AT528517A4 - Stopfmaschine und Verfahren zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises in einem Weichenbereich - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stopfmaschine (1) zum Unterstopfen von in einem Schotterbett (21) gelagerten Schwellen (2) eines Gleises (3), insbesondere in einem Weichenbereich, mit einem auf Schienenfahrwerken (6) abgestützten Maschinenrahmen (5), mit einem Hebe- und Richtaggregat (9) und mit zwei am Maschinenrahmen (5) unmittelbar hintereinander angeordneten Stopfaggregaten (11), die jeweils auf höhenverstellbaren Werkzeugträgern (44) gelagerte und durch Beistellantriebe (49) zueinander beistellbare Stopfwerkzeuge (48) mit Stopfpickeln (24) zum Eintauchen in Schotter eines jeweiligen Schwellenfachs (25) aufweisen, wobei jedes Stopfaggregat (11) seitlich hochschwenkbare Stopfpickel (24) umfasst. Dabei sind beide Stopfaggregate (11) durch eine gemeinsame, gegenüber dem Maschinenrahmen (5) querverschiebbare Drehvorrichtung (12) um eine Hochachse (34) drehbar angeordnet, wobei benachbarte Stopfpickelreihen der Stopfaggregate (11) gemeinsam in dasselbe Schwellenfach (25) absenkbar sind. Eine solche Universalstopfmaschine (1) ist effizient und wirtschaftlich in Streckenbereichen und Weichenbereichen einsetzbar.

Description

Beschreibung

STOPFMASCHINE UND VERFAHREN ZUM UNTERSTOPFEN VON SCHWELLEN EINES GLEISES IN EINEM WEICHENBEREICH

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stopfmaschine zum Unterstopfen von in einem Schotterbett gelagerten Schwellen eines Gleises, insbesondere in einem Weichenbereich, mit einem auf Schienenfahrwerken abgestützten Maschinenrahmen, mit einem Hebe- und Richtaggregat und mit zwei am Maschinenrahmen unmittelbar hintereinander angeordneten Stopfaggregaten, die jeweils auf höhenverstellbaren Werkzeugträgern gelagerte und durch Beistellantriebe zueinander beistellbare Stopfwerkzeuge mit Stopfpickeln zum Eintauchen in Schotter eines jeweiligen Schwellenfachs aufweisen, wobei jedes Stopfaggregat seitlich hochschwenkbare Stopfpickel umfasst. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Stopfmaschine.

[0002] Zur Korrektur einer Gleislage werden Gleisstrecken und Weichen mit Schotterbettung regelmäßig mittels einer Stopfmaschine bearbeitet. Dabei justiert ein Hebe- und Richtaggregat einen aus Schienen und Schwellen gebildeten Gleisrost in einer vorgegebenen Lage, deren Fixierung durch ein Stopfaggregat erfolgt. In der Regel kommen für Stopfvorgänge in einem Streckenbereich andere Stopfaggregate zum Einsatz als bei Stopfvorgängen im Weichenbereich. Beim Weichenstopfen sind mehr Freiheitsgrade zur Positionierung des Stopfaggregats erforderliche. Das Stopfen einer Weiche erfolgt gewöhnlich in zwei Durchgängen. Für eine nachhaltige Lagekorrektur ist insbesondere das Unterstopfen der durchgehenden Schwellen, die Schienen eines Hauptstrangs und eines abzweigenden Weichenstrangs verbinden, von Bedeutung. In einem ersten Arbeitsdurchgang befährt die Stopfmaschine den Hauptstrang und unterstopft alle Schwellen entsprechend einer seitlichen Reichweite des Stopfaggregats. Anschließend befährt die Stopfmaschine in einem zweiten Arbeitsdurchgang den abzweigenden Weichenstrang und unterstopft die Schwellen an den verbliebenen Stopfstellen.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind Stopfmaschinen bekannt, die sowohl zum effizienten Stopfen eines Streckenbereichs als auch eines Weichenbereichs vorgesehen sind. Eine solche Universalstopfmaschine beschreibt beispielsweise die WO 22022/058154 A1. Dabei sind an einem Maschinenrahmen unmittelbar hintereinander zwei Stopfaggregate angeordnet. Ein jeweiliger Werkzeugträger und daran schwenkbar angeordneten Stopfwerkzeugen sind symmetrisch angeordnet. Zur Anpassung an unterschiedliche Schwellenabstände ist eines der Stopfaggregate in Maschinenlängsrichtung verschiebbar. Das andere Stopfaggregat ist an einer teleskopartigen Querverschiebevorrichtung angeordnet. Jede Stopfpickelreihe, gebildet aus in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordneten Stopfpickel, ist in ein eigenes gemeinsames Schwellenfach absenkbar. In einem Streckenbereich werden die Stopfaggregate abwechselnd um eine Schwellenteilung und um drei Schwellenteilungen vorwärtsbewegt. Im Weichenbereich bearbeitet das an der Querverschiebevorrichtung angeordnete Stopfaggregat den abzweigenden Weichenstrang und das andere Stopfaggregat bearbeitet den Hauptstrang.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stopfmaschine eingangs genannter Art dahingehend zu verbessern, dass sowohl Streckenbereiche als auch Weichenbereiche mit einer vereinfachten Anordnung der Stopfaggregate noch effizienter bearbeitet werden können. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren anzugeben.

