BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen und Schleifen des Profils eines Schienenkopfs und auf einen Schienenschleifwagen zur Durchführung des Verfahrens.
Durch die DE-AS 27 01 216 sind bereits ein derartiges Verfahren und ein derartiger Schienenschleifwagen bekannt. Dieses bekannte Verfahren beruht im wesentlichen auf folgenden Schritten:
Als Grössen, welche den Zustand des Schienenkopfes charakterisieren, werden die mittlere Amplitude der kurzen Schienenwellen, die Amplitude der langen Schienenwellen, die Amplitude der Fehler des Schienenkopfpwffls und dergleichen gemessen, wobei diese Grössen als Messdaten, die das Schienenprofil abtastende Fühler liefern, in einer Messwertschaltung ermittelt werden.
Die diesen Grössen entsprechenden Signale werden einem Rechner zugeführt, in welchen ausserdem die bekannten Werte der Arbeitsleistung der Schleifwerkzeuge, wie zum Beispiel der Schleifdruck, die Bearbeitungsgeschwindigkeit, der Neigungswinkel der Schleifwerkzeuge und die Vorrückgeschwindigkeit längs der Schiene, eingegeben werden. Dieser Rechner ist so ausgelegt, dass er nach einem gespeicherten Rechenprogramm Signale abgibt, welche den Soll-Werten der verschiedenen Arbeitsdaten der Schleifwerkzeuge entsprechen. Diese Soll-Werte werden Steuerkreisen zugefiihrt, welche die Schleifwerkzeuge entsprechend steuern.
Dabei wird so vorgegangen, dass die den Zustand des Schienenkopfes charakterisierenden Grössen sowohl vor dem Nachbearbeiten als auch nach dem Nachbearbeiten mit Hilfe zweier Messgestelle gemessen werden, die am vorderen und am hinteren Ende des Schienenschleifwagens angeordnet sind. Aufgrund der zweiten nach dem Nacharbeiten vorgenommenen Mes sung werden Korrekturen angebracht.
Dieses Verfahren und die zu seiner Durchführung erforderlichen Rechen- und Steuerschaltungen sind offensichtlich ziemlich kompliziert. Ausserdem muss das Soll-Profil des Schienenkopfes dadurch angenähert werden, dass bei der Bearbeitung insbesondere der Schleifdruck, die Schleifgeschwindigkeit, der Neigungswinkel des Schleifwerkzeugs und die Vorrückgeschwindigkeit längs der Schiene gesteuert werden, wobei diese Arbeitsgrössen von einem angegebenen Soll-Wert abhängig sind, welcher seinerseits in Abhängigkeit von der Bearbeitungstiefe festgestellt wird.
Den Ausführungen der genannten Druckschrift ist nicht zu entnehmen, wann genau die Schleifarbeiten unterbrochen werden müssen, damit das Soll-Profil längs einer oder mehrerer Mantellinien optimal angenähert wird, und es werden auch keinerlei Beziehungen zwischen den Mantellinien, auf welche die Messfüh ler eingestellt sind, und denjenigen Mantellinien angegeben, auf welche ein oder mehrere Schleifwerkzeuge zwecks Schleifens einer entsprechenden Facette eingestellt werden.
Nach dem in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 44 885 beschriebenen Verfahren zum Messen eines Schienenkopfprofils werden die Abstände der beiden, die Schienenlauffläche begrenzenden Mantellinien sowie einer dazwischenliegenden, mittleren Mantellinie zu einer Bezugsbasis bestimmt, um daraus die Krümmung der Schienenlauffläche zu ermitteln. Zu diesem Zwecke werden aus den drei gemessenen Abständen einerseits die Pfeilhöhe des Profilbogens der Schienenlauffläche am Orte der mittleren Mantellinie und andererseits die Neigung der die beiden äusseren Mantellinien verbindenden Sehne in bezug auf die Gleisebene bestimmt.
Zur Messung werden dabei elektronische Messfiihler verwendet, die berührungslos, zum Beispiel kapazitiv, optisch oder nach dem Wlrbelstromprinzip, arbeiten.
Ferner ist ein Schienenschleifwagen bekannt (veröffentlichte europäische Patentanmeldung 32 214), bei welchem die in der Höhe verstellbaren Schleifkopfträger, an denen jeweils mehrere Schleifwerkzeuge installiert sind, winkelmässig in bezug auf das Fahrgestell in einer senkrecht zur Gleisachse orientierten Ebene einstellbar sind und ausserdem jedes Schleifwerkzeug individuell in bezug auf den Schleifkopfträger verschwenkt und unter einem bestimmten Neigungswinkel gegen die Schiene gepresst werden kann.
Eine bekannte Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung eines Schienenkopfprofils (veröffentlichte europäische Patentanmeldung 114 284) weist eine Vielzahl von Schienentastern auf, welche in platzsparender Weise ausgebildet und installiert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Messen und das Nachbearbeiten von Schienenkopfprofilen durch besondere Anordnung und Einstellung der Messanordnung und der Schleifwerkzeuge zu vereinfachen und so zu gestalten, dass das Soll Profil genauer als bisher angenähert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss für das Verfahren durch die im Patentanspruch 1 und für den Schienenschleifwagen durch die im Patentanspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.
Die wesentlichen Vorteile bestehen darin, dass durch eine einzige Messung, also mit einem einzigen Messfühler, gleichzeitig zwei Facetten gemessen und kontrolliert werden können, so dass mit einer gegebenen Anzahl von Fühlern die doppelte Anzahl von Facetten kontrolliert wird und damit aufgrund der grösseren Facettenzahl das Soll-Profil besonders gut angenähert werden kann.
Vorzugsweise wird so vorgegangen, dass die kontinuierlich gemessenen Abstände als Ist-Werte mit vorgegebenen Soll Abständen verglichen werden und immer dann, wenn ein geschliffenes Facettenpaar die dem Abstands-Soll-Wert entsprechende Lage relativ zur Bezugsbasis erreicht, die dieses Facettenpaar schleifenden Schleifköpfe automatisch in eine Ausserbe triebsstellung abgehoben werden.
Das hat den zusätzlichen Vorteil, dass das Ist-Profil lediglich durch die an einer hinreichenden Zahl von Mantellinien direkt gemessenen Abstände charakterisiert wird, ohne dass diese direkten Messdaten in andere Grössen, wie beispielsweise den Neigungswinkel, die Pfeilhöhe oder dergleichen, umgewandelt oder umgerechnet zu werden brauchen; ebenso wird die Bearbeitung bis zum Erreichen des Soll-Profils lediglich durch einen elektronisch leicht durchzuführenden Vergleich zwischen den Ist-Abständen und den vorgegebenen Soll Abständen gesteuert, wodurch sich auf einfache und direkte Weise das Soll-Profil optimal annähern last, weil die Schleifoperation an jeder Mantellinie automatisch dann unterbrochen wird, wenn die Differenz zwischen Soll-Abstand und Ist-Abstand verschwindet.
Zweckmässige Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 die Seitenansicht eines Schienenschleifwagens nach der Erfindung,
Figur 2 eine Ansicht des Messgestells, gesehen quer zum Gleis,
Figur 3 eine schematische Darstellung der Fühler eines Messkopfes,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Doppelschleifkopfs mit seinen beiden Schleifscheiben,
Figur 4a schematisch eine konstruktive Ausbildung eines Doppelschleilkopfs,
Figur 5 den Querschnitt durch eine Schiene mit Angaben,
welche die Messung und Bearbeitung der Lauffläche einer Schiene veranschaulichen,
Figur 6 eine der Figur 5 entsprechende Darstellung zur Veranschaulichung der Messung und Bearbeitung einer Überwalzung am Schienenaussenbogen,
Figur 7 ein Blockschaltbild der Steuer- und Anzeigevorrichtung,
Figur 8 eine der Figur 6 entsprechende Darstellung zur Veranschaulichung der Bearbeitung und
Figur 9 eine vergrösserte Darstellung des Bereichs der Überwalzung nach Figur 8.
Nach Figur 1 ist ein Schienenschleifwagen 2, der mit seinen beiden Fahrgestellen 3 auf dem Gleis 1 verfahrbar ist, an seinem einen Ende mit einem Messgestell 4 ausgerüstet. Dieses Messgestell 4 hat, wie in Figur 2 schematisch gezeigt, fürjede Schiene 1 einen Messkopf 5, an welchem mehrere berührungslos arbeitende Messfuhler C befestigt sind. Im betrachteten Beispiel nach Figur 3 sind je Messkopf 5 sieben Fühler C1 bis C7 vorgesehen. Beide Messköpfe 5 stützen sich mit Gleitschuhen 6 auf der Mitte der Schiene 1 ab und sind durch gelenkig angebrachte Zugstangen 10 mit dem Schienenschleifwagen 2 verbunden.
Die beiden Messköpfe 5 werden durch seitliche Rollen 7 geführt; diese rollen an den Innenseiten der Schienen 1 ab und werden durch eine zwischen beiden Messköpfen 5 installierte Spreizvorrichtung 8, die von einem hydraulischen Kolben 9 beaufschlagt wird, ständig, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, gegen die Schienen 1 gedrückt.
Ausserdem sorgt eine am Chassis des Schienenschleiffahrzeugs 2 aufgehängte und auf die beiden Messköpfe 5 wirkende hydraulische Einrichtung, die in Figur 1 lediglich schematisch durch den Pfeil 11 angedeutet ist daftir, dass die Gleitschuhe 6 ständig mit hinreichender Kraft auf den Schienen 1 aufliegen.
Dadurch wird gewährleistet, dass beim Vorschub des Schienenschleifwagens 2 jeder Fühler C einer bestimmten Mantellinie des Schienenkopfes folgt.
