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Die Erfindung betrifft eine Walzenbürste für fahrbare Gleisbaumaschinen, insbesondere Gleispflüge u. dgl., mit am Bürstenkern etwa radial und sternförmig abstehend angeordneten Befestigungsnippeln, an welchen jeweils ein biegeelastiseher, schlauchförmiger Räumarm lösbar befestigt ist, der zur Verstärkung zumindest des ersten Drittels der Räumarmlänge von der Befestigungsstelle aus einen innenliegenden Ver- steifungsteil aufweist.
Derartige Walzenbürsten haben die Aufgabe, den von einer vorangegangenen Bearbeitung des
Schotterbettes an der Schwellen- bzw. Bettungsoberseite abgelagerten, überschüssigen Gleisschotter zu entfernen und ihn auf eine Fördereinrichtung abzuwerfen, die den Schotter, gegebenenfalls über einen
Schottersilo, an einer in Arbeitsrichtung der Maschine vor der Walzenbürste gelegenen Stelle wieder in den Gleisbereich einzubringen gestattet. Die schlauchförmigen Räumarme der mit einem Drehantrieb ausge- statteten Walzenbürste sind im Betrieb nicht nur einem verhältnismässig starken Verschleiss unterworfen, sondern auch über den Bereich des ersten Drittels ihrer Länge von der Befestigungsstelle aus erheblichen
Biegebeanspruchungen ausgesetzt.
Die in diesen Querschnittsbereichen der Räumarme auftretenden
Biegespannungen können, insbesondere bei Ablagerung grösserer Schottermengen an der Bettungsoberseite bzw. bei sehr grobkörnigem Schotter, aber auch infolge unrichtiger Höheneinstellung der Walzenbürste, derart hohe Werte annehmen, dass die zulässigen Festigkeitswerte des Schlauchmaterials überschritten werden und ein Abknicken bzw. ein Bruch der Räumarme eintritt. Der dann erforderliche Austausch der betreffenden Räumarme führt zu Verzögerungen, die den normalen Arbeitsablauf empfindlich stören.
Es ist bereits eine Walzenbürste der eingangs genannten Art gemäss DT-PS Nr. 1254121 bekannt, bei der in Verlängerung jedes Befestigungsnippels eine elastische Versteifungshülse vorgesehen ist, die innerhalb der Wandung des von einem Gummischlauchstück gebildeten Räumarmes sitzt und die auf einen zweiten Nippel aufgeschoben ist, durch den sie mit dem am Bürstenkern sitzenden Befestigungsnippel verbunden ist. Diese Versteifungshülse erstreckt sich über etwa ein Drittel der Länge des Räumarmes.
Walzenbürsten dieser Art, zu deren Bestückung üblicherweise bereits gebrauchtes Schlauchmaterial herangezogen wird, stellen eine mit verschiedenen Nachteilen behaftete Behelfslösung dar.
Durch wiederholte vorangegangene Wechselbeanspruchung verursachte Materialermüdung kann, insbesondere bei
Verwendung verhältnismässig biegesteifer Materialien, im Bereich des äusseren Endes der Versteifungshülse weiterhin zu einem Abknicken bzw. Abreissen des Räumarmes mit allen seinen nachteiligen Folgen führen.
Der rasch fortschreitende, starke Verschleiss der Räumarme bedingt ein oftmaliges Auswechseln derselben, wodurch erhebliche Zeitverluste entstehen. Weiters besteht auch die Gefahr, dass sich die elastische Ver- steifungshülse, die ja nur über den relativ kleinen Flächenbereich ihres Befestigungsnippels mit diesem in reibschlüssiger Verbindung steht, unter den auf sie einwirkenden Betriebskräften allmählich vom Nippel löst, so dass dann ein Bruch des Räumarmes im unmittelbaren Nahbereich seiner Befestigungsstelle am Bürstenkern unvermeidlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzenbürste der eingangs angegebenen Art in dem Sinne auszugestalten, dass durch Verschleiss und Biegebeanspruchungen bedingte Defekte und daraus resultierende Betriebsunterbrechungen auf ein Mindestmass reduziert werden und eine echte technische Lösung geschaffen wird, durch die die Leistungsfähigkeit der Walzenbürste und damit auch der Arbeitsfortschritt der damit ausgestatteten Maschine entsprechend gesteigert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Versteifungsteil als zumindest teilweise metallischer Federkörper ausgebildet ist, der aus einem mit dem Befestigungsnippel starr verbindbaren, etwa in Richtung der Nippelachse sich erstreckenden stabförmigen Fussteil und einem federelastischen Kopfteil besteht, dessen grösster Durchmesser etwa der lichten Weite des schlauchförmigen Räumarmes entspricht. Diese Gestaltung des Versteifungsteiles ermöglicht es erstmals, den Räumarmen über den Bereich der stärksten Biegebeanspruchungen die jeweils erforderliche bzw. gewünschte Federcharakteristik zu verleihen, die zufolge der Materialwahl für den Federkörper auch über einen längeren Zeitraum nahezu unverändert erhalten bleibt.
