgesehenen Kolben zusammenwirken. Zu dem oberen Ende der Kolbenstange --83-- führt eine hydraulische Leitung --91--, mittels welcher Flüssigkeit zum Heben des Schlittens - und damit des Stopfkopfes durch die hohle Kolbenstange, unterhalb des Kolbens --84-- in den Hubzylinder --85-- eingebracht wird. Am oberen Ende dieses Zylinders ist eine hydraulische Leitung --87-- angeschlossen, durch welche die Flüssigkeit zum Senken des Stopfkopfes zugeführt wird.
Mittels der Leitungen-92, 93- wird Flüssigkeit auch in die hohl ausgebildeten Verbindungsstangen --78-- und durch Öffnungen in diesen in das Innere der Pufferzylinder --96,97-- gebracht, Da die Zuleitungen-91, 92 und 93-miteinander verbunden sind, wirkt der Druck zum Heben des Stopfkopfes nicht nur in dem Hubzylinder-85-, sondern auch in den Pufferzylindern --96,97--, Diese Pufferzylinder sind derart mit dem Zylinder --85-- des Hubwerkes
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die Flüssigkeitszufuhr zum Senken des Stopfkopfes regelt, geschlossen wird. In dieser Stellung unterstützen alle drei Zylinder --85,96 und 97-den Stopfkopf, so dass die Last auf alle drei verteilt ist.
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reicht,(Fig. 6 und 7) befestigt.
Die Relativbewegung dieser Zange-100-gegenüber dem Balken --103-- ist durch einen an ihr vorgesehenen Bolzen--101--begrenzt, der in Schliten --102-- von an dem Querblken --103-- angeordneten Platten --104-- geführt ist. Die Öffnungs- und Schliess bewegung der Zange --100-- ist daher von der Höhenverschiebung des Hubzylinders --85-- abgeleitet. Beim
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--105-- desStopfkopf zum Unterstopfen der Schwelle --106-- die notwendige Verankerung zu geben.
In der Mitte des Schlittens --29-- befindet sich ein nach oben ragender Bügel--107--, welcher in der obersten Stellung des Stopfkopfes, der Transportstellung, gegen die Wirkung einer Feder --10-in einen Haltehaken--108--einrastet, der am oberen Querbalken--80--des Rahmens--25--
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von Stopfköpfen vorzusehen und in einer, einer ungeraden Anzahl von Schwellenabständen entsprechenden Entfernung voneinander am Wagen --20-- anzuordnen. Es wird dann von dem einen Paar jede zweite Schwelle und von dem zweiten Paar werden die dazwischen liegenden Schwellen unterstopft.
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(Fig. 1)Schlittens --29-- durch diesen betätigt werden.
Mit Hilfe dieser Schalter-122, 123- ist es möglich, die Länge des Weges festzulegen, den der Schlitten --29-- bei seiner Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung zurücklegt.
In Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der hydraulischen Anordnung gezeigt. Aus einem Reservoir --117-- wird die hydraulische Flüssigkeit über Filter-118, 119- von Pumpen --111, 112-- angesaugt, die den für den Arbeitsvorgang erforderlichen Druck liefern. Eine von ihnen ausgehende Leitung --116-- führt die Flüssigkeit einerseits über ein mittels eines Hebels --113-betätigbares Ventil--114--einem Hebewerk--115--und anderseits einer Verteilerleitung --130-- zu.
Das handsteuerbare Hebewerk --115-- ist annähernd im Schwerpunkt des Wagens - 20-- angeordnet und dient zum Abheben desselben vom Geleise zwecks Verladung auf ein Transportfahrzeug.
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Antriebsmotor bzw. die Antriebsturbinen--136--des Wagens--20--entweder über eine Leitung --150-- oder über eine Leitung --144-- mit Flüssigkeit zu speisen und dementsprechend den Wagen in der einen oder andern Richtung zu verfahren.
Eine Leitung --151-- verbindet das Ventil--142-- mit der Rückführungsleitung--153--. An den Punkten--165, 166, 167 und 168-der Verteilerleitung --130-- sind Betätigungsventile --170,171,171L und 170L-angeschlossen. Das mit den Steuergliedem--190, 191-- versehene Ventil --170-- dient zur Betätigung der Schubvorrichtungen --70-- und das mit den Steuergliedern --175,176-- versehene Ventil --171-zur Betätigung des Hubzylinders --85- des rechten Stopfkopfes. Die Betätigungsventile --170L und 171L-- wirken in gleicher Weise mit den Schubvorrichtungen--70L--und dem Hubzylinder
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85L--des linkenPufferzylinder-96, 97 bzw. 96L,97L-- in bereits beschriebener Weise verbunden.
In je eine Zuführungsleitung zu den Schubvorrichtungen-70 und 70L-ist ein Regulierventil-200 bzw.
200L--eingeschaltet.