Nach Figur 3 sind die Fühler C1 bis C6 mit ihren Achsen auf sechs Mantellinien sl bis s6 ausgerichtet. Diese sechs vorgegebenen Mantellinien sind ungefähr gleichmässig über den Bereich der Schienenlauffläche verteilt, die sich längs eines mittleren Bogens des Schienenkopfprofils erstreckt. Dieser mittlere Bogen hat einen verhältnismässig grossen Radius von typischerweise ungefähr 300 mm, und die vom Mittelpunkt dieses Bogens zu den Bogenenden gezogenen Radien schliessen mit der Mittelsenkrechten, also dem durch die Schienenkopfmitte verlaufenden Radius, je einen Winkel von ungefähr 15 ein.
Im Beispiel nach Figur 3 ist ausserdem noch ein siebter Fühler C7 vorgesehen, welcher nur durch seine Achse angedeutet und auf eine Mantellinie s7 eingestellt ist. Dieser Fühler C7 dient, wie später anhand der Figuren 6, 8 und 9 noch näher erläutert wird, zur Messung der im allgemeinen an der Schienenaussenseite auftretenden Überwalzung und des Aussenbogens der Schiene 1; dieser Aussenbogen wird häufig auch als Aussenradius bezeichnet.
Bei den Fühlern C handelt es sich beispielsweise um induktiv messende Instrumente. Jeder Fühler C ist dazu eingerichtet, den Abstand h zu derjenigen Mantellinie zu messen, auf welche er eingestellt ist. Dabei bildet das Messgestell 4, das sich mit seinen Gleitschuhen 6 auf der Schienenmitte abstützt, eine Bezugsbasis, in bezug auf die die Abstände h kontinuierlich gemessen werden.
Die Bezugspunkte dieser Basis sind im betrachteten Beispiel nach Figur 3 die unteren Enden der Fühler C.
Der Schienenschleifwagen 2 ist zwischen seinen beiden Fahrgestellen 3 mit zwei Schleifeinheiten 12 und 13 je Schiene 1 ausgerüstet, welche in bekannter Weise am Wagenchassis 20 aufgehängt sind und sich auf den Schienen abstützen. Jede Schleifeinheit 12 und 13 weist zwei Schleifkopfträger 14 und 18 auf, die jeweils einen Doppelschleifkopf 15 bzw. 19 mit zwei Schleifköp- fen 16 und 16' bzw. 17 und 17' tragen, wie für die Schleifeinheit 12 in Figur schematisch angedeutet.
Jeder Schleifkopfträger 14 und 18 ist in an sich bekannter Weise in einer senkrecht zur Gleisachse orientierten Ebene schwenkbar und in der Höhe verstellbar. Figur 4 zeigt schema tisch den Schleifkopfträger 14 im von der Schiene 1 abgehobenen Zustand. Er kann um einen bestimmten Neigungswinkel'3 gekippt und mit seiner Mittelachse B auf eine vorgegebene Mantellinie s ausgerichtet werden und ist im Sinne des Doppelpfeils auf- und abbewegbar.
Im Beispiel nach Figur 4 ist der Neigungswinkel t3 der Wmkel, den die Horizontale H mit derjenigen an das Kopfprofil der Schiene 1 gelegten Tangente T einschliesst, welche durch die die Mittelachse B des Schleifkopfträgers 14 Jchneidende Mantellinie s verläuft. Dieser Neigungswinkel ss ist aus geometrischen Gründen selbstverständlich gleich demjenigen Winkel, den der zur Mantellinie s führende Radius des Kopfprofilbogens mit der Mittelsenkrechten der Schiene einschliesst.
Ausserdem können an jedem Schleilkopfträger 14, 18 die beiden Schleifköpfe 16, 16' bzw. 17, 17' individuell in einer ebenfalls senkrecht zur Schienenachse orientierten Ebene verschwenkt und in Richtung ihrer Drehachsen verstellt werden. Auf diese Weise können die beiden Schleifköpfejedes Schleifkopfträgers 14, 18 relativ zueinander so eingestellt werden, dass sich ihre beiden Schleifebenen in einem vorgegebenen Arbeitswinkel a schneiden, wie schematisch in Figur 4 für den Schleilkopfträger 14 angedeutet. Dort sind die beiden Schleifscheiben 16a und 16a' der beiden Schleifköpfe 16 und 16' mit ihren Drehachsen A bzw. A' gezeigt, wobei ihre beiden Schleifebenen den Arbeitswinkel a einschliessen.
Dieser Doppelschleifkopf 15 erzeugt während eines Arbeitsgangs gleichzeitig die beiden Facetten fund f, wie gestrichelt in Figur 4 angedeutet.
Der Neigungswinkel p des Schleilkopfträgers braucht nicht notwendigerweise in bezug auf die Neigung der Wmkelhalbierenden des von den Drehachsen A und A' der Schleifköpfe gebildeten Winkels bzw. auf die Mittelachse B des Schleifkopfträgers definiert zu sein, sondern kann sich auch auf eine andere Bezugslinie desselben beziehen, zum Beispiel auf die Drehachse eines der Schleifköpfe 16 oder 16', vor allem dann, wenn dieser Schleifkopf relativ zum Schleifkopfträger fest montiert ist und nur der andere Schleifkopf zwecks Einstellung des Arbeitswinkels a gegen den Schleifbopfträger verstellbar ist.
In diesem Falle fällt der Neigungswinkel des Doppelschleifkopfs mit dem der einen Schleifscheibe und daher der betreffenden Facette zusammen.
Figur 4a zeigt schematisch den konstruktiven Aufbau eines Doppelschleifkopfs mit dem Schleifkopfträger 14, an welchem hintereinander liegend die beiden Schleifköpfe 16 und 16' mit ihren Antriebsmotoren 16b und 16'b sowie ihren Schleifscheiben 16a und 16'a montiert sind. Der Schleifkopfträger 14 besteht im wesentlichen aus Trägerteilen, an denen die Schleilköpfe 16 und 16' befestigt sind und von denen in Figur 4a der Trägerteil 28 des Schleifkopfs 16 zu sehen ist, aus einem im Querschnitt L-förmigen Träger 23, einem die unteren Enden des Trägerteils 28 und des Gestells 23 gelenkig verbindenden Hebelarm 27 und einem Verstellzylinder 24, der einerseits am oberen Ende des Trägerteils 28 und andererseits im mittleren Bereich des Gestells 23 angelenkt ist.
Das Gestell 23 ist am Chassis 20 des Schienenschleifwa- gens 2 aufgehängt, und zwar derart, dass sich sein oberer Teil 23a auf einem am Chassis 20 befestigten Führungssegment 21 abstützt und auf diesem längs des Segmentbogens verschiebbar oder abrollbar gelagert ist.
Der Hebelarm 27 ist über den Gelenkpunkt mit dem Gestell 23 hinaus verlängert und mit seinem dem Trägerteil abgewandten Ende an der Unterseite eines Pneumatikzylinders 25 angelenkt.
Dieser Pneumatikzylinder 25, dessen oberes Ende an einem fest mit dem Gestell 23 verbundenen Vorsprung 26 angelenkt ist, dient zur Entlastung des Doppelschleifkopfs und zur Einstellung der Schleifkraft, mit welcher die Schleifscheiben 1 6a und 16'a am Kopf der Schiene 1 anliegen. Zum Abheben wird der Kolben des Pneumatikzylinders 25 ausgefahren, wodurch der Hebelarm 27 um seinen Gelenkpunkt mit dem Gestell 23 im Uhrzeigersinne nach Figur 4a geschwenkt wird und dabei den Trägerteil 28 mit den beiden Schleifköpfen von der Schiene 1 abhebt. Umgekehrt werden beim Einziehen des Kolbens des Pneumatikzylinders 25 die Schleifscheiben 16a und 16'a gegen die Schiene 1 gepresst.
Zur Verschwenkung des gesamten Doppelschleifkopfs, also zum Einstellen eines Neigungswinkels (3, dient ein Verstellzylin der 22, der einerseits an der einen Seite des Chassis 20 und ande rerseits am oberen Teil 23a des Gestells 23 angelenkt ist. Bei
Betätigung dieses Verstellzylinders 22 bewegt sich der obere Teil
23a des Gestells 23 längs des Bogens des Führungssegments 21, wobei das Gestell 23 um seinen Gelenkpunkt mit dem Hebelarm
27 verschwenkt wird und dabei den Trägerteil 28 mittels des Ver stellzylinders 24 mitnimmt. Hierbei fungiert der Verstellzylinder
24 lediglich als starre Verbindung zwischen Gestell 23 und Trä gerteil 28, der seinerseits mit dem Schleifkopf 16 um seinen
Gelenkpunkt mit dem Hebelarm 27 kippt.
Im betrachteten Bei spiel ist angenommen, dass der Trägerteil des anderen Schleif kopfs 16', welcher hinter dem Schleifkopf 16 liegt, fest am Gestell
23 angebracht ist. Bei Verschwenkung des Gestells 23 werden daher gemeinsam beide Schleifköpfe mitgenommen, und zwar der Schleifkopf 16' direkt und der Schleifkopf 16 über den Ver stellzylinder 24.
Zur Einstellung des Arbeitswinkels a zwischen beiden Schleif scheiben 16a und 16'a bzw. zwischen den beiden von diesen
Schleifscheiben zu erzeugenden Facetten wird im betrachteten
Beispiel mittels des Verstellzvlinders 24 nur der eine Schleifkopf
16 relativ zum anderen Schleilkopf 16' verstellt, dessen Lage rela tiv zum Gestell 23 fest und unveränderbar ist. Der Arbeitswinkel a ist vorzugsweise zwischen 0" und 10 verstellbar, und zwar ent- weder stetig oder aber schrittweise. Im Falle der Bearbeitung der
Schienenlauffläche können es beispielsweise die drei Winkel 1", 2" und 4" sein.
Die Anordnung kann auch so getroffen sein, dass jeder der beiden Schleifköpfe 16 und 16' individuell relativ zum Gestell 23 durch je einen Verstellzylinder entsprechend dem Verstellzylinder
24 eingestellt werden kann.