Durch entsprechende Dimensionierung des Federkörpers und insbesondere durch die Formgebung seines Kopfteiles kann jeder beliebige Verlauf der Federcharakteristik über den jeweils gefährdeten Längsabschnitt des Räumarmes vorgegeben und ferner auch ein allmählicher Übergang von dem verstärkten auf den nicht armierten Abschnitt des Räumarmes geschaffen werden.
Durch die erfindungsgemässe Gestaltung der Walzenbürste wird der Verschleiss der Räumarme erheblich herabgesetzt. Sie können, trotz der damit verbundenen Steigerung der Biegebeanspruchung namentlich im ersten Drittel ihrer Länge, mit einer grösseren Gesamtlänge ausgeführt werden, wodurch die Leistung der Walzenbürste ebenfalls gesteigert werden kann.
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Weiters ergeben sich Montagevereinfachungen, da beim allfälligen Austausch eines Räumarmes der
Federkörper am Befestigungsnippel verbleiben kann und lediglich der Räumarm selbst vom Nippel abgezogen werden muss. Ferner besteht auch noch die vorteilhafte Möglichkeit, die Walzenbürste durch
Austausch der Räumarme und bzw. oder der Federkörper rasch und in einfacher Weise entsprechend den jeweiligen Streckenverhältnissen bzw. dem Bettungszustand umrüsten zu können.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt der stabförmige Fussteil ein hakenartig umgebogenes Ende und der Befestigungsnippel einen etwa parallel zur Drehachse des z. B. als zylindrische
Trommel ausgebildeten Walzenkernes verlaufenden seitlichen Schlitz zum Ein- und Ausbau des stabförmigen
Fussteiles sowie eine Ausnehmung zur Aufnahme seines hakenartigen Endes in Querlage zum Verlauf des
Schlitzes. Diese Bauweise, bei welcher die Befestigungsnippel zweckmässigerweise direkt am Walzenkern angeschweisst sind, ermöglicht einen besonders bequemen Einbau bzw. das Auswechseln des Federkörpers und seine zuverlässige formschlüssige Verbindung mit dem Befestigungsnippel.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit besteht darin, dass der stabförmige Fussteil mit dem Befestigungsnippel, z. B. durch Anschweissen, Einpressen od. dgl., starr verbunden ist. Fussteil und Nippel bilden hier eine bauliche Einheit, deren Befestigung an dem Räumer lediglich einen einzigen Arbeitsgang erfordert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Kopfteil von längs einer Zylinderfläche verlaufenden, schraubenlinienförmigen Windungen des Federkörpers gebildet sein. Diese Ausführung, bei welcher der Fussteil und Kopfteil des Federkörpers aus einem Stück, insbesondere aus Federstahldraht, bestehen, ist wegen ihrer Einfachheit und der geringen Materialkosten für eine rationelle Serienfertigung besonders geeignet.
Abweichend hievon, kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal der Kopfteil von längs einer nach aussen sich verjüngenden Kegelfläche verlaufenden Windungen des Federkörpers gebildet sein. Diese ebenfalls einstückige Bauweise des Federkörpers hat den zusätzlichen Vorteil, dass sich der an sich biegeelastische Kopfteil der Innenwand des während des Betriebes verformten schlauchförmigen Räumarmes noch besser anzupassen vermag.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht schliesslich darin, dass der Kopfteil als auf den stabförmigen Fussteil aufgesteckter, rotationssymmetrischer Formkörper aus elastischem Material ausgebildet ist. Die Gestaltung des Kopfteiles als aufgesetzter Formkörper ermöglicht es, den schlauchförmigen Räumarm derart abzustützen, dass er während des Betriebes nach einer stetig gekrümmten Kurve verläuft. Auf diese Weise kann die Lebensdauer der Räumarme beträchtlich verlängert werden.
Die Erfindung wird nachstehend an bevorzugten Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 die Gesamt-Seitenansicht einer mit einer Walzenbürste nach der Erfindung ausgestatteten Gleisbaumaschine, Fig. 2 eine Einzelheit der Walzenbürste nach Fig. 1 in vergrösserter Schnittdarstellung, und die Fig. 3 und 4 jeweils eine weitere Ausführungsvariante derselben
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Planiermaschine, besitzt einen Maschinenrahmen --2--, welcher mittels zweier Fahrwerke --3-- auf den Schienen --4-- eines auf Querschwellen --5-- verlegten Gleises verfahrbar ist. An dem bezüglich der Arbeitsrichtung --6-- vorderen Ende des Maschinenrahmens --2-- befinden sich die Antriebsaggregate --7-- und die Bedienerkabine--8--der Maschine.