[0005] Gelöst werden diese Aufgaben durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 8. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.

[0006] Erfindungsgemäß sind beide Stopfaggregate durch eine gemeinsame, gegenüber dem Maschinenrahmen querverschiebbare Drehvorrichtung um eine Hochachse drehbar angeordnet, wobei benachbarte Stopfpickelreihen der Stopfaggregate gemeinsam in dasselbe Schwellenfach absenkbar sind. Eine solche Universalstopfmaschine ist effizient und wirtschaftlich in Streckenbereichen und Weichenbereichen einsetzbar. Die Anordnung der Stopfaggregate ermöglicht die Bearbeitung eines Streckenbereichs im Zweischwellenmodus. Das heißt, dass nach jedem Stopfvorgang durch Vorwärtsfahrt der Stopfmaschine oder eines in der Stopfmaschine längsverschiebbaren Stopfsatelliten die Stopfaggregate um zwei Schwellenteilungen vorwärtsbewegt werden.

Durch diese Arbeitsweise wird auf effiziente Weise eine besonders gleichmäßige Stopfung eines Streckengleises erzielt.

[0007] In einem Weichenbereich erfolgt je nach Weichentyp die Durcharbeitung nahezu komplett in einem Durchgang. Die Stopfmaschine befährt dabei den Hauptstrang und die Stopfaggregate werden zyklisch im Einschwellenmodus jeweils um eine Schwellenteilung vorwärtsbewegt. Die Lage beider Stopfaggregate wird mittels der Drehvorrichtung an schräg liegende Schwellen angepasst. Durch aufeinander abgestimmte seitliche Positionierungen der Stopfaggregate werden durchgehende Schwelle in zwei aufeinanderfolgenden Stopfvorgängen an allen Stopfstellen unterstopft. Die längste durchgehende Schwelle wird zumindest an schieneninnenliegenden Stopfstellen unterstopft. Zum Erreichen dieser Stopfstellen werden die maximalen seitlichen Verschiebewege der Drehvorrichtung und der Stopfaggregate sowie das seitliche Verschwenken der Stopfpickel genutzt.

[0008] Durch die einheitliche Stopfung einer Weiche in einem Arbeitsdurchgang werden eine hohe Stopfqualität und eine besonders nachhaltige Gleislage erreicht. Nur in Ausnahmefällen ist ein Rücksetzen der Stopfmaschine erforderlich, wodurch eine schnelle Weichendurcharbeitung erzielt wird. Für einen Bediener der Stopfaggregate ist klar ersichtlich, welche Stopfstellen mit dem in Arbeitsrichtung vorderen Stopfaggregat gestopft werden und welche Stellen mit dem hinteren Stopfaggregat beim anschließenden Stopfvorgang noch gestopft werden müssen. Bei bisherigen Stopfaggregatanordnungen muss für einen zweiten Arbeitsdurchgang weit zurückgesetzt werden und für den Bediener ist nur schwer ersichtlich, wo bereits gestopft wurde. Resultierende Fehler bei der Positionierung der Stopfaggregate führen gegebenenfalls zu Inhomogenitäten im Schotterbett.

[0009] Vorteilhafterweise sind bei jedem Paar der zueinander beistellbaren Stopfwerkzeuge unterschiedlich lange Beistellantriebe angeordnet, wobei die als Schwenkhebel am zugeordneten Werkzeugträger gelagerten Stopfwerkzeuge einander angenäherte Hebelverhältnisse aufweisen. Bei gleicher Krafteinwirkung der Beistellantriebe auf die Schwenkhebel ergibt sich damit ein gleichmäßiger Druck, den Pickelplatten an den Stopfpickelenden auf den Schotter ausüben. Diese Verbesserung erlaubt eine schmale Bauweise der benachbarten Stopfaggregathälften, wobei die anderen Stopfaggregathälften mit einer breiteren Bauweise ausgeführt sind. Die bei breiterer Bauweise entsprechend längeren Beistellantriebe ermöglichen einen größeren Schwenkbereich der zugeordneten Stopfwerkzeuge zur Anpassung einer Pickelöffnungsweite an große Schwellenabstände oder zur Unterstopfung von Doppelschwellen. Gleichzeitig stellen die einander angenäherten Hebelverhältnisse eine gleichmäßige Belastung des Stopfaggregats sicher, wodurch die Standzeit von Verschleißteilen und die Laufruhe des Aggregats erhöht werden. Eine störende Rückwirkung von Schwingungen auf den Maschinenrahmen wird vermieden. Zur Erzielung einheitlicher Beistellkräfte sind als Hydraulikzylinder ausgebildete Beistellantriebe mit gleichen Zylinder- und Kolbendurchmessern dimensioniert.