Die Anordnung kann ferner auch so getroffen sein, dass jedem der beiden Schleifköpfe 16 und 16' eines Doppelschleifkopfs ein individueller Pneumatikzylmder 25 zur Entlastung und
Schleifkrafteinstellung zugeordnet ist, so dass die Schleifkraft bei der Schleifköpfe unabhängig voneinander einstellbar ist. Der Trä gerteiljedes Schleifkopfs ist dann durch getrennte Hebelarme 27 mit dem zugehörigen Pneumatikzylinder 25 verbunden.
Wenn mehr als ein Paar von Schleifköpfen an einem gemeinsamen Schleifkopfträger 14 installiert sind, dann können zweckmässigerweise alle jeweils ein und dieselbe Facette bearbeitenden Schleifköpfe, die also alle auf einen gemeinsamen Facettenneigungswinkel eingestellt sind, an einem gemeinsamen Pneumatikzylinder angelenkt sein, so dass sie mit der gleichen Schleifkraft arbeiten.
Um bei einer Nachbearbeitung das Soll-Profil des Schienenkopfes möglichst gut annähern zu können, sollte das Ist-Profil im Bereich der Schienenlauffläche auf wenigstens sechs Mantellinien und das vollständige Profil auf wenigstens 14 Mantellinien gemessen und kontrolliert werden. Im folgenden wird zunächst die Bearbeitung der Schienenlauffläche erläutert.
Wenn man zur Messung und Kontrolle der Schienenlauflä- che sechs Fühler vorsieht, die entsprechend auf sechs Mantellinien eingestellt sind, und wenn, wie es naheliegend erscheint, längs jeder Mantellinie eine Facette geschnitten wird, dann würde das Laufflächenprofil durch sechs Facetten angenähert. Das ist jedoch im allgemeinen ungenügend. Häufig wird verlangt, dass die Schienenlauffläche durch wenigstens zwölf Facetten mit einer Breite von jeweils 4 bis 5 mm angenähert werden muss, damit die nach dem Schleifen vorhandenen Scheitel zwischen benachbarten Facetten nicht zu ausgeprägt sind und daher relativ schnell durch den darüberrollenden Verkehr ausgeglichen werden.
Man kann nun jedoch vorteilhafterweise die Anzahl der zu kontrollierenden Facetten bei gleichbleibender Zahl von Fühlern dadurch verdoppeln, dass man mit einem Fühler nicht den Abstand zur Mitte einer Facette, sondern vielmehr den Abstand zur Scheitellinie zweier benachbarter Facetten eines Facettenpaares misst. Bei einem vorgegebenen Arbeitswinkel a zwischen den Schleifscheiben, die benachbarte Facetten erzeugen, kann nämlich ohne weiteres derjenige Soll-Abstand zwischen Fühler und Scheitellinie beider Facetten bestimmt und vorgegeben werden, bei welchem die beiden Facetten gerade das Soll-Profil optimal annähern, insbesondere in an das Soll-Profil gelegten Tangentialebenen liegen.
Aus diesem Grunde sind die bereits beschriebenen Doppelschleifköpfe 15, 19 vorgesehen, bei denen die beiden Schleifköpfe auf denjeweils gewünschten Arbeitswinkel a einstellbar sind.
Die Anordnung auf dem Schienenschleifwagen wird also so getroffen, dass jeweils ein Fühler C und einer der Schleifkopfträger 14, 18 mit seiner Mittelachse B auf ein und dieselbe Mantellinie s eingestellt werden, welche dann mit der Scheitellinie der beiden benachbarten Facetten zusammenfällt, welche von den beiden Schleifscheiben dieses Doppelschleilkopfs geschliffen werden. Dadurch misst und kontrolliert ein einziger Fühler C gleichzeitig die Lage zweier Facetten, so dass mit einer gegebenen Anzahl von Fühlern, im betrachteten Beispiel mit sechs Fühlern, das Soll-Profil der Schienenlauffläche durch die doppelte Anzahl von Facetten, im betrachteten Beispiel durch zwölf Facetten, angenähert wird.
Figur 5 veranschaulicht schematisch die Kontrolle des Profils der Schienenlauffläche mit Hilfe der sechs Fühler C1 bis C6, welche auf die Mantellinien sl bis s6 ausgerichtet sind und vor und während der Schleifoperation ständig deren Abstände hl bis h6 von der Bezugslinie 0 messen. Diese Bezugslinie 0, welche durch die die Bezugsbasis definierenden unteren Fühlerenden bestimmt wird, ist der Einfachheit halber in den Figuren 5, 6, 8 und 9 durch eine horizontale Gerade dargestellt. Die sechs Mantellinien sl bis s6 fallen mit den Scheitellinien zweier benachbarter Facetten zusammen, welche gemeinsam jeweils von den beiden Schleifscheiben 16, 16' eines Doppelschleifkopfs 15 (Figur 4) geschliffen werden.
Dabei schliessen die beiden Schleifebenen jedes Doppel schleifkopfs einen vorgegebenen, dem Soll-Profil angepassten Wmkel al bis o6 ein. Da für jede gewählte Mantellinie s ein bestimmter Neigungswinkel a vorgegeben ist, kann die Anordnung vorzugsweise so getroffen sein, dass sich die beiden Schleifscheiben eines Schleifkopfträgers, bei Ausrichtung desselben auf eine bestimmte Mantellinie, automatisch auf den dieser Mantellinie entsprechenden Arbeitswinkel a einstellen.
Der Innenbogen und der Aussenbogenjeder Schiene, fachmännisch auch Innenradius und Aussenradius genannt, lassen sich im Prinzip ebenfalls mit Hilfe der beschriebenen Fühler kontrollieren. Jedoch sollte jeder dieser Bogen, welche einen wesentlich kleineren Radius als der die Schienenlauffläche bildende mittlere Bogen haben, durch wenigstens vier Fühler kontrolliert werden, so dass insgesamt wenigstens 14 Fühlerje Schienenstrang zur Messung des vollständigen Profils erforderlich wären. Aus diesem Grunde ist es im allgemeinen vorteilhaft, den Innen- und Aussenbogen nach einem anderen Verfahren mit einer Schleifvorrichtung zu kontrollieren und zu bearbeiten, wie sie in der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 125 348 der gleichen Anmelderin beschrieben wird.
Diese bekannte Schleilvorrichtung arbeitet mit einer direkten Kontrolle und Steuerung der Schleifköpfe. Zumindest empfiehlt es sich, den Innenbogen der Schienen, welcher den Spurkranz der Räder führt, nach diesem anderen bekannten Verfahren zu bearbeiten.
Es ist jedoch auch möglich, den Aussenbogen, der im allgemeinen nach längerer Verkehrszeit eine mehr oder weniger starke Überwalzung aufweist, und gegebenenfalls auch den Innenbogen nach dem Verfahren und mit einer Maschine nach der vorliegenden Erfindung zu bearbeiten. Beim Innenbogen oder Innenradius, der sich über einen grossen Winkelbereich erstreckt und ziemlich genau bearbeitet werden sollte, muss dann mit wenigstens vier Fühlern kontrolliert werden. Dagegen kann bei der Bearbeitung des Aussenbogens oder Aussenradius vorteilhafterweise mit nur einem einzigen Fühler im Bereich der Überwalzung gearbeitet werden, wie nachstehend erläutert.
Figur 6 veranschaulicht schematisch die Anordnung der den Fühlern Cl bis C6 zugeordneten Doppelschleifköpfe durch Angabe ihres Neigungswinkels ss, den sie bei Ausrichtung auf die Mantellinie sl bis s6 aufweisen, und durch die Angabe des jeweiligen Arbeitswinkels a zwischen ihren beiden Schleifebenen. Die negativen Werte beziehen sich auf die innen liegende Schienen kopfhälfte. Die Schienenlauffläche erstreckt sich beiderseits der Mittelsenkrechten bis zu einem Winkel von je 150.
Ausserdem veranschaulicht Figur 6 schematisch die Bearbeitung des Aussenbogens der Schiene 1 mit Hilfe eines einzigen, nur schematisch angedeuteten Fühlers C7, der die Mantellinie s7 kontrolliert und auch in Figur 3 angedeutet ist, und mit Hilfe eines auf die Mantellinie s7 ausgerichteten Doppelschleifkopfs, dessen a- und ss- Messwerte angegeben sind und dessen Neigung schrittweise verstellt wird.
Das ursprüngliche Ist-Profil ist mit a und das Soll-Profil mit b bezeichnet. Strichpunktiert ist ferner ein theoretisches Schrupprofil b 0,2 mm angegeben, welches das Soll-Profil b um eine Höhe von 0,2 mm überragt und welches ein Grobprofil darstellt. Wenn erhebliche Materialmengen abzutragen sind, empfiehlt es sich in der Tat, zunächst in einer Grobschleifoperation mit maximalem Schleifdruck bis zu diesem theoretisch vorgegebenen Schrupprofil zu schleifen, und dann erst mit verringertem Schleifdruck bis zum eigentlichen Soll-Profil a weiterzuschleifen.
Es ist angenommen, dass der Innenbogen der Schiene 1, der sich bei dem hier als Beispiel betrachteten Schienenprofil über einen Winkelbereich von - 15" bis - 80" erstreckt, mit seitlichen Schleifscheiben gemäss dem genannten bekannten Verfahren bearbeitet wird.
Für die Bearbeitung der Schienenlauffläche gelten nach Figur 6 beim betrachteten Profil folgende Einstellungen: Für die Doppelschleifköpfe, die auf die Mantellinien sl und s4 ausgerichtet sind, ist ss = 0,5 bzw. - 0,5" und a = 1"; für die auf die Mantellinien s2 und s5 gerichteten Doppelschleifköpfe ist ss = 4,5 bzw. - 4,50 und a = 3 , und für die auf die Mantellinien s3 und s6 gerichteten Doppelschleifköpfe ist 8=10,50 bzw.