Am hinteren Teil des Maschinenrahmens --2-- befindet sich ein Schottersilo --9-- mit steuerbaren Auslässen --10-- zur Verteilung des gespeicherten Schotters über den Bettungsbereich. Im Bereich des hinteren Fahrwerkes --3-- ist am Maschinenrahmen --2-- ein nach hinten vorkragender Ausleger --11-- um eine quer zur Gleisachse verlaufende Achse --12-verschwenkbar gelagert. Zur Höhenverstellung dieses Auslegers --11-- dient eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit --13--, die einerseits etwa in der Längsmitte des Auslegers --11-- und anderseits an einer Konsole --14-- des Maschinenrahmens --2-- angelenkt ist.
Die Maschine-l-ist mit einer Schotter-Räumvorrichtung --15-- ausgestattet, welche mit dem hinteren Ende des Auslegers --11-- über ein Gelenk --16-- verbunden ist. Die Räumvorrichtung --15-- besitzt ein nach unten hin offenes Gehäuse --17--, dessen eine, dem Betrachter zugewandte Seitenwand - zwecks besserer Übersichtlichkeit nur teilweise dargestellt ist. In dem Gehäuse --17-- ist eine im wesentlichen zylindrische Walzenbürste --19-- um eine etwa horizontal und quer zur Maschinenlängsrichtung verlaufende Achse --20-- gelagert.
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Die Walzenbürste --19-- wird von einem Motor --21--, z.B. über einen Keilriemen --22--, im Sinne des eingezeichneten Pfeiles rotierend angetrieben. Die Walzenbürste --19-- ist mit einer Vielzahl von biegeelastischen, radialen Räumarmen --23-- ausgestattet, die sowohl über den Umfang als auch über die
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Breite der Walzenbürste --19-- entspricht dabei zumindest der Längsabmessung der Querschwellen --5--.
Im vorderen Teil des Gehäuses --17-- befinden sich zwei quer zur Gleislängsachse verlaufende, in entgegengesetztem Fördersinne angetriebene Förderbänder --24--, welchen der von der Walzenbürste - aufgenommene Schotter über ein schräg aufwärtsführendes Leitblech --25-- zugeführt wird.
Die beiden Querförderbänder --24--, von denen aus Fig. 1 nur eines ersichtlich ist, werfen den Schotter auf ein darunterliegendes, zentrales Längsförderband --26--, welches im Sinne des Pfeiles --27-- angetrieben ist und den Schotter bis zum Schottersilo --9-- weiterbefördert. Am Gehäuse --17-- der Räumvorrichtung - sind ferner beidseitig Abstreifer --28-- angeordnet, die zum Profilieren der Bettungsoberseite im
Bereich zwischen der Schiene und der Bettungsflanke dienen.
Schotter-Räumvorrichtungen der beschriebenen Art finden bei Gleisbaumaschinen verschiedener
Konstruktion und Arbeitsweise Verwendung. Ihre Aufgabe ist es, den von der jeweils vorangegangenen
Bearbeitung des Schotterbettes an der Bettungs- bzw. Schwellenoberseite abgelagerten, überschüssigen
Schotter zu entfernen und ihn an einer der Räumvorrichtung vorgelagerten Stelle in entsprechender
Verteilung wieder in den Gleisbereich einzubringen. Durch entsprechende Höheneinstellung der Schotter-Räumvorrichtung --15-- mittels der hydraulischen Kolben-Zylinder-Rinkeit --13-- kann dabei die
Arbeitshöhe der Walzenbürste --19-- den jeweiligen Schotterverhältnissen entsprechend eingestellt werden.
Um die einwandfreie Funktion der Walzenbürste --19-- sicherzustellen, berühren die freien Enden der biegeelastischen Räumarme --23-- die Bettungs- bzw. Schwellenoberseite. Während des Betriebes werden die Räumarme --23-- sehr hohen Beanspruchungen, insbesondere beträchtlichen Biegespannungen, unterworfen, die etwa im ersten Drittel der Räumarmlänge von der Befestigungsstelle der Räumarme --23-- an der Walzenbürste --19-- aus maximale Werte annehmen können.
Entsprechend der Erfindung wird die Gefahr eines Abknickens bzw. eines Bruches der Räumarme - zufolge dieser hohen Beanspruchungen durch die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten, neuartigen
Befestigungsweisen der biegeelastischen schlauchförmigen Räumarme --23-- an dem als Hohlzylinder ausgebildeten Mantel --29-- der Walzenbürste --19-- vermieden. Zur Befestigung jeweils eines Räumarmes --23-- ist am Mantel-29-- ein mit einer axialen Bohrung-30-- versehener, im wesentlichen zylinder- förmiger Befestigungsnippel --31-- angeschweisst, der an der Mantelfläche mit ringförmigen,
zum freien
Ende des Nippels --31-- hin sich verjüngenden konischen Vorsprüngen --32-- zur sicheren Verankerung des auf den Nippel --31-- aufgezogenen Endes des Räumarmes --23-- versehen ist. Zur Versteifung des Räumarmes --23-- in dem auf Biegung besonders stark beanspruchten Nahbereich des Befestigungsnippels - ist ein innerhalb und etwa in Längsrichtung des Räumarmes --21-- verlaufender Federkörper - vorgesehen, welcher aus einem in die Bohrung --30-- des Nippels --31-- eingesetzten stabförmigen Fussteil --34-- und einem mit diesem verbundenen, zur Anlage am Innenmantel des Räumarmes --23-- bestimmten Kopfteil besteht.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist eine lösbare Verbindung des Federkörpers --33-- mit dem Nippel - vorgesehen. Zu diesem Zweck weist der Nippel --31-- einen mit der Bohrung --30-- korrespondierenden, parallel zur Drehachse --20-- der Walzenbürste --19-- verlaufenden, radialen Schlitz --35-auf, über welchen der mit einem hakenartig umgebogenen Ende --36-- versehene stabförmige Fussteil - von der Seite her in die Bohrung --30-- eingeführt werden kann. An der dem Mantel --29-- zugewendeten Stirnseite des Nippels --31-- befindet sich eine Ausnehmung --37-- zur Aufnahme des hakenförmigen Endes --36-- in der aus Fig. 2 ersichtlichen Querlage in bezug auf den radialen Schlitz --35--. In dieser Stellung ist der Federkörper --33-- gegen axiale Verschiebung gesichert.
Der Kopfteil-38-, welcher bei den Ausführungen nach Fig. 2 und 3 mit dem Fussteil --34-- aus einem Stück, insbesondere aus federhartem Stahldraht besteht, wird von mehreren schraubenlinienförmigen Windungen des Federkörpers --33-- gebildet, die im Falle der Fig. 2 längs einer Zylinderfläche und gemäss Fig. 3 entlang einer Kegelfläche verlaufen.
Wenn der in Fig. 2 in Ruhelage gezeigte Räumarm --23-- während des Betriebes in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise verformt wird, bildet der Kopfteil --38-- ein in Grenzen elastisch nachgiebiges Zwischenauflager für den Räumarm, welches einen beträchtlichen Teil
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der Biegekräfte aufzunehmen vermag und dadurch die Biegebeanspruchung des Räumarmes --23-- selbst in zulässigen Grenzen hält. Da die zusätzliche Abstützung des Räumarmes --23-- nicht nur von den
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Windungen, aber auch durch die Formgebung des Kopf teiles --38-- jeder beliebige Verlauf der im Betriebe sich einstellenden Biegelinie des Räumarmes --23-- vorgegeben werden.
Insbesondere aber können Spannungsspitzen im Übergangsbereich zum frei verformbaren Teil des Räumarmes --23-- mit Sicherheit vermieden werden.
Zum Unterschied von der austauschbaren Anordnung des Federkörpers --33-- nach Fig. 2 ist der Fussteil --34-- bei den Ausführungen nach Fig. 3 und 4 jeweils mit dem Befestigungsnippel --31-- durch Schweissung starr verbunden. Abweichend hievon kann eine dauerhafte Verbindung des Federkörpers mit dem Nippel auch durch Einpressen, Einlöten oder Verkleben erfolgen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Kopfteil --39-- als rotationssymmetrischer Formkörper aus elastischem Material, z. B. Gummi oder flexiblem Kunststoff, ausgebildet ist. Dieser Kopfteil weist eine Sackbohrung --40-- auf, deren Durchmesser geringfügig kleiner als der Durchmesser
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--34-- ist,PATENTANSPRÜCHE :
1. Walzenbürste für fahrbare Gleisbaumaschinen, insbesondere Gleispflüge u. dgl., mit am Bürstenkern etwa radial und sternförmig abstehend angeordneten Befestigungsnippeln, an welchen jeweils ein biegeelastischer, schlauchförmiger Räumarm lösbar befestigt ist, der zur Verstärkung zumindest des ersten Drittels der Räumarmlänge von der Befestigungsstelle aus einen innenliegenden Versteifungsteil aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Versteifungsteil als zumindest teilweise metallischer Federkörper (33) ausgebildet ist, der aus einem mit dem Befestigungsnippel (31) starr verbindbaren, etwa in Richtung der Nippelachse sich erstreckenden stabförmigen Fussteil (34) und einem federelastischen Kopfteil (38,39) besteht,
dessen grösster Durchmesser etwa der lichten Weite des schlauchförmigen Räumarmes (23) entspricht.