[0010] Jedes Stopfaggregat umfasst zumindest zwei Stopfaggregatsegmente, deren Werkzeugträger separat höhenverstellbar sind und die während eines Arbeitsdurchgangs einem jeweiligen Schienenstrang folgen. Bevorzugt umfasst jedes Stopfaggregat vier Stopfaggregatsegmente, die durch Segmentverschiebeantriebe auf Querführungen separat querverschiebbar angeordnet ist. In einer Weiche ist jedes dieser vier Stopfaggregatsegmente unabhängig von der anderen Stopfaggregatsegmenten an einer Schieneninnenseite oder einer Schienenaußenseite eines durchgehenden oder abzweigenden Schienenstrangs positionierbar. Die damit erreichten Freiheitsgrade ermöglichen eine optimierte Abfolge der bearbeiteten Stopfstellen je nach Weichentyp.

[0011] Für eine stabile und kompakte Anordnung sind die Querführungen vorteilhafterweise endseitige in einem Tragrahmen der Drehvorrichtung befestigt. Der Tragrahmen besteht bevorzugt aus einer horizontal ausgebildeten Deckplatte und umlaufenden Seitenplatten, wobei die Querführungen zwischen einer linken und einer rechten Seitenplatte eingespannt sind. Damit wird eine hohe Steifigkeit der Anordnung erreicht, wodurch die Anordnung hohe Reaktionskräfte beim Eindringen der Stopfpickel in ein verkrustetes Schotterbett störungsfrei aufnehmen kann.

[0012] Eine weitere Ausführungsvariante betrifft die gemeinsame Drehvorrichtung, die in einer

Verbesserung durch einen Querverschiebeantrieb querverschiebbar an mehreren Querträgern des Maschinenrahmens angeordnet ist. Mit dieser robusten Anordnung werden Tragkräfte und Reaktionskräfte der Drehvorrichtung und der Stopfaggregate vom Maschinenrahmen aufgenommen, wobei ein einzelner Querverschiebeantrieb für eine präzise Querverschiebung der Drehvorrichtung ausreicht.

[0013] Bevorzugt ist der jeweilige Beistellantrieb einerseits mit dem zugeordneten Stopfwerkzeug verbunden und andererseits mit einem Vibrationsantrieb gekoppelt. Mittels des Vibrationsantriebs werden die Stopfpickel zumindest beim Eintauchen in das Schotterbett und während des Beistellvorgangs mit Vibration beaufschlagt. Damit werden die Schotterkörner mobilisiert, wodurch der Eintauchwiderstand sinkt. Während des Beistellvorgangs verbessern sich die Verlagerung der Schotterkörner unter eine angehobene Schwelle und die Verdichtung der neu gebildeten Schwellenauflage. Besonders bei verkrustetem Schotter bewirkt die Anordnung des Vibrationsantriebs eine hohe Prozesssicherheit, insbesondere zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Vibrationsamplitude. Bei einer anderen Ausprägung erfolgt einer Vibrationsbeaufschlagung durch eine getaktete Ansteuerung des jeweiligen Beistellantriebs. Dabei spricht man gewöhnlich von einem vollhydraulischen Stopfaggregat.

[0014] Vorteilhafterweise ist jeder Beistellantrieb auf einer elektrisch angetriebenen Exzenterwelle des zugeordneten Vibrationsantriebs gelagert, wobei die Exzenterwelle insbesondere Exzenterabschnitte mit verstellbaren Exzentrizitäten aufweist. Diese Verbesserung ermöglicht eine schnelle Anpassung der Vibration an einen jeweiligen Verfahrensschritt des Stopfvorgangs. Die Vibrationsfrequenz wird durch eine Drehzahländerung eines elektrischen Exzenterwellenantriebs angepasst. Beispielweise wird die Drehzahl bei hochgehobenem Stopfaggregat gesenkt, damit auf den Maschinenrahmen rückwirkende Vibrationen und störender Lärm vermieden werden. Mit einer verstellbaren Exzenterwelle kann zudem die Vibrationsamplitude auf null reduziert werde. Während des Eintauchvorgangs erfolgt eine Anhebung der Vibrationsfrequenz auf bis zu 60 Hz. Ein Bestellvorgang wird mit einer Vibrationsfrequenz von 35 Hz durchgeführt. Eine Möglichkeit zum Verstellen einer Exzentrizität ist beispielweise in der AT 517999 A1 offenbart.