- 10,5 und ebenfalls a = 3". Danach wird also jede Hälfte der Schienenlauffläche durch sechs Facetten angenähert, welche die Facetten-Neigungswinkel 0 , 1", 3 , 6 , 9" und 12" haben, wenn nach Figur 4 die beiden Schleifköpfe symmetrisch zur Mittelachse des Doppelschleifkopfs liegen, welche den Winkel ss definiert.
Zur Kontrolle des Aussenbogens ist der Fühler C7 auf diejenige Mantellinie s7 eingestellt, welche durch den Berührungspunkt der 45 -Tangente an das theoretische Schrupprofil geht, das heisst auf denjenigen Radius, welcher mit der Mittelsenkrechten der Schiene einen Winkel von 45" einschliesst.
Bei dem auf diese Mantellinie s7 ausgerichteten Doppelschleifkopf bilden die beiden Schleifscheiben im betrachteten Beispiel einen Arbeitswinkel a = 6". Dieser Doppelschleifkopf wird zunächst auf einen kleinen Neigungswinkel ss von beispielsweise 20 eingestellt und bearbeitet in dieser Stellung die Überwalzung e so lange, bis der Fühler C7 einen vorgegebenen Zwischenabstand misst, bei welchem die innenliegende Schleifscheibe gerade in einer Tangentialebene an das Schrupprofil liegt.
Dann wird der Schleifvorgang unterbrochen, und der Doppelschleifkopf wird auf einen Neigungswinkel ss = 30 eingestellt, woraufhin die Bearbeitung bis zum Erreichen eines weiteren vorgegebenen Zwischenabstands wiederholt wird, an welchem wiederum die innenliegende Schleifscheibe in einer Tangentialebene an das Schrupprofil liegt. In einem letzten Schleifschritt beträgt der Neigungswinkel 13 = 45 , und mit diesem Schleifschritt wird das vorgegebene Schrupprofil erreicht. Nun wird die beschriebene, schrittweise Schleifoperation im Bereich des Fühlers C7 mit verringertem Schleifdruck bis zum Erreichen des Soll-Profils b wiederholt.
Es ist natürlich auch möglich, die Schleifoperation bei jedem Neigungswinkel ss so lange durchzuführen, bis die innen liegende Schleifscheibe direkt in der Tangentialebene an das Soll-Profil liegt, wobei also auf die Verwendung eines Schupprofils verzichtet wird.
Jeder Doppelschleifkopf ist vorzugsweise im Winkelbereich voll - q0 bis + 450, also über den Gesamtbereich von Schienenlauffläche und Aussenbogen, einstellbar montiert, damit nach Bedarfjeder Doppelschleifkopf längs jeder Mantellinie arbeiten kann. Der Arbeitswinkel a ist vorzugsweise stetig oder schrittweise auf Werte bis zu 10 einstellbar.
Die beschriebene schrittweise Bearbeitung des Aussenbogens erlaubt es, mit Hilfe eines einzigen Fühlers mehrere, nacheinander erzeugte Facettenpaare zu kontrollieren, was natürlich die Installation ausserordentlich vereinfacht und die benötigte Anzahl der Fühler verringert. Ferner erhält man günstigerweise mit nur drei Schleifschritten sechs Facetten, so dass eine gute Annäherung an das Soll-Profil des Aussenbogens erzielt wird. Im betrachteten Beispiel nach Figur 6 wird mit den angegebenen a- und ss-Werten der Aussenbogen durch Facetten mit den Neigungswinkeln 17 , 23 , 27 , 33 , 42 und 48" angenähert.
Die beschriebene Bearbeitung der Überwalzung e im Bereich des Schienenaussenbogens lässt sich natürlich auch mit nur jeweils einer Schleifscheibe durchführen, welche auf die Mantellinie s7 ausgerichtet ist und welche sukzessive mit ihrer Schleifebene auf grösser werdende Neigungswinkel eingestellt wird. In diesem Falle wird der Aussenbogen der Schiene durch weniger Facetten angenähert als bei Verarbeitung mit einem Doppelschleifkopf, es sei denn, man erhöht die Anzahl der Schritte.
Im betrachteten Beispiel wären es, wenn die angegebenen Wmkel ss die Neigungswinkel der Schleifscheibe bedeuten, drei Facetten mit den Neigungswinkeln 20 , 30 und 45 , welche alle mit demselben, auf die 45 -Facette eingestellten Messlilhler C7 kontrolliert werden.
Nachstehend wird anhand der Figuren 7 bis 9 die Steuer- und Anzeigevorrichtung beschrieben. Gemäss dem Blockschaltbild nach Figur 7 weist diese auf dem Schienenschleifwagen installierte Vorrichtung einen Analysator 20 au?, an den die Ausgänge aller Fühler C der Messköpfe angeschlossen sind und welcher die von diesen Fühlern C abgegebenen Signale erhält, welche die jeweils gemessenen Ist-Abstände h darstellen. In diesem Analysator 20 sind die verschiedenen theoretischen Profile der Schienen in Form der Soll-Abstände gespeichert, welche das Soll-Profil der zu bearbeitenden Schiene an den vorgegebenen Mantellinien von der Bezugslinie 0 haben soll.
Im betrachteten Beispiel nach den Figuren 8 und 9, welches dem Beispiel nach Figur 6 entspricht, sind für die zu bearbeitende Schiene im Bereich der Schienenlauffläche die sechs Soll Abstände hl bis h6, die von den Fühlern C1 bis C6 kontrolliert werden, im Analysator gespeichert. Das durch diese Soll Abstände definierte Soll-Profil b ist auf den Abstand hO bezogen, den die mittlere Mantellinie, also die Schienenachse, von der Bezugslinie hat und welcher durch die sich auf der Schienenmitte abstützenden Gleitschuhe 6 (Figur 3) und die Messgestellkonstruktion bestimmt ist und daher natürlich konstant bleibt. Zu Beginn der Schleifarbeiten werden sich natürlich zwischen Soll Profil b und Ist-Profil a praktisch immer sowohl positive als auch negative Abstandsdifferenzen t h ergeben, wie in Figur 8 veranschaulicht.
Die endgültige Lage b' des Soll-Profils liegt dann natürlich so tief, dass keine negativen Abstandsdifferenzen mehr auftreten; entsprechend weit ist die Schienenmitte abzuschleifen.
Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 8 nur die Abstände hO, h3, h4 und h6 und in Figur 9 die Abstände h5 und h6 durch Bezugszeichen bezeichnet. Für das Profil des Aussenbogens im Bereich des Fühlers C7 sind, wie in Figur 9 angegeben, die Zwischen-Soll-Abstände h7 (20 ) und h7 (30 ) sowie der endgültige Soll-Abstand h7 (45 ) gespeichert, und zwar zwecks Durchführung der vorstehend beschriebenen schrittweisen Bearbeitung des Aussenbogens.
Im Analysator 20 werden diese gespeicherten Soll-Abstände mit den gemessenen Ist-Abständen verglichen, und die daraus resultierenden Steuerbefehle werden auf eine Steuereinheit 21 gegeben, welche direkt die verschiedenen Schleifköpfe derart steuert, dass jeder Schleifkopf automatisch in seine Ausserbetriebsstellung abgehoben wird, wenn der vom betreffenden Fühler gemessene Ist-Abstand dem vorgegebenen Soll-Abstand entspricht.
Ausserdem sind im betrachteten Beispiel an den Analysator 20 ein Drucker 22, ein Registriergerät 23 und eine Sichtanzeige 24 angeschlossen. Praktisch genügt es jedoch, wenn wenigstens eines dieser Anzeigegeräte installiert ist.
Der Drucker 22 zeichnet jeweils das gemessene Ist-Profil aufgrund der gemessenen Ist-Abstände und erlaubt einen visuellen Vergleich mit dem Soll-Profil, indem für jede Mantellinie die Abstands differenz Ls h angegeben wird. Da die Profiländerungen direkt durch die Gleisgeometrie beeinflusst werden und im allgemeinen niemals sprungartig auftreten, genügt es, die Profile nur alle 20, 50 oder 100 m aufzuzeichnen, was automatisch geschehen kann; es ist auch möglich, dass der Bedienende nach Bedarf die Profilaufzeichnungen von Hand abruft, beispielsweise bei jeder Änderung des Profils, wie beispielsweise vor, in der Mitte oder nach einer Übergangskurve und alle 100 m in einer vollen Kurve oder auf der geraden Strecke.
Dieser Drucker ist vor allem bei der Arbeitsvorbereitung sehr nützlich, wenn die Profile vor der Schleifoperation aufgezeichnet werden, weil der Bedienende so auf verhältnismässig einfache Weise in der Lage ist, ein spezielles Schleifprogramm für jeden spezifischen Gleisabschnitt aufzustellen.
Die Registriereinrichtung 23 zeichnet für jeden Fühler die Abstandsdifferenzen A h als Funktion des zurückgelegten Weges auf, wobei diese Abstandsdifferenzen zunächst, wie bereits erwähnt, positiv oder negativ sein können. Im Beispiel nach Figur 8 und 9 sind die Abstandsdifferenzen A h5, A h6 und A h7 positiv und die Abstandsdifferenzen A h1, h2 und h3 negativ, während die Abstands differenz A h4 praktisch verschwindet Diese Aufzeichnung der A h-Werte durch die Registriereinrichtung 23 erlaubt es, längs einer Mantellinie die Längswellen der Schiene zu erkennen, und durch Vergleich der Aufzeichnungen längs aller Mantellinien auch die eventuellen seitlichen Wellen zu erfassen.
Massnahmen zum Ausgleich der Schienenlängswellen gehören nicht zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung und können in bekannter Weise berücksichtigt werden, wie zum Beispiel in der DE-PS 2 843 649 der gleichen Anmelderin beschrieben. Interessant ist, dass die Aufzeichnung der Abstandsdifferenzen längs der Mantellinien die Schienenwellungen klar zu erfassen erlaubt, was bei den bisher bekannten vorgeschlagenen Aufzeichnungen des Schienenkopfprofils nicht ohne weiteres möglich ist.
Die Sichtanzeige 24 weist drei Reihen von matrizenförmig angeordneten Kontrollampen 25 au?, deren Spaltenzahl der Anzahl der kontrollierten Mantellinien entspricht. Die Anordnung ist so getroffen, dass die Kontrollampen der oberen Reihe aufleuchten, wenn und so lange die Abstandsdifferenz der betreffenden Mantellinie positiv ist, die Kontrollampen der unteren Reihe aufleuchten, wenn und so lange die Abstandsdifferenz der betreffenden Mantellinie negativ ist, und die Kontrollampen der mittleren Reihe nur dann aufleuchten, wenn der Ist-Abstand der Mantellinie innerhalb der zulässigen Toleranzen dem Soll Abstand entspricht. Zweckmässigerweise werden für die obere und die untere Reihe rote Lampen und für die mittlere Reihe grüne Lampen vorgesehen.
Indem also jedem Fühler drei Kontrollampen zugeordnet sind, lässt sich auf einfache Weise und auf einen Blick der jeweilige Ist-Zustand des Profils überwachen und feststellen, längs welcher weder Mantellinie noch Material abgetragen werden muss. Um zu vermeiden, dass die Lampen, insbesondere wenn sich das Ist-Profil dem Soll-Profil nähert, ständig blinken, kann der Analysator die Kontrollampen so steuern, dass nur alle 20, 50 oder 100 m die Lampen entsprechend der in diesem Intervall gemessenen mittleren Abstandsdifferenz eingeschal tet werden.
Mit der beschriebenen Steuereinrichtung wird die verhältnismässig grosse Anzahl von Informationen, das heisst Abstandswerten, welche die Fühler liefern, automatisch praktisch momentan verarbeitet und zur automatischen Steuerung der Schleifköpfe verwendet. Dabei sind sowohl die Messung als auch die Auswertung sehr einfach, da lediglich Abstände gemessen werden und aufgrund von Abständen gesteuert wird. Es ist also nicht nötig, andere charakteristische Grössen des Schienenprofils, wie etwa Winkel, zu messen oder aufgrund der Messdaten in einer besonderen Rechenschaltung auszurechnen.
Ebensowenig spielen im Prinzip für die Erzielung des gewünschten Profils die Schleifgeschwindigkeit, der Schleifdruck oder die Vorschubgeschwindigkeit des Schienenschleifwagens eine Rolle, daja das Profil lediglich aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs von Abständen der ausgewählten Mantellinien kontrolliert und erreicht wird. Die Steuerung der Schleifkraft und der Schleifgeschwindigkeit dient lediglich dazu, die Schleifoperationen rationell und rasch durchzuführen.
Ausser der Speicherung der Sollabstände im Analysator ist es natürlich erforderlich, die Werte der erwähnten Neigungswinkel'3 der Doppelschleifköpfe und der erwähnten Arbeitswinkel a der beiden Schleifscheiben jedes Doppelschleifkopfs gemäss dem gewünschten Schienenprofil vorzugeben und einzustellen, wobei diese Werte von der Mantellinie abhängen, längs der geschliffen wird.
Bei einer halbautomatischen Steuerung richtet der Bedienende aufgrund der Beobachtungen der Anzeigeeinrichtungen die Doppelschleifköpfe durch Einstellung ihres Neigungswinkels auf die jeweiligen Mantellinien aus und stellt deren beide Schleifköpfe auf den derjeweiligen Mantellinie zugeordneten Arbeitswinkel a ein. Um diese Steuerung von Hand zu erleichtern, ist jeder Schleifkopfträger mit einem Arbeitswinkel-Indikator und mit einem Selektor ausgerüstet, der es erlaubt, den Schleifkopfträger genau auf eine der Mantellinien zu justieren.
Die Schleifoperation wird so durchgeführ; dass zunächst an den Mantellinien mit grossen positiven Abstandsdifferenzen und, sofern negative Abstandsdifferenzen auftauchen, im mittleren Bereich der Lauffläche so lange geschliffen wird, bis das Messgestell mit dem Gleitschuh 6 so weit abgesunken ist, dass alle negativen Abstandsdifferenzen verschwinden. Im Beispiel nach den Figuren 6, 8 und 9 werden zunächst alle Doppelschleifköpfe auf die Mantellinien s5 bis s7 eingestellt, und es wird mit maximalem Schleifdruck so lange gearbeitet, bis das in Figur 6 angedeutete Schrupprofil b + 0,2 mm erreicht ist.
Dann werden zur Feinbearbeitung die Doppelschleifköpfe auf alle Mantellinien verteilt, bei denen die Abstandsdifferenz positiv ist, wobei ein Doppelschleifkopf automatisch in seine Ausserbetriebsstellung abgehoben wird, wenn er auf eine Mantellinie eingestellt wird, die eine negative oder verschwindende Abstandsdifferenz hat. Mit verringertem Schleifdruck wird dann so lange gearbeitet, bis das Soll-Profil b erreicht ist. Vorzugsweise wird also die Schleifkraft schrittweise oder stetig als Funktion der Dicke des abzugebenden Materials gesteuert. Auch können, sobald längs einer oder mehrerer Mantellinien das Soll-Profil erreicht worden ist, alle Schleifkopfträger von Hand oder automatisch auf diejenigen Mantellinien eingestellt werden, an denen noch Material abgetragen werden muss.
Dadurch wird die Schleifoperation rationalisiert, weil stets alle Schleifköpfe wirkungsvoll verwendetwerden können. In jedem Falle wird die Schleifoperation automatisch an einer Mantellinie unterbrochen, sobald die Abstandsdifferenz verschwindet.
Die Schleifoperation kann jedoch auch vollautomatisch durchgeführt werden. In diesem Falle sind die betreffenden aund Werte im Analysator gespeichert, und der Analysator 20 und die Steuereinheit 21 liefern ausserdem Steuerbefehle, durch welche die Doppelschleifköpfe automatisch auf die zu schleifenden Mantellinien ausgerichtet werden, wobei gleichzeitig ebenfalls automatisch der jeweilige Arbeitswinkel a eingestellt wird. Ein derartiges Steuerprogramm kann beispielsweise so beschaffen sein, dass beim ersten Schleifdurchgang alle Schleifköpfe auf die Mantellinien s6 und s7 und anschliessend auf die Mantellinien s5 bis s7 konzentriert werden, bis das Schrupprofil b + 0,2 mm erreicht ist. Dabei wird die Schleifkraft kontinuierlich als Funktion der Dicke des noch abzutragenden Materials eingestellt.
Anschliessend erfolgt dann die Feinbearbeitung3 bei welcher die Doppelschleifköpfe automatisch auf die verschiedenen Mantellinien ausgerichtet und mit verringerter Schleifkraft betrieben werden, bis das Soll-Profil b erreicht ist.
Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass die Nachbearbeitung eines Schienenkopfprofils praktisch immer in einer grösseren Anzahl von Arbeitsgängen erfolgen muss, weil bei jedem Durchgang nur immer eine verhältnismässig kleine Materialmenge, die nur einem Bruchteil der insgesamt abzutragenden Materialdicke entspricht, abgeschliffen werden kann. Bei Annäherung an das Soll-Profil, wenn mit verringertem Schleifdruck gearbeitet wird, werden bei jedem Durchgang im allgemeinen nur ein Zehntel oder einige Zehntel Millimeter abgetragen. Der Schienen schleifwagen muss also den zu bearbeitenden Schienenabschnitt mehrere Male überfahren, wobei vorzugsweise sowohl bei jeder Hinfahrt als auch bei jeder Herfahrt geschliffen wird.
Aus diesem Grunde genügt es, wenn gemäss der vorliegenden Erfindung nur ein Messgestell mit Messfühlern verwendet wird, welches am einen oder anderen Ende des Schienenschleifwagens installiert ist.
Es wird dann also, je nachdem ob sich das Messgestell in Vorschubrichtung gesehen am vorderen oder hinteren Wagenende befindet, bei jedem Schleifdurchgang nur entweder unmittelbar vor oder unmittelbar hinter den Schleifköpfen gemessen, was vollkommen ausreicht, das jeweilige Ist-Profil mit hinreichender Genauigkeit zu messen.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung wird also einerseits die Messung des Ist-Profils lediglich auf einfache Abstandsmessungen zurückgeführt, ohne dass kompliziertere Profilgrössen gemessen oder berechnet werden müssten, und ebenso erfolgt die Steuerung bei der Profilbearbeitung lediglich aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs von Abstandswerten. Andererseits erlaubt es die Erfindung, mit einer bestimmten Anzahl von Fühlern die doppelte Anzahl von Facetten zu kontrollieren, so dass mit verhältnismässig wenigen Fühlern ein optimal an das Soll-Profil angenähertes Profil erzeugt werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern lässt mannigfache Varianten zu, vor allem hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung der verstellbaren Doppelschleifköpfe. Ferner können beispielsweise in einem gemeinsamen Schleifkopfträger mehr als ein Paar von Schleifköpfen, also mehr als ein Doppelschleifkopf, installiert sein, so dass jeweils zwei oder mehrere Doppelschleifköpfe durch Einstellung ihres Schleifkopfträgers gemeinsam auf eine Mantellinie justiert werden können. Auch können im Prinzip zur Abstandsmessung an sich bekannte mechanische Taster als Messfuhler verwendet werden, die auf der Schiene aufliegen.
DESCRIPTION
The invention relates to a method for measuring and grinding the profile of a rail head and to a rail grinding carriage for carrying out the method.
Such a method and such a rail grinding car are already known from DE-AS 27 01 216. This known method is essentially based on the following steps:
The variables that characterize the state of the rail head are the mean amplitude of the short rail waves, the amplitude of the long rail waves, the amplitude of the errors of the rail head and the like, these variables being measured data that provide sensors scanning the rail profile in a measurement value circuit be determined.
The signals corresponding to these quantities are fed to a computer, in which the known values of the work performance of the grinding tools, such as, for example, the grinding pressure, the processing speed, the angle of inclination of the grinding tools and the advancing speed along the rail, are entered. This computer is designed in such a way that it emits signals according to a stored computer program which correspond to the target values of the various working data of the grinding tools. These setpoints are fed to control circuits which control the grinding tools accordingly.
The procedure is such that the variables characterizing the condition of the rail head are measured both before reworking and after reworking with the aid of two measuring frames, which are arranged at the front and rear ends of the rail grinding carriage. Corrections are made based on the second measurement made after the rework.
This method and the computing and control circuits required to perform it are obviously quite complicated. In addition, the target profile of the rail head must be approximated by controlling in particular the grinding pressure, the grinding speed, the angle of inclination of the grinding tool and the advancing speed along the rail during processing, these working variables being dependent on a specified target value, which in turn is determined depending on the processing depth.
It is not clear from the explanations in the cited document when exactly the grinding work has to be interrupted so that the target profile is optimally approximated along one or more surface lines, and there are no relationships between the surface lines to which the sensors are set, and those surface lines to which one or more grinding tools are set for the purpose of grinding a corresponding facet.
According to the method for measuring a rail head profile described in published European patent application 44 885, the distances between the two surface lines delimiting the rail running surface and an intermediate, middle surface line to a reference base are determined in order to determine the curvature of the rail running surface. For this purpose, the three measured distances are used to determine the arrow height of the profile curve of the rail running surface at the location of the middle surface line and the inclination of the chord connecting the two outer surface lines with respect to the track level.
Electronic sensors are used for the measurement, which work without contact, for example capacitively, optically or according to the eddy current principle.
Furthermore, a rail grinding car is known (published European patent application 32 214), in which the height-adjustable grinding head supports, on which a number of grinding tools are installed, can be adjusted in terms of the angle with respect to the chassis in a plane perpendicular to the axis of the track, and each grinding tool can also be individually adjusted can be pivoted with respect to the grinding head carrier and pressed against the rail at a certain angle of inclination.
A known device for the continuous measurement of a rail head profile (published European patent application 114 284) has a large number of rail sensors, which are designed and installed in a space-saving manner.
The invention has for its object to simplify the measurement and reworking of rail head profiles by special arrangement and setting of the measuring arrangement and the grinding tools and to design so that the target profile can be approximated more accurately than before.
This object is achieved according to the invention for the method by the features specified in claim 4 and for the rail grinding car by the features specified in claim 4.
The main advantages are that two facets can be measured and controlled at the same time with a single measurement, i.e. with a single sensor, so that with a given number of sensors, double the number of facets can be checked and thus the target due to the larger number of facets Profile can be approximated particularly well.
It is preferably carried out in such a way that the continuously measured distances are compared as actual values to predetermined target distances and whenever a ground facet pair reaches the position corresponding to the target distance value relative to the reference base, the grinding heads grinding this facet pair automatically into a Be taken off drive position.
This has the additional advantage that the actual profile is characterized only by the distances measured directly on a sufficient number of surface lines, without these direct measurement data being converted or converted into other sizes, such as the angle of inclination, the arrow height or the like need; Likewise, the processing until the target profile is reached is only controlled by an electronically easy-to-perform comparison between the actual distances and the predetermined target distances, as a result of which the target profile can be optimally approximated in a simple and direct manner, because the grinding operation on everyone Surface line is automatically interrupted when the difference between the target distance and the actual distance disappears.
Appropriate embodiments of the method and the device according to the invention result from the dependent claims.
The invention is explained in more detail with reference to the drawings using an exemplary embodiment. Show it:
FIG. 1 shows the side view of a rail grinding car according to the invention,
FIG. 2 shows a view of the measuring frame, seen transversely to the track,
FIG. 3 shows a schematic illustration of the sensors of a measuring head,
FIG. 4 shows a schematic illustration of a double grinding head with its two grinding wheels,
FIG. 4a schematically shows a design of a double grinding head,
FIG. 5 shows the cross section through a rail with information,
which illustrate the measurement and processing of the tread of a rail,
FIG. 6 shows a representation corresponding to FIG. 5 to illustrate the measurement and processing of a rollover on the outer rail of the rail,
FIG. 7 shows a block diagram of the control and display device,
8 shows a representation corresponding to FIG. 6 to illustrate the processing and
FIG. 9 shows an enlarged representation of the area of the rollover according to FIG. 8.
According to FIG. 1, a rail grinding car 2, which can be moved with its two chassis 3 on the track 1, is equipped at one end with a measuring frame 4. As shown schematically in FIG. 2, this measuring frame 4 has a measuring head 5 for each rail 1, to which a plurality of contactlessly operating sensors C are attached. In the example considered according to FIG. 3, seven sensors C1 to C7 are provided for each measuring head 5. Both measuring heads 5 are supported with sliding blocks 6 on the middle of the rail 1 and are connected to the rail grinding carriage 2 by articulated pull rods 10.
The two measuring heads 5 are guided by lateral rollers 7; these roll on the inside of the rails 1 and are constantly pressed against the rails 1 by a spreading device 8 installed between the two measuring heads 5, which is acted upon by a hydraulic piston 9, as indicated by the double arrow.
In addition, a hydraulic device suspended on the chassis of the rail grinding vehicle 2 and acting on the two measuring heads 5, which is only indicated schematically in FIG. 1 by the arrow 11, ensures that the sliding shoes 6 rest constantly on the rails 1 with sufficient force.
This ensures that when the rail grinding carriage 2 is advanced, each sensor C follows a specific surface line of the rail head.
According to FIG. 3, the sensors C1 to C6 are aligned with their axes on six surface lines sl to s6. These six predetermined surface lines are approximately evenly distributed over the area of the rail running surface which extends along a central arc of the rail head profile. This central arch has a relatively large radius of typically approximately 300 mm, and the radii drawn from the center of this arch to the ends of the arch enclose an angle of approximately 15 with the perpendicular, i.e. the radius running through the center of the rail head.
In the example according to FIG. 3, a seventh sensor C7 is also provided, which is only indicated by its axis and is set to a surface line s7. This sensor C7 serves, as will be explained in more detail later with reference to FIGS. 6, 8 and 9, for measuring the overrolling which generally occurs on the outside of the rail and the outer curve of the rail 1; this outer bend is often referred to as the outer radius.
The sensors C are, for example, inductive measuring instruments. Each sensor C is set up to measure the distance h to the surface line to which it is set. The measuring frame 4, which is supported with its sliding shoes 6 on the middle of the rail, forms a reference base with respect to which the distances h are measured continuously.
The reference points of this basis in the example considered according to FIG. 3 are the lower ends of the sensor C.
The rail grinding carriage 2 is equipped between its two chassis 3 with two grinding units 12 and 13 per rail 1, which are suspended in a known manner on the carriage chassis 20 and are supported on the rails. Each grinding unit 12 and 13 has two grinding head carriers 14 and 18, each of which has a double grinding head 15 or 19 with two grinding heads 16 and 16 'or 17 and 17 'carry, as indicated schematically for the grinding unit 12 in FIG.
Each grinding head carrier 14 and 18 can be pivoted in a manner known per se in a plane oriented perpendicular to the track axis and its height can be adjusted. Figure 4 shows schematically the grinding head carrier 14 in the lifted state from the rail 1. It can be tilted by a certain angle of inclination 3 and aligned with its central axis B to a predetermined surface line s and can be moved up and down in the sense of the double arrow.
In the example according to FIG. 4, the angle of inclination t3 is the angle that the horizontal H encloses with the tangent T placed on the head profile of the rail 1, which extends through the generatrix line s that intersects the central axis B of the grinding head carrier 14. For geometric reasons, this angle of inclination ss is, of course, equal to the angle that the radius of the head profile curve leading to the surface line s includes with the central perpendicular of the rail.
In addition, the two grinding heads 16, 16 'and 17, 17 'are individually pivoted in a plane likewise perpendicular to the rail axis and adjusted in the direction of their axes of rotation. In this way, the two grinding heads of each grinding head carrier 14, 18 can be adjusted relative to one another in such a way that their two grinding planes intersect at a predetermined working angle a, as indicated schematically in FIG. 4 for the grinding head carrier 14. There are the two grinding wheels 16a and 16a 'of the two grinding heads 16 and 16' with their axes of rotation A and A 'shown, their two grinding planes enclosing the working angle a.
This double grinding head 15 simultaneously generates the two facets fund f during one operation, as indicated by the broken line in FIG. 4.
The angle of inclination p of the grinding head carrier does not necessarily need with respect to the inclination of the bisector of the angle formed by the axes of rotation A and A 'of the grinding heads or to be defined on the central axis B of the grinding head carrier, but can also refer to another reference line of the same, for example to the axis of rotation of one of the grinding heads 16 or 16 ', especially if this grinding head is fixedly mounted relative to the grinding head carrier and only that other grinding head is adjustable against the grinding head carrier for the purpose of setting the working angle a.
In this case, the angle of inclination of the double grinding head coincides with that of the one grinding wheel and therefore the facet in question.
FIG. 4a shows schematically the construction of a double grinding head with the grinding head carrier 14, on which the two grinding heads 16 and 16 'with their drive motors 16b and 16'b and their grinding wheels 16a and 16'a are mounted one behind the other. The grinding head carrier 14 essentially consists of carrier parts to which the grinding heads 16 and 16 'are fastened and of which the carrier part 28 of the grinding head 16 can be seen in FIG. 4a, from a carrier 23 with an L-shaped cross section, one of the lower ends of the carrier Carrier part 28 and the frame 23 articulated lever arm 27 and an adjusting cylinder 24 which is articulated on the one hand at the upper end of the support part 28 and on the other hand in the central region of the frame 23.
The frame 23 is suspended from the chassis 20 of the rail grinding carriage 2, specifically in such a way that its upper part 23a is supported on a guide segment 21 fastened to the chassis 20 and is mounted thereon so that it can be moved or unrolled along the segment arch.
The lever arm 27 is extended beyond the hinge point with the frame 23 and is articulated with its end facing away from the carrier part on the underside of a pneumatic cylinder 25.
This pneumatic cylinder 25, the upper end of which is articulated to a projection 26 which is fixedly connected to the frame 23, serves to relieve the double grinding head and to adjust the grinding force with which the grinding wheels 1 6a and 16'a rest against the head of the rail 1. To lift the piston of the pneumatic cylinder 25 is extended, whereby the lever arm 27 is pivoted about its pivot point with the frame 23 clockwise according to Figure 4a and thereby lifts the carrier part 28 with the two grinding heads from the rail 1. Conversely, when the piston of the pneumatic cylinder 25 is pulled in, the grinding wheels 16a and 16'a are pressed against the rail 1.
For pivoting the entire double grinding head, that is, for adjusting an inclination angle (3), a Verstellzylin 22 is used, which is articulated on the one hand on one side of the chassis 20 and on the other hand on the upper part 23a of the frame 23. At
Actuation of this adjusting cylinder 22 moves the upper part
23a of the frame 23 along the arc of the guide segment 21, the frame 23 about its pivot point with the lever arm
27 is pivoted and takes the carrier part 28 by means of the adjusting cylinder 24 Ver. The adjusting cylinder functions here
24 only as a rigid connection between the frame 23 and Trä gerteil 28, which in turn with the grinding head 16 to his
The pivot point with the lever arm 27 tilts.
In the example considered it is assumed that the carrier part of the other grinding head 16 ', which lies behind the grinding head 16, is fixed to the frame
23 is attached. When pivoting the frame 23, both grinding heads are therefore taken together, namely the grinding head 16 'directly and the grinding head 16 via the adjusting cylinder 24.
To set the working angle a between the two grinding wheels 16a and 16'a or between the two of these
The facets to be created are considered
Example by means of the adjusting screw 24 only one grinding head
16 adjusted relative to the other grinding head 16 ', the position of which is fixed and unchangeable relative to the frame 23. The working angle a is preferably adjustable between 0 "and 10, either continuously or step by step. In the case of editing the
Rail running surface can be, for example, the three angles 1 ", 2" and 4 ".
The arrangement can also be such that each of the two grinding heads 16 and 16 'individually relative to the frame 23 by means of an adjusting cylinder corresponding to the adjusting cylinder
24 can be set.
The arrangement can also be such that each of the two grinding heads 16 and 16 'of a double grinding head has an individual pneumatic cylinder 25 for relief and
Grinding force setting is assigned so that the grinding force on the grinding heads can be set independently of one another. The carrier part of each grinding head is then connected to the associated pneumatic cylinder 25 by separate lever arms 27.
If more than one pair of grinding heads are installed on a common grinding head carrier 14, then all grinding heads processing the same facet in each case, that is to say all of which are set to a common facet inclination angle, can expediently be articulated on a common pneumatic cylinder so that they are the same Working grinding power.
In order to be able to approximate the target profile of the rail head as well as possible during post-processing, the actual profile in the area of the rail running surface should be measured and checked on at least six surface lines and the complete profile on at least 14 surface lines. The processing of the rail running surface is first explained below.
If six sensors are used to measure and control the rail tread, which are set accordingly to six surface lines, and if, as is obvious, a facet is cut along each surface line, then the tread profile would be approximated by six facets. However, this is generally insufficient. It is often required that the rail running surface must be approximated by at least twelve facets, each with a width of 4 to 5 mm, so that the vertex between adjacent facets after grinding is not too pronounced and is therefore compensated for relatively quickly by the traffic rolling over it.
However, one can now advantageously double the number of facets to be checked while the number of sensors remains the same by not measuring the distance to the center of a facet with a sensor, but rather the distance to the apex line of two adjacent facets of a pair of facets. For a given working angle a between the grinding wheels, which produce adjacent facets, that target distance between the sensor and the apex line of both facets can be determined and specified without difficulty, at which the two facets precisely approximate the target profile, especially in that The target profile must lie on the tangential planes.
For this reason, the double grinding heads 15, 19 already described are provided, in which the two grinding heads can be adjusted to the respectively desired working angle a.
The arrangement on the rail grinding carriage is thus made such that a sensor C and one of the grinding head carriers 14, 18 are adjusted with their central axis B to one and the same surface line s, which then coincides with the apex line of the two adjacent facets, which of the two Grinding discs of this double grinding head can be ground. As a result, a single sensor C measures and controls the position of two facets at the same time, so that with a given number of sensors, in the example under consideration with six sensors, the target profile of the rail running surface by twice the number of facets, in the example under consideration with twelve facets, is approximated.
FIG. 5 schematically illustrates the control of the profile of the rail running surface with the aid of the six sensors C1 to C6, which are aligned with the surface lines sl to s6 and constantly measure their distances h1 to h6 from the reference line 0 before and during the grinding operation. This reference line 0, which is determined by the lower sensor ends defining the reference base, is represented in FIGS. 5, 6, 8 and 9 by a horizontal straight line for the sake of simplicity. The six surface lines sl to s6 coincide with the apex lines of two adjacent facets, which are each ground together by the two grinding wheels 16, 16 'of a double grinding head 15 (FIG. 4).
The two grinding planes of each double grinding head enclose a predetermined shape al to o6, which is adapted to the target profile. Since a certain inclination angle a is predefined for each selected surface line s, the arrangement can preferably be such that the two grinding wheels of a grinding head carrier, when aligned to a specific surface line, automatically adjust to the working angle a corresponding to this surface line.
The inside bend and the outside bend of each rail, also known as the inside radius and outside radius, can in principle also be checked using the sensors described. However, each of these arches, which have a significantly smaller radius than the central arc forming the rail running surface, should be checked by at least four sensors, so that a total of at least 14 sensors per rail track would be required to measure the complete profile. For this reason, it is generally advantageous to control and process the inner and outer bends by a different method with a grinding device, as is described in the European patent application with the publication number 125 348 by the same applicant.
This known grinding device works with direct control and control of the grinding heads. At least it is advisable to process the inner curve of the rails, which guides the wheel flange, using this other known method.
However, it is also possible to process the outer sheet, which generally has a more or less strong rollover after a long period of traffic, and optionally also to process the inner sheet using the method and with a machine according to the present invention. In the case of the inner curve or inner radius, which extends over a large angular range and should be machined fairly precisely, it must then be checked with at least four sensors. In contrast, when machining the outer arc or outer radius, it is advantageously possible to work with only a single sensor in the region of the rollover, as explained below.
FIG. 6 schematically illustrates the arrangement of the double grinding heads assigned to the sensors C1 to C6 by specifying their angle of inclination ss, which they have when aligned with the surface line sl to s6, and by specifying the respective working angle a between their two grinding planes. The negative values refer to the inside half of the rail head. The rail running surface extends on both sides of the perpendicular to an angle of 150.
In addition, FIG. 6 schematically illustrates the machining of the outer curve of the rail 1 with the aid of a single sensor C7, only indicated schematically, which controls the surface line s7 and is also indicated in FIG. 3, and with the aid of a double grinding head aligned with the surface line s7, the and ss measured values are specified and the inclination of which is gradually adjusted.
The original actual profile is labeled a and the target profile is labeled b. Dash-dotted lines also indicate a theoretical roughing profile b 0.2 mm, which projects beyond the target profile b by a height of 0.2 mm and which represents a rough profile. If significant amounts of material have to be removed, it is in fact advisable to first grind in a rough grinding operation with maximum grinding pressure up to this theoretically specified roughing profile, and only then with further grinding pressure to the actual target profile a.
It is assumed that the inner curve of the rail 1, which in the rail profile considered here as an example, extends over an angular range from -15 "to -80", is machined with lateral grinding wheels in accordance with the known method mentioned.
The following settings apply to the machining of the rail running surface according to FIG. 6 for the profile under consideration: For the double grinding heads which are aligned with the surface lines sl and s4, ss = 0.5 or - 0.5 "and a = 1"; for the double grinding heads directed to the surface lines s2 and s5, ss = 4.5 or - 4.50 and a = 3, and for the double grinding heads directed to the surface lines s3 and s6, 8 = 10.50 or
- 10.5 and also a = 3 ". Thereafter, each half of the rail running surface is approximated by six facets, which have the facet inclination angles 0, 1 ", 3, 6, 9" and 12 ", if, according to FIG. 4, the two grinding heads are symmetrical to the central axis of the double grinding head, which is the angle ss defined.
To check the outer curve, the sensor C7 is set to the surface line s7 which goes through the point of contact of the 45 tangent to the theoretical roughing profile, that is to say to the radius which encloses an angle of 45 "with the perpendicular line of the rail.
In the case of the double grinding head aligned with this surface line s7, the two grinding wheels in the example considered form a working angle a = 6 ". This double grinding head is initially set to a small inclination angle ss of 20, for example, and in this position processes the overrolling e until the sensor C7 measures a predetermined intermediate distance at which the internal grinding wheel lies just in a tangent plane to the roughing profile.
Then the grinding process is interrupted, and the double grinding head is set to an inclination angle ss = 30, whereupon the machining is repeated until a further predetermined intermediate distance is reached, at which in turn the internal grinding wheel lies in a tangential plane to the roughing profile. In a final grinding step, the angle of inclination is 13 = 45, and the predetermined roughing profile is achieved with this grinding step. Now the described step-by-step grinding operation in the area of the sensor C7 is repeated with reduced grinding pressure until the desired profile b is reached.
It is of course also possible to carry out the grinding operation at every inclination angle ss until the grinding wheel on the inside lies directly in the tangential plane on the target profile, thus avoiding the use of a scale profile.
Each double grinding head is preferably fully adjustable in the angular range - q0 to + 450, i.e. over the entire area of the rail running surface and the outer arch, so that each double grinding head can work along each surface line as required. The working angle a is preferably adjustable continuously or stepwise to values up to 10.
The step-by-step processing of the outer curve described allows multiple pairs of facets to be checked in succession with the aid of a single sensor, which of course greatly simplifies installation and reduces the number of sensors required. Furthermore, six facets are advantageously obtained with only three grinding steps, so that a good approximation to the desired profile of the outer curve is achieved. In the example considered according to FIG. 6, the outer curve is approximated by facets with the inclination angles 17, 23, 27, 33, 42 and 48 "with the specified a and ss values.
The described processing of the overrolling e in the area of the outer rail of the rail can of course also be carried out with only one grinding wheel each, which is aligned with the surface line s7 and which is successively adjusted with its grinding plane to increasing angles of inclination. In this case, the outer curve of the rail is approximated by fewer facets than when processing with a double grinding head, unless the number of steps is increased.
In the example under consideration, if the specified angles mean the angle of inclination of the grinding wheel, there would be three facets with the angle of inclination 20, 30 and 45, all of which are checked with the same measuring lens C7 set to the 45 facet.
The control and display device is described below with reference to FIGS. 7 to 9. According to the block diagram according to FIG. 7, this device installed on the rail grinder has an analyzer 20 to which the outputs of all sensors C of the measuring heads are connected and which receives the signals emitted by these sensors C, which represent the respectively measured actual distances h . In this analyzer 20, the various theoretical profiles of the rails are stored in the form of the target distances, which the target profile of the rail to be machined should have on the predetermined surface lines from the reference line 0.
In the example considered according to FIGS. 8 and 9, which corresponds to the example according to FIG. 6, the six target distances h1 to h6, which are controlled by sensors C1 to C6, are stored in the analyzer for the rail to be machined in the region of the rail running surface. The target profile b defined by these target distances is related to the distance hO which the central surface line, i.e. the rail axis, is from the reference line and which is determined by the sliding shoes 6 (FIG. 3) supported on the center of the rail and the measuring frame construction and therefore of course remains constant. At the start of the grinding work, there will of course always be both positive and negative distance differences t h between the desired profile b and the actual profile a, as illustrated in FIG. 8.
The final position b 'of the target profile is then of course so deep that there are no longer any negative differences in distance; the middle of the rail must be sanded accordingly.
For the sake of clarity, only the distances h0, h3, h4 and h6 are shown in FIG. 8 and the distances h5 and h6 in FIG. 9 by reference numerals. For the profile of the outer curve in the area of the sensor C7, the intermediate target distances h7 (20) and h7 (30) and the final target distance h7 (45) are stored, as shown in FIG. 9, for the purpose of carrying out the Step-by-step processing of the outer arch described above.
In the analyzer 20, these stored target distances are compared with the measured actual distances, and the resulting control commands are sent to a control unit 21, which directly controls the various grinding heads in such a way that each grinding head is automatically lifted to its inoperative position when the the actual distance measured corresponds to the specified target distance.
In addition, in the example under consideration, a printer 22, a registration device 23 and a visual display 24 are connected to the analyzer 20. In practice, however, it is sufficient if at least one of these display devices is installed.
The printer 22 draws the measured actual profile on the basis of the measured actual distances and allows a visual comparison with the target profile by specifying the distance difference Ls h for each surface line. Since the profile changes are directly influenced by the track geometry and generally never occur suddenly, it is sufficient to record the profiles only every 20, 50 or 100 m, which can happen automatically; it is also possible for the operator to call up the profile recordings by hand, for example whenever the profile is changed, for example before, in the middle or after a transition curve and every 100 m in a full curve or on a straight line.
This printer is particularly useful for job preparation when the profiles are recorded before the grinding operation because the operator is able to set up a special grinding program for each specific track section in a relatively simple manner.
The registration device 23 records the distance differences A h as a function of the distance traveled for each sensor, which distance differences can initially, as already mentioned, be positive or negative. In the example according to FIGS. 8 and 9, the distance differences A h5, A h6 and A h7 are positive and the distance differences A h1, h2 and h3 are negative, while the distance difference A h4 practically disappears. This recording of the A h values by the registration device 23 allows this it is possible to recognize the longitudinal waves of the rail along a surface line and also to record the possible lateral waves by comparing the recordings along all surface lines.
Measures to compensate for the longitudinal rail shafts are not part of the subject of the present application and can be taken into account in a known manner, as described for example in DE-PS 2 843 649 by the same applicant. It is interesting that the recording of the distance differences along the surface lines allows the rail corrugations to be clearly recorded, which is not readily possible with the previously known proposed recordings of the rail head profile.
The visual display 24 has three rows of control lamps 25 arranged in the form of a matrix, the number of columns of which corresponds to the number of controlled surface lines. The arrangement is such that the indicator lamps in the upper row light up if and as long as the distance difference of the relevant surface line is positive, the indicator lights in the lower row light up if and as long as the distance difference between the relevant surface line is negative, and the indicator lamps in the middle Only light up the row if the actual distance of the surface line corresponds to the target distance within the permissible tolerances. Red lamps are expediently provided for the upper and lower rows and green lamps for the middle row.
By assigning three control lamps to each sensor, you can easily and at a glance monitor the current status of the profile and determine the length along which neither the surface line nor the material has to be removed. In order to prevent the lamps from flashing continuously, especially when the actual profile approaches the target profile, the analyzer can control the control lamps so that the lamps only every 20, 50 or 100 m in accordance with the mean measured in this interval Distance difference can be switched on.
With the control device described, the comparatively large amount of information, that is to say distance values, which the sensors deliver, is automatically processed practically instantaneously and used for the automatic control of the grinding heads. Both the measurement and the evaluation are very simple, since only distances are measured and controlled on the basis of distances. It is therefore not necessary to measure other characteristic sizes of the rail profile, such as angles, or to calculate them in a special calculation circuit based on the measurement data.
In principle, the grinding speed, the grinding pressure or the feed speed of the rail grinding carriage play no role in achieving the desired profile, since the profile is only checked and achieved on the basis of a target / actual comparison of the distances between the selected surface lines. The control of the grinding force and the grinding speed only serves to carry out the grinding operations efficiently and quickly.
In addition to storing the target distances in the analyzer, it is of course necessary to specify and set the values of the mentioned inclination angles'3 of the double grinding heads and the mentioned working angles a of the two grinding wheels of each double grinding head according to the desired rail profile, these values depending on the surface line, along the ground becomes.
In the case of a semi-automatic control, the operator aligns the double grinding heads on the basis of the observations of the display devices by adjusting their angle of inclination to the respective surface lines and adjusts the two grinding heads to the working angle a assigned to the respective surface line. To make this manual control easier, each grinding head carrier is equipped with a working angle indicator and a selector, which allows the grinding head carrier to be adjusted precisely to one of the surface lines.
The grinding operation is carried out in this way; that first of all on the surface lines with large positive spacing differences and, if negative spacing differences occur, grinding in the central area of the tread until the measuring frame with the sliding shoe 6 has sunk so far that all the negative spacing differences disappear. In the example according to FIGS. 6, 8 and 9, all double grinding heads are first set to the surface lines s5 to s7, and the maximum grinding pressure is used until the roughing profile b + 0.2 mm indicated in FIG. 6 is reached.
Then the double grinding heads are distributed to all surface lines for which the distance difference is positive for fine machining, a double grinding head automatically being raised to its non-operating position when it is set to a surface line that has a negative or vanishing distance difference. The grinding pressure is then reduced until the target profile b is reached. The grinding force is therefore preferably controlled step by step or continuously as a function of the thickness of the material to be dispensed. Also, as soon as the target profile has been reached along one or more surface lines, all grinding head carriers can be set manually or automatically to those surface lines on which material still has to be removed.
This rationalizes the grinding operation because all grinding heads can always be used effectively. In any case, the grinding operation is automatically interrupted at a surface line as soon as the difference in distance disappears.
However, the grinding operation can also be carried out fully automatically. In this case, the relevant values and values are stored in the analyzer, and the analyzer 20 and the control unit 21 also supply control commands by means of which the double grinding heads are automatically aligned with the surface lines to be ground, the respective working angle a also being automatically set at the same time. Such a control program can, for example, be such that during the first grinding pass all grinding heads are concentrated on the surface lines s6 and s7 and then on the surface lines s5 to s7 until the roughing profile b + 0.2 mm is reached. The grinding force is continuously adjusted as a function of the thickness of the material to be removed.
This is followed by fine machining3, in which the double grinding heads are automatically aligned with the various surface lines and operated with reduced grinding force until the target profile b is reached.
For the sake of completeness, it is mentioned that the reworking of a rail head profile almost always has to be carried out in a larger number of work steps, because only a relatively small amount of material, which corresponds to only a fraction of the total material thickness to be removed, can be ground down with each pass. When approaching the target profile, when working with reduced grinding pressure, only one tenth or a few tenths of a millimeter are removed in each pass. The rail grinder must therefore run over the rail section to be machined several times, preferably grinding both on each outward journey and on each upward journey.
For this reason, it is sufficient if, in accordance with the present invention, only one measuring frame with measuring sensors is used, which is installed at one or the other end of the rail grinding carriage.
Depending on whether the measuring frame is at the front or rear end of the carriage, as seen in the feed direction, it is only measured either directly in front of or immediately behind the grinding heads during each grinding cycle, which is perfectly sufficient to measure the respective actual profile with sufficient accuracy.
With the method and the device according to the invention, on the one hand, the measurement of the actual profile is only traced back to simple distance measurements, without complicated profile sizes having to be measured or calculated, and the control during profile processing is also only based on a target-actual comparison of distance values. On the other hand, the invention makes it possible to control twice the number of facets with a certain number of sensors, so that a profile that is optimally approximated to the target profile can be generated with relatively few sensors.
The invention is not limited to the exemplary embodiment described, but rather permits numerous variants, particularly with regard to the design of the adjustable double grinding heads. Furthermore, for example, more than one pair of grinding heads, that is to say more than one double grinding head, can be installed in a common grinding head carrier, so that in each case two or more double grinding heads can be adjusted jointly to a surface line by adjusting their grinding head carrier. In principle, mechanical probes which are known per se and which rest on the rail can also be used in principle for measuring the distance.