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Das Stammpatent betrifft ein Werkzeug für gleishebende Schotterverdichtmaschinen, mit einem oder mehreren auf das Schwellenfach zur Einwirkung gebrachten, am Werkzeugkopf Druckplatten aufweisenden
Vibrationsdruckstopfern, die den Schotter vom Schwellenfach aus unter die ausgehobenen Schwellen verschieben und gleichzeitig verdichten. Durch das Stammpatent ist eine Ausbildung eines solchen Werkzeuges geschützt, bei dem an der Druckplatte zumindest eine Querschubleiste angeordnet ist, die mittels wenigstens einer Stütze im
Abstand unter der Druckplatte befestigt ist.
Ein solches Werkzeug vermeidet die Nachteile bekannter
Druckstopfer, die am Werkzeugfuss eine Druckplatte tragen und über einen schwingungserregenden Antrieb verfügen, die aber als handbetätigte Werkzeuge nur einen sehr geringen Wirkungsbereich haben und das
Schotterbett im wesentlichen nur mit ihrem Eigengewicht von der Oberfläche her belasten, so dass eine lediglich auf das Schwellenfach selbst begrenzte Verdichtung zustandekommt, ohne dass der Schotter in der Tiefe des
Schwellenfaches zur Seite gedrückt wird.
Das Werkzeug nach dem Stammpatent ist auch weiteren Stopfmaschinen bekannter Bauart überlegen, die mit pickelartigen Stopfwerkzeugen, welche unter Vibration in den Schotter eindringen und von beiden Seiten den erfassten Schotter unter die Schwellen pressen, verdichtete Schotterbänke mit nahezu senkrechten Begrenzungsflächen erzeugen. Der diese Schotterbänke umgebende Schotter ist durch das öffnen und Herausziehen der Stopfwerkzeuge von lockerer Beschaffenheit und kann daher die später durch die Verkehrsbelastung beanspruchten Schotterbänke nicht am Zusammenbrechen hindern.
Dem gegenüber zeichnet sich das Werkzeug nach dem Stammpatent dadurch aus, dass die Querschubleiste präzise quergerichtete Schubbewegungen in der Grösse der Schwingungsamplitude ihres Vibrationsantriebes ausführt, wobei der beim Rückschwung hinter der Querschubleiste entstehende Raum durch die Druckplatteneinwirkung stets wieder aufgefüllt wird. Dieser räumliche Schottertransport führt zu einer Verdichtung der Gesamtbettung und zur Ausbildung trapezförmiger Sockel im Tragbereich der Schwelle. Gegenüber den bekannten Maschinen wird durch das Werkzeug nach dem Stammpatent nicht nur eine rationellere Arbeitsweise sondern auch eine beständigere, von Hohlräumen freie Gleisbettung erreicht.
Die Erfindung verfolgt nun das Ziel, das Werkzeug nach dem Stammpatent noch in dem Sinne zu verbessern, dass der grösste Teil der von den Vibrationserregern gelieferten Schwingenergie unmittelbar am Werkzeugkopf, also im Bereich der Druckplatte und Querschubleiste, wirksam wird, so dass die Schwingenergie in noch verstärktem Ausmass auf den Schotter übertragen wird. Dieser verstärkte Effekt wird erfindungsgemäss dadurch hervorgerufen, dass im Abstand oberhalb der Schwungkraftebene der Vibrationserreger ein Kopfstück mit mindestens 1/4 Gewichtsanteil des Gesamtwerkzeuges als träge Stützmasse angeordnet ist, so dass der Gesamt-Massenschwerpunkt des Werkzeuges im oberen Drittel der Werkzeuglänge liegt. Damit werden die speziellen Vorteile, die sich durch das Zusammenwirken einer Druckplatte und einer Querschubleiste bei Vibrationsdruckstopfern ergeben, optimal ausgenutzt.
Durch die Anordnung des als träge Stützmasse wirksamen Kopfstückes im oberen Teil des Werkzeuges tritt nämlich der Gesamt-Massenschwerpunkt, um den das Werkzeug seine Schwingbewegung ausführt, ziemlich nahe an die oben liegende Befestigungsstelle des Werkzeuges am Rahmen heran, so dass sich an der elastischen Befestigungsstelle nur geringe, im Bereich der Druckplatte und der Querschubleiste hingegen sehr grosse Schwingungsausschläge ergeben.
Durch die Ausbildung des Werkzeuges nach der Erfindung wird aber noch als weiterer Vorteil eine Schonung der elastischen Werkzeugaufhängung erzielt, da an dieser Stelle, wie erwähnt, nur sehr kleine Schwingungsausschläge auftreten. Dies kommt naturgemäss der Lebensdauer des Werkzeuges, insbesondere seiner Aufhängung am Maschinenrahmen, zugute.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Werkzeug mit Unwuchtgetriebe und Massen-Schwerpunktslage mittig der Werkzeuglänge, Fig. 2 ein Werkzeug mit unterhalb des Unwuchtgetriebes angebrachter Masse und mit im unteren Teil liegendem Massen-Schwerpunkt, Fig. 3 ein Werkzeug ohne gesonderte Masse mit normaler Massen-Schwerpunktlage und Fig. 4 ein Werkzeug mit zusätzlicher Kopfmasse und hochliegendem Massenschwerpunkt nach der Erfindung.
EMI1.1
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Unwuchtgetriebes um den Massenschwerpunkt--M--bewegen. Dabei wird die Wuchtkraft rein statisch betrachtet und ohne Berücksichtigung von Beschleunigungskräften, entsprechend der Formel :
EMI2.1
Vibrationsausschläge an der Werkzeugspitze ungünstig kleiner sind als am Kopfteil.
Etwa im gleichen ungünstigen Verhältnis verhalten sich auch die Kraftauswirkungen oben und unten. Der grosse Ausschlag oben muss von den Schwingmetallpuffern--4--aufgenommen werden, die ihrerseits wieder den Rahmen--5--unzweckmässig stark erregen.
In Fig. 3 ist keine besondere Masse für eine Veränderung des Massenschwerpunktes angeordnet. Die danebenstehende Schemazeichnung D zeigt, dass bei dieser Ausführung gleichfalls unbefriedigende Verhältnisse in der Lage des Systemdrehpunktes = Massenschwerpunkt--M--bestehen. Sowohl das statische Hebel-Übersetzungsverhältnis als auch die Vibrationsausschläge am Fuss und Kopf des Werkzeuges sind ungünstig.
In Fig. 4 ist ein Kopfstück --10-- als schwerer Gewichtsanteil des Werkzeuges angeordnet. Hiedurch wird der Massenschwerpunkt in den oberen Werkzeugteil verlagert und kommt so auf grossen Abstand zur Unwuchtgetriebeebene. Das Hebelverhältnis ab Systemdrehpunkt = Massenschwerpunkt--M--wird hiedurch ausserordentlich günstig, wie aus der Schemaskizze E zu ersehen ist. An der Werkzeug-Anschlussstelle zum Rahmen--5--, an der Stelle der Schwingmetallpuffer--4--, ist der Vibrationsausschlag besonders klein und somit durch die Schwingmetallpuffer eliminierbar, während der Schwingungsausschlag an der Werkzeugspitze, der Querschubleiste--9--, besonders arbeitsintensiv ist. Durch die Masse des Kopfstückes werden auch eventuelle Hochschwingungen aufgezehrt, während den Querschwingungen an der unteren Werkzeugspitze freier Lauf gewährt ist.
In den Zeichnungen eingetragene Kraftpfeile zeigen die Kraftübertragungsrichtung der Druck- und Schwingenergie auf den Schotter an. Die aufgezeichnete Form der Werkzeuge kann natürlich vielgestaltig sein.