[0015] Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der beschriebenen Stopfmaschine werden in einem Streckenbereich sowie in einem Anfangsbereich und in einem Endbereich einer Weiche durch die beiden Stopfaggregate jeweils zwei benachbarte Schwellen vollständig unterstopft, wobei in einem Mittelbereich der Weiche eine jeweilige durchgehende Schwelle, die Schienen eines durchgehenden Strangs und Schienen eines abzweigenden Strangs der Weiche verbindet, mit dem einen Stopfaggregat an einer ersten Gruppe von Stopfstellen und mit dem anderen Stopfaggregat an einer zweiten Gruppe von Stopfstellen unterstopft wird. Mit diesem Verfahren werden Streckenabschnitte und Weichenabschnitte effizient mit einer hohen Stopfqualität bearbeitet. Bis zu den durchgehenden Schwellen erfolgt auch in der Weiche eine Bearbeitung im Zweischwellenmodus, bei dem zyklisch zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Schwellen unterstopft werden. Die im Einschwellenmodus bearbeiteten durchgehenden Schwellen werden weitgehend in einem Arbeitsdurchgang unterstopften. Dabei werden in zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Stopfvorgängen alle Stopfstellen erreicht, woraus eine gleichmäßige und nachhaltige Fixierung der neuen Gleislage resultiert.

[0016] Bevorzugt werden ein gemeinsamer Querverschiebeantrieb der Drehvorrichtung, jeweilige Segmentverschiebeantriebe der Stopfaggregate und Schwenkantriebe zum seitlichen Verschwenken der Stopfpickel mittels einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung koordiniert zur Positionierung des jeweiligen Stopfpickels über der vorgesehen Stopfstelle angesteuert. Das vereinfacht ein automatisiertes Positionieren des jeweiligen Stopfpickels über der jeweiligen Stopfstelle. Beispielsweise sind in der Steuerungseinrichtung die geometrischen und kinematischen Gegebenheiten als Algorithmus und/oder in Tabellenform hinterlegt. Damit erfolgt auf Basis einer gewünschten Position des jeweiligen Stopfpickels eine Ableitung der erforderlichen EinstellgröBen für die Drehvorrichtung, die Verschiebevorrichtungen und die Schwenkvorrichtungen.

[0017] Bei einer weiteren Verbesserung des Verfahrens werden mittels einer Sensoreinrichtung Schräglagen und Abstände der Schwellen bezüglich eines Koordinatensystems detektiert, wobei

für jeden Stopfvorgang ein Drehwinkel der Drehvorrichtung, seitliche Verschiebewege der Drehvorrichtung und der Stopfaggregate sowie Schwenkwinkel zum seitlichen Verschwenken der Stopfpickel automatisch vorgegeben werden. Die Vorgabe der Einstellwerte erfolgt bevorzugt in einer Recheneinheit auf Basis hinterlegter geometrischer und kinematischer Gegebenheiten. Zudem sind Sensoren zur Erfassung der jeweiligen Positionen der Drehvorrichtung, der Stopfaggregate und der Schwenkpickel sinnvoll. Damit ist eine geregelte Positionierung der Stopfpickel durchführbar. Mit diesen Verbesserungen sind die Voraussetzungen für einen vollständig automatisierten oder teilautomatisierten Stopfvorgang geschaffen.

[0018] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

[0019] Fig. 1 Stopfmaschine auf einem Gleis in einer Seitenansicht; [0020] Fig. 2 Weiche mit Stopfstellen in einer Draufsicht; [0021] Fig. 3 Anordnung mit zwei Stopfaggregaten in einer Seitenansicht;

[0022] Fig. 4 Gileisquerschnitt in einer Weiche mit einem der Stopfaggregate in angehobener Werkzeugstellung;

[0023] Fig. 5 Gileisquerschnitt entsprechend Fig. 4 mit dem anderen Stopfaggregat in angehobener Werkzeugstellung.

[0024] Die in Fig. 1 dargestellte Stopfmaschine 1 ist eine Universalstopfmaschine zum effizienten Unterstopfen von Schwellen 2 in einem Streckenbereich und einem Weichenbereich eines Gleises 3. Die Stopfmaschine 1 ist für eine kontinuierliche Arbeitsweise konzipiert und umfasst einen Stopfsatelliten 4 mit einem Maschinenrahmen 5. Im gezeigten Beispiel ist der Maschinenrahmen 5 direkt auf einem Schienenfahrwerk 6 abgestützt. Zudem erfolgt die Abstützung des Maschinenrahmens 5 auf Schienenfahrwerken 6 über einen Hauptrahmen 7 der Stopfmaschine 1. Im Betrieb fährt die Hauptmaschine kontinuierlich auf Schienen 8 des Gleises 3 und der Stopfsatellit 4 wird zyklisch vorwärtsbewegt. Bei einer Stopfmaschine 1 für eine zyklische Arbeitsweise entfällt die Aufteilung in Hauptmaschine und Stopfsatellit und die gesamte Stopfmaschine 1 ist zur Vorwärtsfahrt von Schwelle 2 zu Schwelle 2 ausgebildet.

