AT515801B1

AT515801B1 - Method for compacting the ballast bed of a track

Info

Publication number: AT515801B1
Application number: ATA50649/2014A
Authority: AT
Original assignee: System 7 Railsupport Gmbh
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2015-12-15
Also published as: AT515801A4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verdichten des Schotterbettes (10) eines Gleises mit einem Stopfaggregat (20) zur Unterstopfung von Schwellen (2) vorgeschlagen, wobei das Stopfaggregat (20) mit Stopfwerkzeugpaaren (4) ausgestattet ist, denen ein Beistelltrieb zum Verdichten zugeordnet ist. Zur Gewährleistung einer möglichst gleichbleibenden Verdichtung des Schotters unter den einzelnen Schwellen wird vorgeschlagen, dass die Beistellkräfte (Fv) und die Beistellwege (D) der Stopfwerkzeuge (4) über Sensoren gemessen werden, dass der Verlauf der Kurve Beistellkraft (Fv) über dem Beistellweg ermittelt wird und dass der Verdichtungsvorgang jeweils beendet wird, sobald die ermittelte Kurve unter eine vorgebbare Grenze abflacht, insbesondere die Tangente (t) an die Kurve einen Neigungswinkel von kleiner 10°, vorzugsweise von kleiner 5°, aufweist.A method for compacting the ballast bed (10) of a track with a tamping unit (20) for clogging sleepers (2) is proposed, wherein the tamping unit (20) is equipped with tamping tool pairs (4) to which a auxiliary drive for compacting is assigned. In order to ensure as constant a compression of the ballast under the individual sleepers, it is proposed that the auxiliary forces (Fv) and the auxiliary paths (D) of the tamping tools (4) be measured by sensors, that the course of the curve determines the auxiliary force (Fv) over the auxiliary travel is and that the compression process is terminated in each case as soon as the determined curve flattened below a predetermined limit, in particular the tangent (t) to the curve has an inclination angle of less than 10 °, preferably of less than 5 °.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verdichten (=Stopfen) des Schotter¬bettes eines Gleises mit einem Stopfaggregat zur Unterstopfung von Schwellen, wobei dasStopfaggregat mit Stopfwerkzeugpaaren ausgestattet ist, denen ein Beistelltrieb zum Verdich¬ten zugeordnet ist.Description: The invention relates to a method for compacting (= plugging) the ballast bed of a track with a tamping unit for clogging sleepers, wherein the tamping unit is equipped with tamping tool pairs, to which a auxiliary drive for compacting is assigned.

[0002] Stopf aggregate von Gleisstopfmaschinen penetrieren mit Stopfwerkzeugen den Schottereines Gleisbettes im Bereich zwischen zwei Schwellen (Zwischenfach), im Bereich des Aufla¬gers der Schwelle im Schotter unter der Schiene und verdichten den Schotter durch eine dyna¬mische Vibration der Stopfpickel zwischen den zueinander beistellbaren gegenüberliegendenStopfpickeln. Stopfaggregate können in einem Arbeitszyklus eine, zwei oder mehr Schwellenstopfen (DE 24 24 829 A, EP 1 653 003 A2). Gemäß der Lehre der EP 1 653 003 A2 sind dieals Linearantrieb wirksamen Beistellantriebe derart ausgeführt, dass diese nicht nur eine lineareBeistellbewegung, sondern gleichzeitig auch in einer aus der AT 339 358, der EP 0 331 956oder der US 4 068 595 bekannten Weise die für die Stopfpickel erforderliche Vibration erzeu¬gen. Damit können die Beistellgeschwindigkeit, die Schwingungsamplitude, deren Form und dieFrequenz vorgegeben werden.Tamping units of tamping machines penetrate with Stopfwerkzeugen the bulkhead of a track bed in the area between two thresholds (intermediate compartment), in the Aufla¬gers the threshold in the ballast under the rail and compact the ballast by a dyna¬mische vibration of tamping between each other settable opposing pegs. Tamping units can in a work cycle one, two or more threshold plug (DE 24 24 829 A, EP 1 653 003 A2). According to the teaching of EP 1 653 003 A2, the auxiliary drives acting as linear drive are designed in such a way that they are not only a linear adjusting movement, but also in a manner known from AT 339 358, EP 0 331 956 or US Pat. No. 4,068,595 Tamping needles produce necessary vibration. Thus, the addition speed, the vibration amplitude, its shape and the frequency can be specified.

