AT524504A1 - Stopfmaschine zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises - Google Patents

Abstract

Es wird eine Stopfmaschine (A, B) zum Unterstopfen von Schwellen (2) eines Gleises (1) beschrieben, mit auf Schienenfahrwerken (6) verfahrbaren, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten und aneinander gekoppelten Arbeitsmaschinenteilen, einem Versorgungsteil (A) mit einem Maschinenrahmen (23) und einem Arbeitsteil (B) mit einem, zumindest ein höhenverstellbares Stopfaggregat (10), sowie ein Gleishebe-Richt-Aggregat (12) aufweisenden Maschinenrahmen (20). Um verbesserte Stopfverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass sowohl der Versorgungsteil (A) als auch der Arbeitsteil (B) selbstfahrend sind, wobei der Versorgungsteil (A) im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil (B) diskontinuierlich verfahrbar ist, wozu Versorgungsteil (A) und Arbeitsteil (B) miteinander über flexible Versorgungsleitungen (8), insbesondere für Hydraulik, Pneumatik und Elektrik, verbunden sind und Fahrantriebe von Versorgungsteil (A) und Arbeitsteil (B) entsprechend ansteuerbar sind und wobei der Arbeitsteil (B) mit dem Versorgungsteil (A) zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils (B) über mindestens einen hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder (7, 24) verbunden ist, der mit einem Positionsgeber zur Erkennung der jeweiligen Kolbenlage im Zylinder ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stopfmaschine zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises, mit auf Schienenfahrwerken verfahrbaren, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten und aneinander gekoppelten Arbeitsmaschinenteilen, einem Versorgungsteil mit einem Maschinenrahmen und einem Arbeitsteil mit einem, zumindest ein höhenverstellbares Stopfaggregat, sowie ein Gleishebe-RichtAggregat aufweisenden Maschinenrahmen.

Eine im Arbeitseinsatz kontinuierlich verfahrbare Stopfmaschine ist beispielsweise durch US 6 705 232 bekannt. Der Vorteil der kontinuierlich arbeitenden Stopfmaschinen besteht darin, dass die gesamte Maschine mit ihrer großen Masse nicht bei jeder zu unterstopfender Schwelle gestoppt und anschließend wieder beschleunigt werden muss. Dadurch erhöht sich die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine gegenüber zyklisch arbeitenden Maschinen und außerdem werden die auf den Maschinisten wirkenden Beschleunigungen verringert. Die zyklische Vorfahrt von Schwellenbereich zu Schwellenbereich beschränkt sich bei den bisher bekannten kontinuierlichen Maschinenausführungen auf den die Arbeitsaggregate tragenden, unter der Stopfmaschine angeordneten, Satelliten, der relativ zum Hauptrahmen der Maschine längsverschiebbar ausgebildet ist. Eine solche Maschine ist auch aus der AT401943B bekannt.

Bekannt ist es auch Anhänger für Stopfmaschinen vorzusehen, auf denen Zusatzaggregate wie dynamische Stabilisieraggregate, Schotterpflug, Schotterkehranlagen, Steilförderband und Silo mit Einschottervorrichtungen etc. aufgebaut sind. Manchmal wird auf Anhängern ein Energie liefernder Dieselmotor

aufgebaut, wenn die Hauptmaschine zu schwer ist.

Stopfaggregate fixieren die Lage eines Gleises während einer Instandhaltungsmaßnahme. Dies geschieht über Stopfwerkzeuge, so genannte Stopfpickel, die in den Schotter neben den Schwellen eintauchen und über eine lineare Schließbewegung die durch eine Verdichtschwingung überlagert wird, den Schotter unter der Schwelle verdichten. Das Gleis wird dabei von einer Hebe-RichtEinrichtung in eine vorgegebene Sollposition gehoben und gerichtet und in dieser während der Stopfung gehalten. Über Messwagen und Steuereinrichtungen wird die Lage des Gleises während der Stopfung gemessen und durch Vergleich mit Sollwerten eines Gleislagecomputers auf Soll gehalten.