[0025] Die Stopfmaschine 1 umfasst ein Hebe- und Richtaggregat 9 zum Heben und seitlichen Richten des aus den Schwellen 2 und den darauf befestigten Schienen 9 gebildeten Gleisrostes. Bezüglich einer Arbeitsrichtung 10 sind dahinter zwei Stopfaggregate 11 unmittelbar hintereinander über eine gemeinsamen Drehvorrichtung 12 am Maschinenrahmen 5 angeordnet. Zwischen dem Hebe- und Richtaggregat 9 und den Stopfaggregaten 11 ist eine mittlere Messachse 13 zur Erfassung der Gleislage gegenüber einem maschineneigenen Bezugsystem auf den Schienen 8 geführt. Das Bezugssystem umfasst beispielsweise eine Stahlsehne oder eine optische Sehne, die zwischen einer vorderen und einer hinteren Messachse 13 aufgespannt ist. Mittels dieses Messsystems erfolgt die Korrektur der Gleislage entsprechend einer Vorgabe.

[0026] Bevorzugt umfasst die Stopfmaschine 1 eine Sensoreinrichtung 14 zur Erfassung von Lagedaten des Gleises 3. Damit wird die Lage der Schwellen 2 und Schienen 8 sowie etwaiger Gleishindernisse in Bezug auf ein Koordinatensystem xyz erfasst. Zudem erfolgt die Erfassung eines zurückgelegten Fahrweges s der Stopfmaschine 1 mittels eines Wegmesssensors 15. Die Sensoreinrichtung 14 umfasst beispielsweise ein Lidar-System (Light detection and ranging System) 16 zum Scannen der Gleisoberfläche samt Umgebung, eine Farbkamera 17 und auf die Schienen 8 gerichtete Linienschnittsensoren 18. In einer Recheneinheit 19 ist ein Algorithmus zur Sensorfusion eingerichtet. Damit werden aus den erfassten Sensordaten die Lagedaten der Schwellen 2 errechnet. Ein entsprechendes Verfahren zur Bestimmung der Lagedaten einer Weiche 20 ist in der AT 519739 A4 offenbart.

[0027] Die beispielhafte Weiche 20 in Fig. 2 umfasst neben den in einem Schotterbett 21 gelagerten Schwellen 2 und den darauf befestigten Schienen 8 diverse Einbauten 22, die beim Stopfen der Weiche 20 beachtet werden müssen. Zunächst werden mit der Sensoreinrichtung 14 die Lagedaten der Schwellen 2, der durchgehenden und abzweigenden Schienen 8 sowie der Ein-

bauten 22 ermittelt. In weiterer Folge errechnet die Recheneinheit 19 Stopfstellen 23, an welchen Stopfpickel 24 der Stopfaggregate 11 in das Schotterbett 21 eintauchen sollen. Gewöhnlich befinden sich die Stopfstellen 23 beidseits jeder Schiene 8 in Schwellenfächern 25, die an die zu unterstopfende Schwelle 2 angrenzen.

[0028] In einer vereinfachten Ausprägung der Erfindung werden die Stopfstellen 23 durch eine Bedienperson 26 vorgegeben. Beispielsweise werden auf einem Bildschirm 27 aktuelle Videobilder der zu unterstopfenden Schwellen 2 und der Stopfaggregate 11 angezeigt. Mittels Bedienelementen 28 erfolgt dann eine Vorgabe der Stopfstellen 23 oder eine unmittelbare Positionierung der Stopfaggregate 11. Eine Bedienperson 26 kann die Einstellungen auch aus einer Arbeitskabine 29 mit freier Sicht auf die Stopfaggregate 11 und den zu stopfenden Bereich der Weiche 2 vornehmen.

[0029] Die Stopfaggregate 11 und die gemeinsame Drehvorrichtung 12 werden anhand der Figuren 3 bis 5 erläutert. Die Drehvorrichtung 12 umfasst eine Führungseinheit 30, die mittels eines hydraulischen Querverschiebeantriebs 31 auf zwei hintereinander angeordneten Querträgern 32 des Maschinenrahmens 5 querverschiebbar ist. Mit der Führungseinheit 30 ist eine Dreheinheit 33 um eine Hochachse 34 drehbar gekoppelt. Die Dreheinheit 33 ist mit Gleitelementen 35 an der Führungseinheit 30 abgestützt und an einer Unterseite mit einem Tragrahmen 36 verbunden ist. Ein Drehantrieb 37 ist als Hydraulikzylinder ausgebildet und einerseits an einer Oberseite der Dreheinheit 33 befestigt und anderseits an einem Längsträger der Führungseinheit 30 abgestützt.