Die Drucksteuerung der Speisung für die Abwärtsbewegung der Stopfköpfe erfolgt mittels eines
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überschreitet. In ähnlicher Weise bestimmt ein Druckschalter --210-- den Druck, bei dem die Schubvorrichtungen--70, 70L-- entlastet werden. Da dieser Schalter beiden Schubvorrichtungen jedes Stopfkopfes gemeinsam ist, wird, solange der im Schalter--210--eingestellte Druck nicht erreicht ist, die eine Schubvorrichtung den Schiebevorgang fortsetzen, wenn die andere durch ein Hindernis gestoppt ist.
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Die Wirkungsweise der Gleisstopfmaschine ist folgende : Die Maschine wird auf dem Geleise verfahren, bis sie zu jener Stelle kommt, die unterstopft werden
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--55-- der Stopfeinheiten --30-- werdenSchlitten --29-- aus den Haltebolzen --108-- abgesenkt. Diese Absenkung erfolgt mittels der hydraulischen Hubwerk-81--. Infolge der Relativbewegung der begrenzt verschiebbar angeordneten Zylinder --85-- dieser Hubwerke in bezug auf die Rahmen --25-- beim Absenken der Stopfköpfe schliessen sich die scherenartigen Zangen --100-- um die Schienen --105-- des Geleises und geben den Stopfköpfen die zum Hinterstopfen der Schwellen --106-- erforderliche Verankerung.
Stossen die Werkzeuge der Stopfköpfe bei ihrer Abwärtsbewegung auf ein Hindernis, so wird der Druck in der hydraulischen Speiseleitung für diese Bewegung so lange ansteigen, bis der eingestellte Wert im Druckschalter --212-- erreicht wird und durch ihn die Speisung beendet wird. Kommt dieser Schalter nicht zum Ansprechen, so wird die Abwärtsbewegung der Stopfköpfe durch die Grenzschalter-123beendet, die von den nach unten bewegten Schlitten --29-- betätigt werden.
Die beiden in Drehvibration versetzten Stopfwerkzeuge-34-jeder Stopfeinheit werden hiebei mittels der hydraulischen Schubvorrichtungen --70-- von der Seite her der Schwelle --106-- genähert. Es
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während des Stopfvorganges auf ein Hindernis stossen, so setzt das bzw. die restlichen Stopfwerkzeuge ihren Arbeitsvorgang so lange fort, bis auch das letzte Werkzeug einen entsprechenden Widerstand findet.
Beim Schiebevorgang verschwenken sich die beiden Stopfeinheiten um ihre Schwenkbolzen--31--.
Trifft eines der Stopfwerkzeuge --34-- einer Einheit auf ein Hindernis, so verschwenkt sich diese Stopfeinheit auch um den Gelenkbolzen-28-, wobei das zweite Stopfwerkzeug dieser Einheit, wie oben beschrieben, ihren Arbeitsvorgang fortsetzt. Diese Möglichkeit ist durch den allen Speiseleitungen der Schubvorrichtungen gemeinsamen Druckschalter --210-- gegeben, denn erst wenn alle Stopfwerkzeuge einen entsprechenden Widerstand finden, steigt der Druck über den im Schalter eingestellten Wert, worauf der Schubvorgang beendet, der Ausschubvorgang eingeleitet und der Stopfkopf wieder angehoben wird.
Betätigt der Schlitten --29-- bei seiner Bewegung nach oben den oberen Grenzschalter-122-, so
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unterstopfenden Schwelle zum Halten bringt. Hierauf beginnt derselbe Zyklus automatisch von neuem, wie auch das gesamte Unterstopfen eines bestimmten Geleiseabschnittes vollautomatisch abläuft. Überdies können einzelne oder auch alle Arbeitsvorgänge von Hand aus gesteuert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gleisstopfmaschine mit einem auf dem Gleis verfahrbaren Wagen, an dem wenigstens vier gabelförmige, je zwei Stopfer umfassende Stopfwerkzeuge höhenverstellbar angeordnet sind, von denen sich jedes beim Stopfvorgang in einem der vier durch die zu unterstopfende Schwelle und eine Schiene gebildeten Quadranten befindet, wobei jedes der gabelförmigen Stopfwerkzeuge eine nach oben ragende, in paralleler Richtung zu den Stopfern verlaufende Antriebswelle aufweist, die um ihre Längsachse in
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beidseitig einer Schiene liegende, von einem Motor gemeinsam antreibbare Stopfwerkzeuge (34) zu einer Stopfeinheit (30) zusammengefasst sind und die in bezug auf die zu unterstopfende Schwelle einander gegenüberliegenden Einheiten zu einem höhenverstellbaren Stopfkopf ausgebildet sind,
wobei jede Stopfeinheit um eine horizontale und gegebenenfalls auch um eine im wesentlichen senkrecht zu dieser verlaufende Achse schwenkbar ist.
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