[0003] Die Bewegungen eines Stopfaggregates umfassen das vertikale Eintauchen der Stopf¬pickel in den Schotter, die Beistellbewegung bei welcher die Stopfpickelenden zueinandergeschlossen werden und die überlagerte dynamische Schwingung welche die eigentliche Ver¬dichtung der Schotterkörner bewirkt. Bekannt ist es für die Beistellbewegung Hydraulikzylinderzu verwenden, die über Pleuel mit einer Vibrationswelle mit Exzentrizität verbunden sind unddie der Beistellbewegung die vibratorische Schwingung überlagern (AT 369 455 B). NeuereLösungen verwenden eine lineare Anregung über Hydraulikzylinder, besitzen in den Hydrau¬likzylinder integrierte Wegsensoren und angeschlossene Drucksensoren die die im Hydraulikzy¬linder wirkenden Drücke messen (AT 513 973 A). Über die FormelThe movements of a Stopfaggregates include the vertical immersion of Stopf¬pickel in the ballast, the Beistellbewegung in which the tufting ends are closed to each other and the superimposed dynamic oscillation which causes the actual Ver¬ seal the gravel grains. It is known for the Beistellbewegung use hydraulic cylinders, which are connected via connecting rods with a vibration wave with eccentricity and which superimpose the Beistellbewegung the vibratory vibration (AT 369 455 B). More recent solutions use a linear excitation via hydraulic cylinders, have displacement sensors integrated in the hydraulic cylinder and connected pressure sensors which measure the pressures acting in the hydraulic cylinder (AT 513 973 A). About the formula

Fzyi = Pk 1 Ak - Pkr 1 (Ak - Ast) [0004] kann aus dem auf den Kolben wirkenden Druck pk, dem auf die Kreisringfläche wirken¬den Druck pKR, der Kolbenfläche Ak und der Kolbenstangenfläche As, die Zylinderkraft FZyi be¬rechnet werden. Diese kann auf die Verdichtkraft (über die Hebelübersetzung) an der Stopfpi¬ckelplatte wirkend umgerechnet werden. Die geometrische Lage eines Gleises verschlechtertsich hinsichtlich seiner Richtung (lenkende Querkräfte der Räder), Höhenlage und Gleisüberhö¬hung (durch unregelmäßige Setzungen) in Folge der einwirkenden Kräfte der darüber rollendenZüge. Überschreitet die geometrische Lage gewisse Grenzwerte, dann sinkt der Fahrkomfortoder es treten sicherheitskritische Gleislagen auf die zu einer Entgleisung der Züge führenkönnen. Daher muss das Gleis berichtigt werden. Gleisstopfmaschinen weisen daher Messein¬richtungen zum Erfassen der geometrischen Ist-Lage des Gleises auf und Heben und Richtendas Gleis durch Vergleich der Gleis-Ist-Lage mit der Gleis-Soll-Lage. Das Unterstopfen (Ver¬dichten des Schotters unter der Schwelle) der Schwellen hat zum Ziel die verbesserte Gleis-Lage zu fixieren. Je gleichmäßiger ein Gleis von Schwelle zu Schwelle verdichtet wird, umsohaltbarer ist die erzielte geometrische Gleislage nach der Instandhaltungsarbeit. Bei einer In¬standhaltungsarbeit wird ein sich bereits länger in Gebrauch befindliches Gleis gestopft. Nacheiner Neulage oder nach einer Schotterreinigung wird das Gleis ebenfalls unterstopft. Da derSchotter in diesem Fall im „Neuzustand“ und relativ locker ist, ist die Gleisbettung „weich“, dasheißt die Stopfwerkzeuge benötigen zum Beistellen (Schließbewegung) geringere Kräfte undhaben längere Beistellwege als bei „normalen“ Instandhaltungsarbeiten. Schotter in gutemZustand weist einen hohen Reibungswinkel und eine gute Verzahnbarkeit auf. Diese Parametergarantieren durch ihre Eigenschaften geringe Setzungen und eine gute Haltbarkeit der Gleisla¬ge nach dem Stopfen. Bei langer Gebrauchsdauer des Schotters (lange Liegezeiten typischer¬weise mehr als 10 Jahre) ist der Schotter in der Regel stark verunreinigt. Zum einen brechendie Schotterkörner und die abgebrochenen Teile liegen dann zwischen den Schotterkörnern,dazwischen sammelt sich auch Gesteinsmehl (Abrieb der Schotterkörner unter Verkehrslast) und Feinanteile die aus dem Transport stammen (z.B. herabrieselnder Kohlestaub oder Erz¬staub) und andere Feinanteile die aus dem Bewuchs, dem Anflug oder aus dem Untergrundstammen. Die Bettung verkrustet, der Reibungswinkel sinkt ab und die Verzahnbarkeit schwin¬det und damit auch die Haltbarkeit der Gleislage nach einer Stopfung. Dazu wird die Schotter¬bettung hart und verkrustet. Liegt der Gewichtsanteil dieser Feinanteile über 30% dann mussdas Gleis gereinigt werden. Damit dieser Verschmutzungsanteil bestimmt werden kann, werdenin der Regel Schotterproben entnommen und im Labor gesiebt und die Kornverteilung be¬stimmt. Diese Methode ist zeitaufwendig und kostspielig, zudem nur Stichprobenhaft durchführ¬bar und nicht durchgängig. Kornanteile deren Größe unter 22 mm liegt gelten als Verschmut¬zung und sollen ausgesiebt werden.Fzyi = Pk 1 Ak - Pkr 1 (Ak branch) [0004] The cylinder force FZyi can be calculated from the pressure pk acting on the piston, the pressure pKR acting on the annular surface, the piston surface Ak and the piston rod surface As become. This can be converted to the compacting force (via the lever ratio) acting on the Stopfpi¬ckelplatte acting. The geometric position of a track deteriorates with respect to its direction (steering lateral forces of the wheels), altitude and track cant (due to irregular settlements) due to the forces acting on the trains rolling over it. If the geometric position exceeds certain limit values, then the driving comfort sinks or safety-critical track layers occur, which can lead to a derailment of the trains. Therefore, the track must be corrected. Track tamping machines therefore have measuring devices for detecting the geometric actual position of the track and lifting and straightening the track by comparing the actual track position with the track setpoint position. The Unterstopfen (sealing the ballast below the threshold) of the thresholds has the goal to fix the improved track position. The more uniformly a track is compressed from threshold to threshold, the more stable is the achieved geometric track position after the maintenance work. In a maintenance work, a track that has been in use for some time is stuffed. After a new layover or after a gravel cleaning the track is also supported. Since the ballast is in this case "new" and relatively loose, the track bedding is "soft", that is to say the tamping tools require smaller forces to provide (closing movement) and have longer access routes than with "normal" maintenance. Gravel in good condition has a high friction angle and good intermeshability. Due to their properties, these parameters guarantee low settlements and good durability of the track position after plugging. With long service life of the ballast (long berths typically more than 10 years), the ballast is usually heavily contaminated. On the one hand break the gravel grains and the broken parts are then between the gravel grains, in between also collects rock flour (abrasion of the gravel grains under traffic load) and fines from the transport (eg downhill coal dust or ore dust) and other fines from the fouling, the approach or from the subsoil. The bedding caked, the friction angle decreases and the intermeshability swings and thus the durability of the track position after a clogging. For this purpose, the ballast bed becomes hard and caked. If the proportion by weight of these fines exceeds 30% then the track must be cleaned. So that this contamination fraction can be determined, gravel samples are usually taken and sieved in the laboratory and the particle size distribution is determined. This method is time-consuming and costly, in addition only possible by sampling and not consistently. Grain fractions whose size is less than 22 mm are regarded as contamination and should be screened out.

[0005] Üblicherweise wird heute der Verdichtungsvorgang von Stopfaggregaten zeitabhängiggesteuert. Kontinuierlich arbeitende Stopfmaschinen (bei diesen befindet sich innerhalb derStopfmaschine ein so genannter Stopfsatellit der die Arbeitsaggregate trägt und der zyklischvon Schwelle zu Schwelle vorfährt, während die Hauptmaschine kontinuierlich fährt) benötigeneine konstante Einstellung der Stopfzeit, weil sonst das Prinzip der kontinuierlichen Arbeitswei¬se nicht aufrecht erhalten bleiben könnte. Typische Stopfzeiten liegen dabei zwischen 0,8-1,2Sekunden. Da sich unter einzelnen Schwellen so genannte Hohllagen befinden und auch dietragende Kornverteilung von Schwelle zu Schwelle verschieden ist, kann es durch die konstanteBeistellzeiteinstellung zu unterschiedlichen Verdichtungen von Schwelle zu Schwelle kommen.Der Führer der Stopfmaschine kann bei den üblichen konventionellen Stopfmaschinenausfüh¬rungen als Parameter den Stopfdruck erhöhen oder die Beistellzeit verlängern. Die optimaleVerdichtung kann daher so nicht garantiert werden, die Qualität der Arbeit hängt damit vonmenschlichen Einflussgrößen ab. Eine objektive Verdichtungsarbeit ist also nach den derzeitgängigen Methoden nicht möglich. Der Schotter weist je nach seiner Siebkurve, seinen Eigen¬schaften (Härte, Form, Abriebfestigkeit, Schlagfestigkeit, Witterungsbeständigkeit etc.) wiejedes körnige Material eine bestimmte obere Verdichtbarkeit auf. Wird der Stopfdruck zu hocheingestellt, dann wird der Schotter nach erreichen seiner maximalen Verdichtung zu fließenbeginnen und nach außen in den Schottervorkopf gedrückt, was die verdichtete Auflagerflächeunter der Schwelle verkleinert. Dasselbe Verhalten tritt auf, wenn die Stopfzeit zu lange gewähltwird. Eine zu lange Stopfzeit verringert zudem eine höhere mögliche Arbeitsleistung der Stopf¬maschine. Wird der Stopfdruck zu gering gewählt oder die Stopfzeit zu kurz eingestellt, dannergibt sich eine geringere Verdichtung unter der Schwelle als jene die optimal wäre.Usually, the compression process of tamping units is time-dependent controlled today. Continuous tamping machines (these are within the tamping machine a so-called Stopfsatellit carrying the working units and the cyclically moves from threshold to threshold, while the main engine continuously drives) need a constant setting of the tamping time, because otherwise the principle of continuous Arbeitswei¬se not maintained could stay. Typical stuffing times are between 0.8-1.2 seconds. Since so-called hollow layers are located below individual thresholds and the diameter distribution also differs from threshold to threshold, the constant setting time setting can lead to different densities from threshold to threshold. The tamping machine leader can use the usual conventional tamping machine configurations as a parameter for the tamping pressure increase or extend the additional time. The optimal compression can therefore not be guaranteed, the quality of the work depends on human factors. An objective condensing work is therefore not possible according to the current methods. Depending on its sieve curve, its properties (hardness, shape, abrasion resistance, impact resistance, weathering resistance, etc.), the gravel, like any granular material, has a certain upper compressibility. If the tamping pressure is set too high, then the ballast will start to flow after reaching its maximum compression and be pushed outwards into the ballast head, which reduces the compacted bearing surface below the threshold. The same behavior occurs when the stuffing time is too long. Too long stuffing time also reduces a higher potential work of the stuffing machine. If the stuffing pressure is set too low or the stuffing time set too short, then a lower compression below the threshold than that which would be optimal results.

[0006] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches eineoptimale automatische Wahl von Verdichtzeit und Stopfdruck ermöglicht und eine gleichmäßigeund optimale Verdichtung des Schotters über alle zu stopfenden Schwellen erlaubt.The invention is thus based on the object to provide a method which allows an optimal automatic selection of compression time and stuffing pressure and allows a uniform and optimal compaction of the ballast over all thresholds to be stuffed.

[0007] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhaf¬te Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.The invention solves the stated problem with the features of claim 1. Vorteilhaf¬te developments of the invention are illustrated in the dependent claims.

[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine automatisierte optimale Wahl undSteuerung von Verdichtzeit und Stopfdruck eines Stopfaggregates.The inventive method allows an automated optimal choice and control of compression time and stuffing pressure of a tamping unit.

[0009] Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur optimalen Verdichtung desSchotters unter den Schwellen werden der Beistellweg und die Beistellkraft jedes einzelnenBeistellzylinders gemessen, und wird aus dem Verlauf der Kurve der Beistellkraft über demBeistellweg die Tangente der Kurve ermittelt und das Beistellen nach Abflachen der Kurve(entspricht der höchst möglichen Verdichtung des vorliegenden Schotters) bei Erreichen einer(zumindest nahezu) waagrechten Tangente beendet.In order to carry out the method according to the invention for optimally compacting the scraper under the sleepers, the auxiliary travel and force of each individual jackknife are measured, and from the course of the assisting force over the travel path, the tangent of the curve is determined and the addition after flattening the curve (corresponds the highest possible densification of the present ballast) on reaching a (at least almost) horizontal tangent finished.

[0010] Aus diesen Werten kann durch Bildung eines gleitenden Mittelwertes der optimalenVerdichtungskräfte über eine gewisse Anzahl von zuletzt gestopften Schwellen n der optimaleStopfdruck vorgegeben werden (Vergleichmäßigung der Verdichtung).From these values, by forming a moving average of the optimal compressive forces over a certain number of last-filled thresholds n, the optimum plug pressure can be set (equalization of compaction).

[0011] Basierend auf diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann bei solcherart vorgegebenemStopfdruck die Verdichtungsarbeit durch Integration der Kraft über den Beistellweg (Arbeit =Kraft mal Weg) für jede Schwelle nach folgender Formel errechnet werdenBased on this method according to the invention, the compaction work can be calculated by integration of the force over the Beistellweg (work = force times way) for each threshold according to the following formula at such a given Stopfdruck

[0012] Durch Bildung eines gleitenden Mittelwertes der Verdichtungsarbeit einer gewissenAnzahl von zuletzt gestopften Schwellen n kann eine mittlere Verdichtungsarbeit nach derFormelBy forming a moving average of the compaction work of a certain number of last-filled thresholds n, an average compaction work according to the formula

[0013] errechnet werden, die der Härte des Schotterbettes entspricht.Are calculated, which corresponds to the hardness of the ballast bed.

[0014] Aus dem Vergleich dieses gleitenden Mittelwertes mit einem Standardwert welcher„normaler“ Schotterbettung entspricht, kann eine Qualitätsziffer Ql für „härtere“ (verunreinigt)oder „weichere“ (Kugelschotter, Rundschotter, Neuschotter etc.) Schotterbettung wie folgt an¬gegeben werden.From the comparison of this sliding average with a standard value which corresponds to "normal" ballast, a quality factor Ql for "harder" (contaminated) or "softer" (ball gravel, round gravel, Neuschotter etc.) ballast bedding can be given as follows ,

[0015] wobei Qlpn = 100 einer „normalen“ Bettung, Qlpn > 100 einer „weichen“ Bettung und Qlpn< 100 einer „harten“ Bettung entspricht.Where Qlpn = 100 of a "normal" bedding, Qlpn > 100 of a "soft" bedding and Qlpn < 100 corresponds to a "hard" bedding.

[0016] Damit ergibt sich eine für die Eisenbahnverwaltungen wichtige Zusatzinformation, die dieaufwendige Probenentnahme von Schotter aus dem Gleis mit anschließender Siebkurvenermitt¬lung entfallen lassen kann. Zum anderen gibt diese Qualitätsziffer bei kontinuierlicher Aufzeich¬nung Hinweise auf Unstetigkeiten oder Inhomogenitäten des Schotterbettes (z.B. unter hochbeanspruchten Herzstücken in Weichen oder unter Schienenstößen) wo bereits stellenweisezermahlener, hart zusammengepackter und verschmutzter oder abgerundeter Schotter vorliegt.This results in an important additional information for the railway authorities, which can account for the costly sampling of gravel from the track with subsequent Siebkurvenermitt¬lung. On the other hand, this quality figure, with continuous recording, gives indications of discontinuities or inhomogeneities of the ballast bed (for example under heavily stressed frogs in switches or under rail joints) where already crushed, hard-packed and soiled or rounded ballast is present.

[0017] Der Bereich typischer Verdichtungskräfte liegt zwischen 20 und 40 kN. Typische Bei¬stellwege der Verdichtungswerkzeuge liegen zwischen 20 und 50 mm. Der Bereich typischerVerdichtungsarbeit liegt zwischen 800 und 1500 Nm.The range of typical compaction forces is between 20 and 40 kN. Typical adjustment paths of the compaction tools are between 20 and 50 mm. The range of typical compression work is between 800 and 1500 Nm.

[0018] Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen in der automatischermittelbaren optimalen Verdichtungskraft, in der Ermittlung der Verdichtungsarbeit der aktuel¬len Arbeitsstrecke und durch Vergleich dieser Verdichtungsarbeiten entlang der Strecke eineAussage über den Zustand der Schotterbettung unter den Schwellen zu treffen. Ein weitererVorteil ist die Angabe einer Qualitätsziffer die kontinuierlich entlang des gestopften Gleisesaufgezeichnet werden kann und Hinweise auf Unstetigkeiten und Inhomogenitäten des Schot¬terbettes liefert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine gleichmäßige optimale Ver¬dichtung des Schotters von Schwelle zu Schwelle erreicht und die Arbeitsleistung der Maschineoptimiert weil zeitlich nur so lange gestopft wird bis die optimale Verdichtung erreicht wird.The main advantages of the method according to the invention lie in the automatically determinable optimal compaction force in the determination of the compaction work of the aktuel¬len working route and by comparing these compaction work along the route to make an announcement about the condition of the ballast bed under the thresholds. Another advantage is the indication of a quality figure which can be recorded continuously along the stuffed track and provides indications of discontinuities and inhomogeneities of the pylorus bed. By the method according to the invention, a uniform optimal sealing of the ballast from threshold to threshold is achieved and the working performance of the machine is optimized because time is only filled until the optimum compaction is achieved.

[0019] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0020] Fig. 1 links die Kornanordnung eines neu eingebrachten Schotters („weiche“ Schotter¬ bettung) und rechts eine schon länger in Gebrauch stehende Kornanordnung mitFeinanteilen („harte“ verkrustete Schotterbettung) [0021] Fig. 2 links ein angehobenes Gleis unmittelbar vor den eindringenden Stopfwerkzeugen mit den sich durch die Anhebung ergebenden Hohlräumen unter den Schwellenund rechts eine Schwelle die gerade unterstopft wird [0022] Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Stopfaggregates [0023] Fig. 4 den Verlauf der Verdichtungskraft abhängig vom Beistellweg [0024] Fig. 5 die Verdichtungsbereiche unter der Schwelle bei zu lange einwirkender Verdicht¬ kraft oder zu hoher Verdichtkraft und der Verdichtungsbereich bei optimal ge¬wählten Stopfparametern [0025] Fig. 6 Idealisiertes Diagramm der Verdichtkraft abhängig vom Beistellweg und [0026] Fig. 7 reales Diagramm der Verdichtkraft abhängig vom Beistellweg.In the drawing, the subject invention is shown, for example. 1 shows on the left the grain arrangement of a newly introduced ballast ("soft" ballast bedding) and on the right a grain arrangement with fine portions ("hard" encrusted ballast bedding) which has been in use for some time. [0021] FIG. 2 shows a raised track on the left immediately before the penetrating stuffing tools with the cavities under the sleepers resulting from the lifting and on the right a threshold which is being supported. FIG. 3 shows a schematic representation of a tamping unit FIG. 4 shows the course of the compacting force as a function of the feeding path [0024] FIG. 5 shows the compression areas below the threshold when the compression force or compressive force is too long and the compression area at optimally selected tamping parameters. FIG. 6 Idealized diagram of the compacting force as a function of the auxiliary travel; and FIG. 7 real diagram the compaction force depending on the Beistellweg.

[0027] Fig. 1 zeigt links die Anordnung der Schotterkörner 13 (auch Skelettkorn genannt) reinenSchotters („weiche“ Bettung), rechts ist die Anordnung von Schotterkörnern 13 (Skelettkorn)feinen Kornteilen 14 (Stützkorn) und Feinanteilen 15 zu entnehmen wie sie nach langer Ge¬brauchsdauer auftritt („harte Bettung“).Fig. 1 shows on the left the arrangement of the ballast grains 13 (also called skeletal grain) pure Scotch ("soft" bedding), right is the arrangement of crushed grains 13 (skeletal grain) fine grains 14 (supporting grain) and fines to remove 15 as long period of use occurs ("hard bedding").

[0028] Die Fig. 2 zeigt links die Schiene 1, ruhend auf den Schwellen 2 die ihrerseits im Schot¬ter 10 liegen. Die Abbildung links zeigt schematisch das Gleis im durch die Stopfmaschineangehobenen Zustand, wodurch sich Hohlräume 3 unter den Schwellen bilden. Rechts in derAbbildung werden durch die schraffierten Bereiche 5 der verdichtete Schotter unter den Schwel¬len dargestellt. Die Stopfwerkzeuge 4 verdichten den Schotter durch eine vibrierende Beistell¬bewegung. Die Arbeitsrichtung wird durch 6 angegeben.Fig. 2 shows the left rail 1, resting on the sleepers 2 which in turn are in Schot¬ter 10. The figure on the left schematically shows the track in the state lifted by the stuffing machine, whereby cavities 3 form under the sleepers. On the right in the figure, the hatched areas 5 show the compacted ballast below the thresholds. The stuffing tools 4 compact the ballast by a vibrating Beistell¬bewegung. The working direction is indicated by 6.

[0029] Fig. 3 zeigt schematisch ein Stopfaggregat 20. Über hydraulische Beistellzylinder 7werden durch einen im Aggregatkasten 12, einen gelenkig gelagerten Stopfarm 11 die Stopf¬werkzeuge (Pickel) 4 geschlossen (Beistellweg D). Die Pickelplatten 19 treffen vibrierend aufdie Schotterfront auf und verdichten den Schotter 10 unter den Schwellen 2 durch die Beistell¬bewegung D. Zur Messung und Ermittlung der Verdichtkraft Fv wird der Hydraulikdruck der imZylinder 7 herrscht durch angebaute Drucksensoren 9 gemessen. Der Weg der Hydraulikzylin¬der 6 wird durch entweder in den Zylinder 7 eingebaute Wegesensoren 8 oder außen ange¬brachte Wegsensoren gemessen.Fig. 3 shows schematically a Stopfaggregat 20. About hydraulic Beistellzylinder 7werden by a in aggregate box 12, a hinged Stopfarm 11, the Stopf- tools (pimples) 4 closed (Beistellweg D). The picking plates 19 vibrate on the ballast front and compact the ballast 10 under the sleepers 2 by the addition D. For measuring and determining the compacting force Fv, the hydraulic pressure prevailing in the cylinder 7 is measured by attached pressure sensors 9. The path of Hydraulikzylin¬ 6 is measured by either built into the cylinder 7 way sensors 8 or externally mounted displacement sensors.

[0030] Das Diagramm gern. Fig. 4 zeigt den Verlauf der Verdichtkraft Fv über dem BeistellwegD. Dem Diagramm kann entnommen werden, dass die Verdjchtkraft Fv sich der maximal für denaktuellen Schotter erreichbaren Verdichtkraft FVn annähert. Über die Beobachtung der Tangentet der Kurve, wenn sich diese der Horizontalen innerhalb gewisser Toleranzen angenähert hat,ist der optimale Beistellweg DUm erreicht, und der Beistellvorgang kann beendet werden. Liegtdie Kraft weiterhin an, ergibt sich ein zusätzlicher Beistellweg (Bereich 16) welcher zu keinerweiteren Erhöhung der Verdichtung mehr führt, sondern zu einer Verdrängung des Schottersnach außen vor die Schwelle (Vorkopfbereich).The diagram like. Fig. 4 shows the course of the compacting force Fv over the BeistellwegD. It can be seen from the diagram that the Verdrehchtkraft Fv approaches the maximum achievable for the current ballast compactor force FVn. By observing the tangent of the curve, when it has approached the horizontal within certain tolerances, the optimum distance DUm has been reached, and the addition process can be ended. If the force continues to be present, there results an additional auxiliary travel (region 16) which no longer leads to any further increase in the compression, but rather to a displacement of the ballast outward in front of the threshold (forward head region).