[0030] Eine Deckplatte 38 des Tragrahmen 34 ist zusätzlich über Gleitelemente 34 an Längsträgern 39 des Maschinenrahmens 5 abgestützt. Auf diese Weise werden Reaktionskräfte beim Eindringen der Stopfpickel 24 in ein verkrustetes Schotterbett 21 direkt auf den Maschinenrahmen 5 übertragen und die Drehvorrichtung 12 mitsamt der Stopfaggregate 11 zusätzlich abgestützt. Nach unten hin ist die Deckplatte 38 mit Seitenplatten 40 umrahmt. Dieser starre Aufbau stellt sicher, dass die hohen Kräfte, welche während eines Stopfvorgangs auf die Stopfaggregate 11 wirken, zu keinen störenden Verformungen der Tragstruktur führen.

[0031] Zwischen der rechten und der linken Seitenplatte 40 sind Querführungen 41 endseitig eingespannt. Auf diesen Querführungen 41 sind Aggregatrahmen 42 der Stopfaggregate 11 gelagert. Jeder dieser Aggregatrahmen 42 ist Teil eines Stopfaggregatsegments 43 mit einem separat höhenverstellbaren Werkzeugträger 44. Der jeweilige Aggregatrahmen 42 ist mittels eines eigenen Segmentverschiebeantriebs 45 unabhängig von den anderen Aggregatrahmen 42 querverschiebbar.

[0032] Der jeweilige Aggregatrahmen 42 umfasst Vertikalführungen 46, auf welchen der zugeordnete Werkzeugträger 44 geführt ist. Zwischen dem jeweiligen Aggregatrahmen 42 und dem dazugehörenden Werkzeugträger 44 ist ein hydraulischer Höhenstellantrieb 47 angeordnet. An den Werkzeugträgern 44 sind paarweise Stopfwerkzeuge 48 gelagert. Das jeweilige Stopfwerkzeug 48 ist ein Schwenkhebel mit einem oberen Hebelarm, der mit einem Beistellantrieb 49 verbunden ist, und mit einem unteren Hebelarm, auf dem eine Pickelhalterung 50 angeordnet ist. Zudem ist am jeweiligen Werkzeugträger 44 ein Vibrationsantrieb 51 befestigt. Der Vibrationsantrieb 51 umfasst eine Exzenterwelle, auf der die Beistellzylinder 49 eines Stopfwerkzeugpaares gelagert sind. Eine Rotation der Exzenterwelle wird über die Beistellzylinder 49 in oszillierende Schwenkbewegungen der Stopfwerkzeuge 48 übertragen.

[0033] Bevorzugt sind die beiden Stopfaggregate 11 bezüglich einer vertikalen Querebene 52 asymmetrisch aufgebaut. In dieser Querebene 52 liegen die Rotationsachsen der Exzenterwellen aller Vibrationsantriebe 51 eines der Stopfaggregate 11. Zudem teilt die Querebene 52 die zugeordneten Stopfaggregatsegmente 43 in zwei Segmenthälften 53, 54.

[0034] Die einander zugewandten Segmenthälften 53 der beiden Stopfaggregate 11 weisen eine schmälere Bauform auf als die voneinander abgewandten Segmenthälften 54. Die schmälere Bauform wird durch einen kürzeren Beistellantrieb 49 und durch nur einen schwenkbaren Stopfpickel 24 erreicht. Folglich ist am Stopfwerkzeug 48 nur Platz für einen Schwenkantrieb 55 vorzusehen. Auf diese Weise sind die Stopfaggregate 11 so nahe zueinander anordenbar, dass

beide Stopfpickelreihen der einander zugewandten Segmenthälften 53 gleichzeitig in dasselbe Schwellenfach 25 absenkbar sind.

[0035] Die breiter gebauten Segmenthälften 54 weisen längere Beistellantriebe 49 und jeweils zwei schwenkbare Stopfpickel 24 auf. Damit ist sichergestellt, dass eine Pickelöffnungsweite an unterschiedliche Schwellenteilungen t und an Doppelschwellen anpassbar ist. Zudem können mit dieser Bauart bei jedem Stopfaggregatsegment 43 alle bis auf einen Stopfpickel 24 hochgeschwenkt werden. Das ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Weichenbearbeitung.