Es gibt Stopfmaschinen die auf das Stopfen von Weichen spezialisiert sind, mit teilbaren, quer zur Maschinenlängsrichtung hinsichtlich ihrer Arbeitslage einstellbaren Stopfaggregaten — so genannte Splitheadaggregate, mit Zusatzhebeeinrichtungen für den abzweigenden Strang, mit schwenkbaren Verdichtpickeln, mit einer Verdrehbarkeit der Stopfaggregate um eine Hochachse in der Maschinenquermitte u. dgl. und es gibt Stopfmaschinen die vorzugsweise für das Streckenstopfen gebaut sind. Zudem gibt es Einschwellen- und Mehrschwellenstopfmaschinen. Mehrschwellenstopfmaschinen stopfen in einem Arbeitszyklus mehrere Schwellen auf einmal.

Bekannte Satellitenrahmen (US 6 705 232) laufen mittels eines Fahrwerks auf den Schienen, welche mit Bremsen und einem auf die Räder wirkenden Antrieb ausgestattet ist. Der Nachteil der bekannten Ausführungen ist, dass der Arbeitssatellit in einer Hauptmaschine geführt wird. Je größer der Satellit ist, wie bei

Ein Nachteil dieser Bauart ist, dass die Sehnenteilung der Arbeitssehnen, welche die Gleis-Istgeometrie abtasten und die zwischen einem vorderen, einem mittleren und einem hinteren am Gleis verfahrbaren Messwagen gespannt sind, während des Arbeitens veränderlich ist. Das heißt der vordere und hintere Messwagen, zwischen denen die Messsehne gespannt ist, sind mit dem äußeren kontinuierlich fahrenden Hauptmaschinenrahmen verbunden, während der Messwagen, der die Sensoren zur Abtastung der Gleisgeometrie in Bezug auf die Sehnen trägt, sich auf dem Satelliten befindet, dessen Lage sich bezüglich des Hauptmaschinenrahmens zyklisch ändert.

Da die äußeren Messwagen kontinuierlich fahren und der mittlere Messwagen mit dem Satelliten während der Stopfung stehen bleibt, ändert sich während der Stopfung das Sehnenteilungsverhältnis. Dadurch ändern sich während des Arbeitens die Regelparameter, welche das Gleis auf Nullposition halten müssen und die das Hebe-Richt-Aggregat ansteuern, ständig. Dies führt zu Ungenauigkeiten und schlechteren Ergebnissen der Stopfarbeiten hinsichtlich der zu erzeugenden SollGleisgeometrie.

Durch die Veränderung der Sehnenverhältnisse ändert sich das Gleisgeometriefehler-Verkleinerungsverhältnis, wenn die Maschine im Ausgleichsmodus arbeitet. Das Fehlerverkleinerungsverhältnis hängt vom Verhältnis des langen Sehnenabschnitts zum kurzen Sehnenabschnitt ab. Je größer dieses Verhältnis ist umso mehr werden Gleisfehler verringert. Bei den herkömmlichen kontinuierlichen Stopfmaschinen ändert sich dieses Verhältnis während des Stopfvorganges nachteilig - das Verhältnis wird nämlich mit zunehmender Dauer des Stopfvorganges kleiner.

Nachteilig ist auch der Mehraufwand an Material und Gewicht, wegen der Größe des äußeren kontinuierlich fahrenden vorderen Maschinenteiles. Insgesamt sind

Aus EP 1387003B1 ist bekannt, dass der Fahrantrieb des Satelliten mit Hilfe eines Beschleunigungszylinders unterstützt werden kann. Damit wird zwar die Anfahrverzögerung des Antriebs der Fahrwerke zum Teil kompensiert, aber so ein Beschleunigungszylinder trägt zur Präzision der Positionierung des Satelliten nichts bei. Er weist auch keinen Anteil an der Bremswirkung des Satelliten auf.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die oben angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Stopfmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, mit der bessere Ergebnisse hinsichtlich der zu erzeugenden Soll-Gleisgeometrie

erreicht werden können.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Maschine in einen Versorgungs- und in einen Arbeitsteil getrennt wird, wobei sowohl der Versorgungsteil als auch der Arbeitsteil selbstfahrend sind, wobei der Versorgungsteil im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil diskontinuierlich verfahrbar ist, wozu Versorgungsteil und Arbeitsteil miteinander über flexible Versorgungsleitungen, insbesondere für Hydraulik, Pneumatik und Elektrik, verbunden sind und Fahrantriebe von Versorgungsteil und Arbeitsteil entsprechend

ansteuerbar sind.

Der Arbeitsteil und der Versorgungsteil sind unabhängig voneinander je mit einem eigenen Fahrantrieb auf einem Gleis verfahrbar. Der Arbeitsteil trägt mindestens ein Stopfaggregat das gesenkt und gehoben werden kann sowie ein GleishebeRichtaggregat, eine Arbeitskabine und vorne eine Fahrkabine. Der Versorgungsteil der Maschine trägt die schweren Komponenten, insbesondere den Dieselmotor, die Dieseltanks, Hydrauliktank, Verteilgetriebe und eventuell integrierte andere Arbeitseinheiten, die im kontinuierlichen Mode betrieben werden können wie z.B. dynamische Stabilisieraggregate, Schotterpflüge, Schotterkehranlage, Steilförderband und Silo etc. und eine Fahrkabine hinten.

Um die Geschwindigkeit und Präzision des zyklisch arbeitenden Arbeitsteils zu unterstützen, ist es von Vorteil, wenn der Arbeitsteil mit dem Versorgungsteil zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils über mindestens einen hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder verbunden ist. Die hydraulischen Zylinder können mit einem Positionsgeber ausgestattet sein, der die jeweilige Kolbenlage im Zylinder an eine Maschinensteuerung übergibt. Dieser Hydrauliktrieb kann sowohl zum Beschleunigen des Arbeitsteils als auch zum Bremsen beim Ausführen der zyklischen Vorfahrt verwendet werden. Der Verlauf der Anfahrrampe und der Bremsrampe kann über Proportionalregelventile und entsprechende Regelektronik exakt vorgegeben werden. Für den Fall der Überstellfahrt mit gekuppeltem Versorgungs- und Arbeitsteil wird der Hydraulikzylinder vorzugsweise drucklos und damit schwimmend geschaltet.

Es empfiehlt sich zur Messung des Abstands zwischen Arbeitsteil und Versorgungsteil einen Abstandssensor vorzusehen. Über den Abstandssensor, der den Abstand zwischen Versorgungs- und Arbeitsteil misst, können die kontinuierliche Vorfahrgeschwindigkeit und zyklische Vorfahrgeschwindigkeiten automatisch aufeinander abgestimmt geregelt werden. Dies erlaubt ebenfalls die

Vermeidung von Kollisionen zwischen Versorgungs- und Arbeitsteil.

Schwere Maschinenkomponenten, nämlich Antriebsmotor, Treibstofftank, Hydrauliktank und Verteilgetriebe sind vorzugsweise auf dem Versorgungsteil vorgesehen.

Insbesondere kann der Arbeitsteil mit mittels Sehnen verbundenen Messwagen, einem vorderen, einem mittleren und einem hinteren Messwagen, ausgestattet sein, wobei die Sehnen ein fixes Sehnenteilungsverhältnis zwischen den Messwagen (16,11,17) und konstante Sehnenlängen aufweisen.

Je zumindest eines der Laufwerke von Arbeitsteil und Versorgungsteil ist insbesondere mit einem Fahrantrieb ausgestattet. Falls erforderlich können auch zwei oder mehrere Laufwerke mit einem Fahrantrieb ausgestattet sein, falls dies wegen auftretender Brems- bzw. Beschleunigungskräfte nötig ist.

Für Überstellfahrten werden die beiden Maschinen insbesondere miteinander gekuppelt. Arbeitsteil und Versorgungsteil können dazu mit einer automatischen zentralen Schnellkupplung kuppelbar sein. Alternativ können Arbeitsteil und Versorgungsteil auch mit einer bei Eisenbahnen üblichen Standard-Zug-Druck-

Vorrichtung mit Puffern versehen sein.

Günstige Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn Arbeitsteil und

Versorgungsteil zusammen auf genau vier Schienenfahrwerken verfahrbar sind.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es

zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer kontinuierlichen Stopfmaschine gemäß dem Stand der Technik,

Die Stopfmaschine A+B zum Unterstopfen von Schwellen 2 eines Gleises 1 umfasst auf Schienenfahrwerken 6 verfahrbare, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete und aneinander gekoppelte Arbeitsmaschinenteile, einen Versorgungsteil A mit einem Maschinenrahmen 23 und einen Arbeitsteil B mit einem, zumindest ein höhenverstellbares Stopfaggregat 10, sowie einen, ein

Gleishebe-Richt-Aggregat 12 aufweisenden Maschinenrahmen (20).

Sowohl der Versorgungsteil A als auch der Arbeitsteil B sind selbstfahrend, wobei der Versorgungsteil A im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil B diskontinuierlich verfahrbar ist, wozu Versorgungsteil A und Arbeitsteil B miteinander über flexible Versorgungsleitungen 8, insbesondere für Hydraulik, Pneumatik und Elektrik, verbunden sind und Fahrantriebe von Versorgungsteil A und Arbeitsteil B entsprechend ansteuerbar sind.

Der Arbeitsteil B ist mit dem Versorgungsteil A zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils B über mindestens einen hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder 7, 24 verbunden. Zur Messung des Abstands zwischen Arbeitsteil B und Versorgungsteil A ist ein Abstandssensor 23 vorgesehen. Schwere Maschinenkomponenten, nämlich Antriebsmotor 22, Treibstofftank 19, Hydrauliktank 21, Verteilgetriebe 18 sind auf dem Versorgungsteil A vorgesehen. Der Arbeitsteil B ist mit mittels Sehnen verbundenen Messwagen 16,11,17 ausgestattet, die ein fixes Sehnenteilungsverhältnis zwischen den Messwagen 16,11,17 und konstante Sehnenlängen aufweisen. Je zumindest eines der Laufwerke 6 von Arbeitsteil B und Versorgungsteil A ist mit einem Fahrantrieb 31 ausgestattet. Arbeitsteil B und Versorgungsteil A sind mit einer automatischen zentralen Schnellkupplung 9 koppelbar.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Stopfmaschine

gemäß dem Stand der Technik mit einem vorderen, einen Arbeitssatelliten C

aufgebaut.

Fig. 2 zeigt im Unterschied dazu eine schematische erfindungsgemäße Ausführung einer Stopfmaschine aus dem Versorgungsteil A und dem Arbeitsteil B in Überstellfahrtstellung. Beide Maschinenteile sind über eine automatische Kupplung 9 verbunden. Für die Überstellfahrt sind die Antriebs- und Bremszylinder 7 mit Anlenkpunkten 24 drucklos und schwimmend geschaltet. Hydraulik-, Elektrik- und Pneumatik-Versorgung erfolgen über flexible Leitungen 8. Der Anhänger A ruht auf zwei Laufwerken 6 die auf Schienen 1 geführt sind. Der Maschinenrahmen des Versorgungsteils 23 trägt die hintere Fahrkabine 3, das Hilfsstromaggregat 18, den Antriebsmotor 22, den Dieseltank 19 und den Hydrauliktank 21. Der Arbeitsteil B trägt über den Maschinenrahmen 20 die vordere Fahrkabine 5, die hintere Arbeitskabine 4, die Stopfaggregate 10, die Messwagen 16,11, 17 und die HebeRicht-Einrichtung 12 mit den Richtzylindern 13 und den Hebezylindern 14 und der Längsverschiebeeinrichtung 15. Der diskontinuierlich arbeitende Arbeitsteil B ruht auf zwei Laufwerken 6. Die Schienen 1 sind auf Schwellen 2 befestigt. Über einen Sensor 23 wird der Abstand zwischen kontinuierlich fahrendem Versorgungsteil A

Fig. 3 zeigt eine schematische erfindungsgemäße Ausführung einer Stopfmaschine aus dem Versorgungsteil A und dem Arbeitsteil B in Arbeitsstellung. Versorgungsteil A fährt kontinuierlich während Arbeitsteil B diskontinuierlich fährt, wie die Geschwindigkeitszeitdiagramme veranschaulichen. Das Anfahren und Bremsen des Satelliten wird durch einen Anfahr- und Bremszylinder 7 unterstützt. Die automatische Kupplung 9 ist gelöst. Der Abstand zwischen beiden Maschinenteilen wird durch einen Abstandssensor 23 gemessen. Dieser Abstandssensor kann als Seilzugsensor, als optischer Sensor oder auch als Radarsensor ausgeführt werden. Die flexible Verbindung 8 der Hydraulik-, Pneumatik- und Elektroversorgung spannt und entspannt sich während des zyklischen Arbeitens des Arbeitsteils B. Der Arbeitsteil der Maschine wird möglichst massearm (verkleinerte Front- und Arbeitskabine 4, 5, entfernte schwere Anbauteile 22, 21, 19, 18, Entfall des äußeren Maschinenrahmens 25) ausgeführt. Mindestens eines der Drehgestelle 6 auf dem der Arbeitsteil B ruht wird mit einem Fahrantrieb 31 ausgestattet.

Claims (10)

(43681) HEL Patentansprüche

1. Stopfmaschine (A, B) zum Unterstopfen von Schwellen (2) eines Gleises (1), mit auf Schienenfahrwerken (6) verfahrbaren, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten und aneinander gekoppelten Arbeitsmaschinenteilen, einem Versorgungsteil (A) mit einem Maschinenrahmen (23) und einem Arbeitsteil (B) mit einem, zumindest ein höhenverstellbares Stopfaggregat (10), sowie ein Gleishebe-Richt-Aggregat (12) aufweisenden Maschinenrahmen (20), dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Versorgungsteil (A) als auch der Arbeitsteil (B) selbstfahrend sind, wobei der Versorgungsteil (A) im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil (B) diskontinuierlich verfahrbar ist, wozu Versorgungsteil (A) und Arbeitsteil (B) miteinander über flexible Versorgungsleitungen (8), insbesondere für Hydraulik, Pneumatik und Elektrik, verbunden sind und Fahrantriebe von Versorgungsteil (A) und Arbeitsteil (B) entsprechend ansteuerbar sind.

2. Stopfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsteil (B) mit dem Versorgungsteil (A) zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils (B) über mindestens einen hydraulischen Antriebs/Bremszylinder (7, 24) verbunden ist.

3. Stopfmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Abstands zwischen Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) ein Abstandssensor (23) vorgesehen.

4. Stopfmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine hydraulische Antriebs-/Bremszylinder (7, 24) zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils (B) in Abhängigkeit des Abstands

5. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass schwere Maschinenkomponenten, nämlich Antriebsmotor (22), Treibstofftank (19), Hydrauliktank (21), Verteilgetriebe (18) auf dem Versorgungsteil (A)

vorgesehen sind.

6. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsteil (B) mit mittels Sehnen verbundenen Messwagen (16,11,17) ausgestattet ist, die ein fixes Sehnenteilungsverhältnis zwischen den Messwagen

(16,11,17) und konstante Sehnenlängen aufweisen.

7. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass je zumindest eines der Laufwerke (6) von Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) mit einem Fahrantrieb (31) ausgestattet ist.

8. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) mit einer automatischen zentralen Schnellkupplung (9) kuppelbar sind.

9. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) mit einer bei Eisenbahnen üblichen Standard-Zug-Druck-Vorrichtung (9) versehen ist.

10. Stopfmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) zusammen auf genau vier

Schienenfahrwerken (6) verfahrbar sind.