[0031] Die schematische Darstellung gern. Fig. 5 zeigt links eine Stopfung bei welcher dieBeistellkraft zu hoch oder zu lange aufgebracht wurde. Dadurch ergab sich ein nicht optimalerzu großer Beistellweg D1 und der Schotter wandert nach außen Richtung Vorkopf 18. Uber dieStopfpickelplatten 19 bildet sich unter der Schwelle 2 ein verdichtetes Schwellenauflager.Rechts im Bild wird ein optimaler Stopfvorgang dargestellt. Der Beistellweg D2 war optimalgesteuert, so dass kein Schotterfluss nach außen auftrat und das optimale größtmögliche ver¬dichtete Schwellenauflager 17 auftrat.The schematic illustration like. Fig. 5 shows on the left a stuffing in which the correcting force has been applied too high or too long. This resulted in a not optimally too large Beistellweg D1 and the ballast migrates outwards towards Vorkopf 18. About the Stopfpickelplatten 19 forms below the threshold 2 a compact Schwellenauflager.Rechts in the picture, an optimal stuffing process is shown. The supply path D2 was optimally controlled, so that no ballast flow occurred to the outside and the optimum maximum possible compacted sleeper bearing 17 occurred.

[0032] Fig. 6 zeigt idealisiert den Verlauf der Verdichtkraft Fv über den Beistellweg D. Die Kurvemit dem Flächeninhalt WH der der Verdichtungsarbeit entspricht und dem Beistellweg DH zeigtden schematischen Verlauf einer „harten“ Bettung. Die Kurve mit dem Flächeninhalt Ww der derVerdichtungsarbeit entspricht und dem Beistellweg Dw zeigt den schematischen Verlauf einer„weichen“ Bettung. Die Flächeninhalte ergeben sich in der gewählten idealisierten DarstellungzuFig. 6 shows idealized the course of the compacting force Fv on the Beistellweg D. The Curve with the area WH which corresponds to the compaction work and the auxiliary path DH shows the schematic course of a "hard" bedding. The curve with the area Ww corresponding to the compaction work and the auxiliary path Dw shows the schematic course of a "soft" bedding. The area contents result in the chosen idealized representation

[0033] Es ist damit klar ersichtlich, dass WH („harte“ Bettung) « Ww (weiche Bettung).It is thus clear that WH ("hard" bedding) "Ww (soft bedding).

[0034] Fig. 7 zeigt den realen abflachenden Verlauf der Verdichtkraft Fv über dem BeistellwegD. Die Kurve mit dem Flächeninhalt WH der der Verdichtungsarbeit entspricht und dem Beistell¬weg Dh zeigt den schematischen Verlauf bei einer „harten“ Bettung. Die Kurve mit dem Flä¬cheninhalt Ww der der Verdichtungsarbeit entspricht und dem Beistellweg Dw zeigt den sche¬matischen Verlauf bei einer „weichen“ Bettung. Die Flächeninhalte ergeben sich in der realenDarstellung zuFig. 7 shows the real flattening course of the compacting force Fv over the BeistellwegD. The curve with the area WH which corresponds to the compaction work and the supply path Dh shows the schematic course with a "hard" bedding. The curve with the contents Ww which corresponds to the compaction work and the addition Dw shows the sche¬matischen course in a "soft" bedding. The area contents result in the real representation

BEZUGSZEICHENLISTE: 1 ... Schiene 2 ... Schwelle 3 ... Hohlraum unter der Schwelle 4 ... Stopfpickel, Stopfwerkzeuge 5 ... verdichtete Bereiche unter der Schwelle 6 ... Arbeitsrichtung der Stopfmaschine 7 ... Beistellzylinder, Stopfzylinder 8 ... Wegmesssensoren 9 ... Drucksensoren 10 ... Schotterbett 11 ... Drehbar gelagerte Stopfarme 12 ... Stopf kästen 13 ... Schotterkörner (Skelettkorn) 14 ... kleine Körner (Stützkorn) 15 ... Feinanteile (Abrieb) 16 ... Bereich des Wegfließens des Schotters nach außen zum Vorkopf 17 ... verdichtetes Schotterauflager unter der Schwelle 18 ... Schotterfluss nach außen zum Vorkopf 19 ... Stopfpickelplatten 20 ... Stopfaggregat AK ... Kolbenfläche ZylinderREFERENCE LIST: 1 ... Rail 2 ... Threshold 3 ... Cavity below threshold 4 ... Tamping picks, tamping tools 5 ... compacted areas below threshold 6 ... Working direction of tamping machine 7 ... Seating cylinder, tamping cylinder 8 ... Distance measuring sensors 9 ... Pressure sensors 10 ... Ballast bed 11 ... Swivel-mounted stuffing arms 12 ... Stuffing boxes 13 ... Gravel grains (skeletal grain) 14 ... Small grains (supporting grain) 15 ... Fine particles (Abrasion) 16 ... Area of flow of the ballast outwards to the pre-head 17 ... compacted ballast support below the threshold 18 ... ballast flow to the outside to the front head 19 ... tamping plates 20 ... tamping unit AK ... piston surface Cylinder

Ast Fläche Zylinderstange D ... Beistellweg DLim ... optimaler BeistellwegBranch surface Cylinder rod D ... Additional distance DLim ... optimal auxiliary travel

Dh ... Beistellweg „harte“ BettungThat is ... Beistellweg "hard" bedding

Dw ... Beistellweg „weiche“ BettungDw ... Beistellweg "soft" bedding

Dt ... Beistellweg zu große Verdichtkraft oder zu lange Einwirkung D2 ... Beistellweg optimale Verdichtkraft und optimaler VerdichtwegDt ... Addition travel too high compacting force or too long exposure D2 ... Addition travel optimum compaction force and optimum compression path

Fv ... VerdichtkraftFv ... compactor

FvN ... Grenzwert der maximale Verdichtkraft für den spezifischen Schotter FZyi ... Beistellzylinderkraft pK ... KolbendruckFvN ... limit value of the maximum compacting force for the specific ballast FZyi ... supply cylinder force pK ... piston pressure

Pkr ... Druck auf Kreisringfläche ZylinderPkr ... pressure on annular surface cylinder

Fvi ... Verdichtkraft bei der i-ten SchwelleFvi ... compacting force at the i-th threshold

Qlpn ... Qualitätsziffer Vergleich „harte“, „weiche“ Bettung zu StandardbettungWH ... Verdichtarbeit „harte“ Bettung W, ... Verdichtarbeit bei der i-ten SchwelleQlpn ... Quality figure Comparison "hard", "soft" bedding to standard beddingWH ... compacting work "hard" bedding W, ... compacting work at the i-th threshold

Wn ... Gleitender Mittelwert der Verdichtarbeit der n letzten Schwellen WN ... Verdichtarbeit StandardbettungWn ... moving average of the compacting work of the n last thresholds WN ... compacting work standard bedding

Ww ... Verdichtarbeit „weiche“ Bettung dD ... Differential BeistellwegWw ... compacting work "soft" bedding dd ... Differential Beistellweg

Claims

1. A method for compacting the ballast bed (10) of a track with a Stopfaggregat (20) for the clogging of sleepers (2), wherein the Stopfaggregat (20) is equipped with Stopfwerkzeugpaaren (4), which is associated with a Beistelltrieb for compacting , characterized in that the Beistellkräfte (Fv) and the Beistellwege (D) Stopf¬ tools (4) are measured by sensors, that the course of the curve Beistellkraft (Fv) is determined over the Beistellweg and that the compression process is terminated in each case, as soon as the determined curve flattens below a predefinable limit, in particular the tangent (t) to the curve has an inclination angle of less than 10 °, preferably of less than 5 °.

2. A method for compacting the ballast bed (10) with a hydraulic Beistellzylinder (7) comprehensive Beistelltrieb according to claim 1, characterized in that the Bei¬stellkräfte (Fv) on the Beistellzylindern (7) associated with pressure sensor (9) and the Bei¬stellwege (D) via position transducer (8) are determined.

3. A method for compacting the ballast bed (10) according to claim 1 or 2, characterized in that from the course of the curve compacting force (Fv) on the Beistellweg (D) of the valid for optimal compaction Beistellweg (DLim) at an inclination angle Curve tangent (t = 0 °) and the associated optimum compacting force (FvNi) are determined for the compaction.

A method for compacting the ballast bed (10) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an average of the compacting forces (FvN) over a plurality of thresholds (n) according to the formula

is formed which average value of the compression forces for further compression as set value (FvN) is specified.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that from the measurement of the compression forces (Fv) and the auxiliary paths (D) by integration of the Verdicht¬kraft (Fv) on the Beistellweg (D) the compaction work (W,) calculated is calculated by introducing an average value over a plurality of already stopped thresholds to a third compaction work (Wn) corresponding to a hardness index of the ballast bed according to the formula.

6. The method according to claim 5, characterized in that from the moving average compression work (Wn) with the compaction work (WN) per threshold a standardized, the hardness standard of the ballast bed corresponding quality figure is calculated according to the formula.

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