[0036] Die Figuren 4 und 5 zeigen die Stopfaggregate 11 in Positionen für das Unterstopfen einer Schwelle 2 in einem Mittelbereich der Weiche 20. Hier arbeitet die Stopfmaschine 1 im Einschwellenmodus mit einer zyklischen Vorwärtsbewegung der Stopfaggregate 11 um eine Schwellenteilung t. In Fig 4 ist das vordere Stopfaggregat 11 über dem durchgehenden Hauptstrang und dem abzweigenden Weichenstrang dargestellt, wobei die Spurweiten w der beiden Stränge eingezeichnet sind. Die folgenden Angaben „rechts“, „links“, „innen“ und „außen“ beziehen sich auf die vorliegende Darstellung der Schienen- und Stopfaggregatanordnung. Diese Angaben dienen der Beschreibung der Figuren und sind nicht einschränkend. Dabei folgen das linke äußere und das linke innere Stopfaggregatsegment 43 dem linken durchgehenden Schienenstrang 8. Das rechte innere Stopfaggregatsegment 43 unterstopft die Schwellen 2 so lange wie möglich an der Innenseite des rechten durchgehenden Schienenstrangs 8. Das rechte äußere Stopfaggregatsegment 43 folgt der Außenseite des rechten abzweigenden Schienenstrangs 8. Im Weiteren Verlauf wird dieses rechte äußere Stopfaggregatsegment 43 gegebenenfalls zur Stopfen an der Schieneninnenseite des rechten abzweigenden Schienenstrangs 8 genutzt. In Fig. 4 sind die Stopfpickel 24 über einer ersten Gruppe von Stopfstellen dargestellt.

[0037] In Fig. 5 ist dieselbe Schwelle 2 einen Stopfzyklus später mit dem hinteren Stopfaggregat 11 und mit einer zweiten Gruppe von Stopfstellen 23 dargestellt. Die Stellungen der Stopfpickel 24 des vorderen Stopfaggregats 11 sind punktiert eingezeichnet. Mit dem hinteren Stopfaggregat 11 werden alle Stopfstellen 23 bearbeitet, die zuvor mit dem vorderen Stopfaggregat 11 ausgelassen wurden. Das linke äußere Stopfaggregatsegment 43 stopft an der Außenseite des linken abzweigenden Schienenstrangs 8. Das linke innere Stopfaggregatsegment 43 stopft an der AuBenseite des rechten durchgehenden Schienenstrangs 8. Die verbleibenden beiden rechten Stopfaggregatsegmente 43 folgen dem rechten abzweigenden Strang, wobei nur mehr das innere rechte Stopfaggregatsegment 43 abgesenkt wird.

[0038] In einem anderen Bearbeitungsmodus folgen das innere und das äußere rechte Stopfaggregatsegment 43 dem äußeren abzweigenden Schienenstrang. Vorzugsweise werden alle vier Stopfaggregatsegmente der vorderen Reihe abgesenkt.

Mit den hinteren Stopfaggregatsegmenten 43 werden all jene Bereiche gestopft, welche von den vorderen Stopfaggregatsegmenten 42 ausgelassen wurden.

[0039] Bei einem weiteren Bearbeitungsmodus werden mit dem vorderen Stopfaggregat 11 die jeweils äußeren Schienenstränge innen und außen gestopft. Die hintere Stopfaggregat 11 stopft alle ausgelassenen Zwischenbereiche.

[0040] Die mögliche Querverschiebung der äußeren Stopfpickel 24 ergibt sich aus einer seitlichen Endlage der querverschobenen Dreheinrichtung 12, einer seitlichen Endlage des jeweils äußeren Stopfaggregatsegments 42 entlang der Querführungen 41 sowie einer Verschwenkung der Stopfpickel 24 nach außen. Dabei ist der Querverschiebebereich ist so groß, dass der abzweigende Schienenstrang auch im Bereich der längsten durchgehenden Schwelle gestopft werden kann, zumindest an der Schieneninnenseite der äußeren Schiene.

[0041] Insbesondere werden zur Vergrößerung der seitlichen Reichweite die äußeren Schwenkpickel 24 mittels der zugeordneten Schwenkantriebe 55 geringfügig nach außen verschwenkt, wobei eine zu erreichende Stopftiefe nicht beeinträchtigt wird. Gewöhnlich erfolgt die Vorgabe der Stopftiefe in der Weise, dass an den Stopfpickeln 24 angeordnete Pickelplatten ungefähr 2-3 cm unter einer Schwellenunterkante positioniert werden.

[0042] Zur koordinierten seitlichen Positionierung der Stopfpickel 24 werden der gemeinsame

Querverschiebeantrieb 31 der Drehvorrichtung 12, die jeweiligen Segmentverschiebeantriebe 45 und die jeweiligen Schwenkantriebe 55 mittels einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung 56 angesteuert. Beispielsweise ist in der Steuerungseinrichtung 56 ein entsprechender Algorithmus eingerichtet und/oder es sind in einer mit der Steuerungseinrichtung 56 gekoppelten Speichereinrichtung Steuerungsvorgaben für die einzelnen Antriebe 31, 45, 55 in Abhängigkeit einer vorgegeben Seitenposition der Stopfpickel 24 unter Einbeziehung einer vorgegebenen Winkelstellung um die Hochachse 34 hinterlegt.

[0043] Im Streckenbereich wird mit einem Zweischwellenmodus gearbeitet, wobei die Stopfaggregate 11 zyklisch um zwei Schwellenteilungen 2t vorwärtsbewegt werden. In einem Gleisbogen werden beide Stopfaggregate 11 gemeinsam querverschoben. Im Weichenbereich wird am Weichenanfang und am Weichenende ebenfalls so weit wie möglich im Zweischwellenmodus gearbeitet.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Stopfmaschine (1) zum Unterstopfen von in einem Schotterbett (21) gelagerten Schwellen (2) eines Gleises (3), insbesondere in einem Weichenbereich, mit einem auf Schienenfahrwerken (6) abgestützten Maschinenrahmen (5), mit einem Hebe- und Richtaggregat (9) und mit zwei am Maschinenrahmen (5) unmittelbar hintereinander angeordneten Stopfaggregaten (11), die jeweils auf höhenverstellbaren Werkzeugträgern (44) gelagerte und durch Beistellantriebe (49) zueinander beistellbare Stopfwerkzeuge (48) mit Stopfpickeln (24) zum Eintauchen in Schotter eines jeweiligen Schwellenfachs (25) aufweisen, wobei jedes Stopfaggregat (11) seitlich hochschwenkbare Stopfpickel (24) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stopfaggregate (11) durch eine gemeinsame, gegenüber dem Maschinenrahmen (5) querverschiebbare Drehvorrichtung (12) um eine Hochachse (34) drehbar angeordnet sind und dass benachbarte Stopfpickelreihen der Stopfaggregate (11) gemeinsam in dasselbe Schwellenfach (25) absenkbar sind.

2. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Paar der zueinander beistellbaren Stopfwerkzeuge (48) unterschiedlich lange Beistellantriebe (49) angeordnet sind und dass die als Schwenkhebel am zugeordneten Werkzeugträger (44) gelagerten Stopfwerkzeuge (48) einander angenäherte Hebelverhältnisse aufweisen.

3. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stopfaggregat (11) vier in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordnete Stopfaggregatsegmente (43) mit separat höhenverstellbaren Werkzeugträgern (44) umfasst und dass die Stopfaggregatsegmente (43) durch Segmentverschiebeantriebe (45) auf Querführungen (41) separat querverschiebbar angeordnet ist.

4. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querführungen (41) endseitig in einem Tragrahmen (36) der Drehvorrichtung (12) befestigt sind.

5. Stopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Drehvorrichtung (12) durch einen Querverschiebeantrieb (31) querverschiebbar an mehreren Querträgern (32) des Maschinenrahmens (5) angeordnet ist.

6. Stopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Beistellantrieb (49) einerseits mit dem zugeordneten Stopfwerkzeug (48) verbunden und andererseits mit einem Vibrationsantrieb (51) gekoppelt ist.

7. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Beistellantrieb (49) auf einer elektrisch angetriebenen Exzenterwelle des zugeordneten Vibrationsantriebs (51) gelagert ist und dass die Exzenterwelle insbesondere Exzenterabschnitte mit verstellbaren Exzentrizitäten aufweist.

8. Verfahren zum Betreiben einer Stopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Streckenbereich sowie in einem Anfangsbereich und in einem Endbereich einer Weiche (20) durch die beiden Stopfaggregate (11) jeweils zwei benachbarte Schwellen (2) vollständig unterstopft werden und dass in einem Mittelbereich der Weiche (20) eine jeweilige durchgehende Schwelle (2), die Schienen (8) eines durchgehenden Strangs und Schienen (8) eines abzweigenden Strangs der Weiche (20) verbindet, mit dem einen Stopfaggregat (11) an einer ersten Gruppe von Stopfstellen (23) und mit dem anderen Stopfaggregat (11) an einer zweiten Gruppe von Stopfstellen (23) unterstopft wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Querverschiebeantrieb (31) der Drehvorrichtung (12), jeweilige Segmentverschiebeantriebe (45) der Stopfaggregate (11) und Schwenkantriebe (55) zum seitlichen Verschwenken der Stopfpickel (24) mittels einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung (56) koordiniert zur Positionierung des jeweiligen Stopfpickels (24) über der vorgesehen Stopfstelle (23) angesteuert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Sensoreinrichtung (14) Schräglagen und Abstände der Schwellen (2) bezüglich eines Koordinatensystems (xyz) detektiert werden und dass für jeden Stopfvorgang ein Drehwinkel der Drehvorrichtung (12), seitliche Verschiebewege der Drehvorrichtung (12) und der Stopfaggregate (11) sowie Schwenkwinkel zum seitlichen Verschwenken der Stopfpickel (24) automatisch vorgegeben werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen