CN101077567B - 用于接触轨的磨削装置及消除相邻接触轨末端偏差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于磨削接触轨(Si)的接触面(SFi)的磨削装置(1)，其中所述磨削装置(1)具有一个环形的砂带(2)，其中，压紧件(5)将砂带(2)局部压靠到接触轨(Si)的接触面(SFi)上并且压紧件(5)至少在接触轨的纵向延伸方向(X)上是可调整的。

Description

用于接触轨的磨削装置及消除相邻接触轨末端偏差的方法
技术领域
本发明涉及一种用于磨削接触轨的接触面的磨削装置以及一种用于借助依据本发明的磨削装置消除两个彼此相邻的接触轨末端偏差的方法。
背景技术
接触轨设施用于从车道向在其上面运动的车辆传输电能。在车道上运动的车辆具有受电器及通过接触轨接触的受电弓/受电触点。接触轨设施由接触轨零件组成，它们在接头部位上通过固定和膨胀连接器相互连接。在制造和安装接触轨系统时，接触面会在接头部位上出现偏差，正如图1和1a所示那样。
偏差的原因一方面在于接触轨的高度公差以及如固定和膨胀连接器这种连接系统上的公差。
由于这些偏差在受电弓从一个接触轨零件向下个零件转移时会出现下列问题：
1.接触问题，因为受电弓在极端情况下仅逐点接触。
2.受电弓通过接头会从接触轨抬起。
3.导致火花形成，也就是在受电弓和接触轨上燃烧。由此产生其他的接触问题和磨损。
4.受电弓和接触轨的机械磨损-刨削效应。
5.产生很大的力和振动，增加相关部件，特别是受电器、接触轨、绝缘子、膨胀连接器和固定连接器、行车轨道上的固定装置等的负荷。由于过载而直接导致断裂。另一方面，这些部件为一定的使用寿命而设计。通过力和振动的持续作用会导致疲劳断裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装置，可以消除两个彼此相邻接触轨的偏差。
该目的依据本发明利用一种本发明提供的磨削装置实现。本发明同时还提出一种用于采用该磨削装置部分地去除接触轨的接触面的磨削方法。
本发明提供一种用于磨削接触轨的接触面的磨削装置，其特征在于，所述磨削装置具有环形的砂带，其中，压紧件将所述砂带局部压靠到接触轨的接触面并且压紧件至少沿接触轨的纵向延伸方向是可调整的，其中，所述压紧件可沿导向凸轮移动，并且在将所述压紧件沿着导向凸轮移动时，所述压紧件与通过两个导向辊的轴线形成的平面的距离沿接触轨的纵向延伸方向变化。
通过将砂带用于依据本发明的磨削装置产生多种优点。如通过接触轨的整个宽度均匀去除。环形带仅产生很少热量，因为带面积较大并保证良好的冷却。接触面与砂带的整个圆周面之比相当大，从而该砂带通过直至下次磨削的长时间循环可以良好冷却。通过滑块或压紧件的往复运动，磨削部位在接触轨上不断移动。接触轨的受热因此大面积和均匀而不是逐点进行。产生的温度上升无论是在再测量时还是在接触轨的材料上均不会出现问题。
值得推荐的是使用专用的砂带，其中，砂带的两端具有准确嵌接配合的正弦形。末端在这种情况下可与一个接头带粘接。带的在带上粘接接头的区域磨光，以便使带的接头部位完全与带本身厚度相同并保持与带本身厚度相同。由此达到均匀的磨削图形。如果带的接头部位加厚，那么被磨削的区域会通过滑块的往复运动而变成不希望的波浪形。
为达到从一个接触轨向下个接触轨的平稳过渡需要去除偏差。为此原则上可以在接触轨的两个接触面之一上加工出或磨削出任意的磨削轮廓。在最简单的情况下，磨削轮廓相当于具有尽可能大的凸轮半径的圆弧。所要选择的半径取决于各自的要求。在高接触速度的接触轨情况下，事实证明具有优点的是选择的半径大于10m。圆弧中心在这种情况下应垂直处于接头上面的接触轨上。直接接头部位因此在理想情况下无偏差进行磨削。
从一个接触轨零件向下个零件的过渡通过磨削的大半径/磨削轮廓均匀进行，从而上述问题不再出现或者在相当大程度上不再出现。
然而同样可以选择在所加工的接触面起点与终点之间具有回转点的磨削轮廓。由此在理想情况下产生彼此相邻的接触轨之间的平稳过渡并同时在磨削轮廓与磨削的接触面未加工的区域之间产生切向过渡。
只要使用上面移动压紧件和移动的同时改变其与接触轨距离的导向凸缘，所要磨削的磨削轮廓原则上就可以得到任意轮廓。根据接触轨上所要求的所要磨削的表面轮廓，例如大半径、具有“凸起部分”的半径在接触轨接头上磨削任意轮廓的斜面。磨削在这种情况下这样进行，使其分层加工出磨削轮廓。在这种情况下，压紧件在每层后继续在接触轨的方向上进行调整，从而在压紧件沿接触轨的纵向延伸下次移动时，磨削轮廓更深地加工到接触轨的接触面内，直至处于深处的接触轨末端也受到少量磨削和原则上在更高的侧面上不产生磨削去除量。
磨削平面的倾斜度同样可以相对于接触轨平面的倾斜度(扭转)进行调整(一情况下是两个接触轨末端的平均倾斜度)。压紧件也可以在接触轨的纵向延伸方向上移动时根据预先规定的导轨或者借助一个单独的传动装置连续改变其倾斜度。
具有优点地作为压紧辊的压紧件的导向通过在接触轨的纵向延伸方向(X轴线)上移动的导向滑块实现，该滑块在一个固定的或者可更换的导向凸缘上运动。后者通过其导轨预先规定所要磨削的轮廓。
导向凸缘可环绕X轴线旋转构成，从而接触轨表面作为磨削轮廓可以实现少量旋转或扭转。
压紧件同样可以借助适当的传动装置在X方向以及Y方向上(与接触面垂直)调整，从而可以取消弯曲的导轨。
具有优点的是磨削装置的重量不由接触轨承担，因为这些接触轨会由于重量而弯曲，由此在取下磨削装置后磨削过的磨削轮廓不再确定。出于这一原因选择磨削装置使接触轨仅承受微小负荷的悬挂或支承，从而不会导致所要加工的接触轨产生值得一提的变形、弯曲和/或扭转。磨削装置为此在接触轨前面这样定位，使磨削装置仍可以相对于接触轨进行简单校正或定向。在最简单的情况下，磨削装置设置在一个上面也支承接触轨段的线路上。
为此磨削装置具有优点地利用两个环绕X和Z轴线回转的悬挂板固定在接触轨上，从而磨削装置不夹紧。这些板在这种情况下同时可以使压紧辊轴线与接触轨表面平行定向。用于检验偏差的测量装置以及磨削装置共同借助相同的固定件也以相同的固定距离固定在接触轨上。测量装置(MG)和磨削装置(SG)可以是两个单独的装置。但测量装置也可集成到磨削装置中。
需要再次指出，良好磨削结果的前提是磨削装置需要通过重量卸载和倾斜度调整无夹紧固定在接触轨上。
压紧件5借助偏心轮压向砂带。弹簧取回压紧辊(5)。
事实证明，包括测量在内的下列磨削过程是具有优点的：
1.采用测量装置测定偏差。该装置由一个专用的测量转接器组成，所述测量转接器带有两个与计算机/膝上型计算机连接的测量电表组成。
2.如果偏差超出确定值的话应进行磨削。
3.将磨削装置无夹紧固定在接触轨上。
4.磨削凸起的接触轨。
5.从磨削部位取下磨削装置。
6.进行再测量。
7.需要时重新进行磨削和测量，直至达到或者低于预先规定值。
不言而喻，偏差和工作进度的测量也可以在磨削装置固定的情况下进行，其中，这时测量装置应该是集成的。
本发明还涉及一种用于借助上述的磨削装置消除两个彼此相邻接触轨末端偏差的方法，其特征在于，利用磨削装置去除凸起接触轨的接触面，其中，借助磨削装置去除凸起接触轨的接触轨末端上绝大部分材料并且随着与接触轨末端距离的加大尽可能持续不断地去除少量材料，使得从接触轨末端向接触轨未加工的接触面产生一种平稳的过渡。
在所述方法的一个方面中，在一个方法步骤中将磨削装置设置在接触轨末端上并定向，并在另一个方法步骤中测定接触轨的偏差，并且根据所测定的偏差随后借助砂带依据所选择的凸轮去除凸起接触轨的一部分接触面。
在所述方法的又一个方面中，凸轮为一个圆形段或者具有回转点的凸轮，其中，凸轮的起点和终点与未处理的接触轨段的表面几乎切向定向。
在所述方法的又一个方面中，所述磨削装置通过下面的方式测定彼此相邻接触轨末端的偏差，即所述砂带借助压紧件总是持续在两个彼此相邻接触轨末端的表面方向上进行调整，直至砂带与接触轨的表面产生接触。
在所述方法的又一个方面中，在部分地去除两个彼此相邻接触轨中的至少一个的接触面的表面之前，测定和/或自动校正或再校正磨削装置相对于接触轨的定向，其中，砂带借助压紧件在沿两个彼此相邻接触轨末端纵向延伸的多个部位上总是持续在接触轨表面的方向上进行调整，直至砂带与接触轨的表面产生接触，其中，控制装置借助接触时测定的压紧件的移动行程和/或位置计算磨削装置相对于接触轨的定向。
在所述方法的又一个方面中，在测定磨削装置相对于接触轨定向之后，磨削装置开始部分地去除接触面的表面或者事先再借助校正件使磨削装置相对于接触轨定向。
在所述方法的又一个方面中，所述接触面通过在接触轨的纵向延伸方向上反复压紧和移动分多层去除。
附图说明
下面借助附图对依据本发明的磨削装置进行详细说明。其中：
图1和1a示出彼此相邻接触轨段上的偏差；
图2-2b示出磨削掉的偏差；
图3示出依据本发明的磨削装置的原理图；
图4示出导向滑块及压紧件；
图5示出压紧件的X-Y传动装置。
具体实施方式
图1和1a示出两个彼此相邻的接触轨S1和S2，其中，图1中的接触轨利用一个固定连接器互相连接，图1a中的接触轨利用一个膨胀连接器相互连接。由于加工公差会产生两个接触轨的接触面不可接受的高度偏差。
本发明提出，这种偏差通过磨削图2、2a和2b中所示的轮廓K进行消除。为此接触轨末端区域内凸起或向外凸出接触轨S1的接触面SF1借助图3-5所示的磨削装置根据此前所选择或确定的轮廓进行去除，从而产生从一个接触轨向另一个接触轨几乎无偏差的过渡。
在这种情况下，轮廓分多道磨削加工出来，其中压紧件沿接触轨的纵向延伸将砂带压靠接触面。在这种情况下，每道磨削之后光学检查或者借助未示出的测量装置测量剩余偏差。只要确定尚存在不允许的偏差，压紧件就再次在X方向上从接触轨末端出发通过所要去除的磨削面区域在压紧砂带的情况下移动。在这种情况下，在每道磨削之前或者在每个x道磨削之前压紧件沿Y方向继续向接触轨进给或调整。
如果在压紧件没有施加值得一提的力情况下确定没有不允许的偏差，偏差的去除结束。确定工作在这种情况下通过磨削噪声、通过尚要进行的磨削去除量的振动目测进行或者通过光学测量装置进行。
只要前面经过的接触轨末端已经磨削，就表明偏差的去除成功结束。为进行检查随后借助适当的测量装置测量并检查可能残留的偏差。
图3示出磨削装置1依据本发明第一实施方式的简图。磨削装置具有环形的砂带2，该砂带环绕导向辊3、4回转并传动。在这种情况下，导向辊4弹性支承在x方向上，以便在压紧件5的任意位置上将砂带2足够张紧。压紧辊方式的压紧件5可转动支承在一个导向滑块6上，从而不产生磨擦热。导向滑块6也可借助辊子7移动支承在导向凸轮8上。用手或者通过未示出的传动装置可以使导向滑块沿X方向移动。压紧件能够沿Y方向调整，从而可以将轮廓分层地加工出来。导向凸轮8作为具有大半径的圆形轨构成，并可以在需要时通过另一个导向凸轮更换，以磨削另一个轮廓。
图4示出一个导向滑块14的视图，该滑块借助垂直和水平辊7、13可移动支承在导向凸轮8上。如果回转手轮10的话，弹簧将压紧件5取回。偏心轮通过一个杠杆机构可借助手轮10进行调整。因此将压紧件5沿Y方向向SF1和SF2进给。频繁重复每道磨削，直至以前处于深处的接触轨末端受到少量磨削并在以前凸起的接触轨末端上原则上不再进行磨削去除。
图5示出一种可替代的实施方式，其中，导向滑块15借助螺杆传动装置18、19可在X方向上移动。压紧件5在Y方向上可移动支承在导向滑块15上，其中，压紧件5的Z位置借助传动装置16、17可在依据X位置的情况下预先规定或调整。磨削装置在这种构成中具有CNC传动装置(X和Y方向)，其中，通过计算机指令可以将实际上任意的轮廓分布加工到接触面内。

Claims (24)

1.一种用于磨削接触轨(S1)的接触面(SF1)的磨削装置(1)，其特征在于，所述磨削装置(1)具有环形的砂带(2)，其中，压紧件(5)将所述砂带(2)局部压靠到接触轨(S1)的接触面(SF1)并且压紧件(5)至少沿接触轨的纵向延伸方向(X)是可调整的，其中，所述压紧件(5)可沿导向凸轮(8)移动，并且在将所述压紧件(5)沿着导向凸轮(8)移动时，所述压紧件(5)与通过两个导向辊(3、4)的轴线形成的平面的距离沿接触轨的纵向延伸方向变化。
2.如权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，所述磨削装置具有用于固定在至少一个接触轨上的固定件。
3.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述砂带(2)环绕两个导向辊(3、4)回转，其中至少一个导向辊同时为主动辊。
4.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述压紧件支承在导向滑块上，所述导向滑块借助辊子可移动支承在一个可通过另一个导向凸轮更换的导向凸轮上。
5.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述压紧件借助至少一个传动装置可与通过两个导向辊的轴线形成的平面垂直和/或平行调整或移动。
6.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述压紧件借助至少一个传动装置可沿接触面的方向和从所述接触面离开的方向调整或移动。
7.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述压紧件为圆柱体的至少一段或者可旋转支承的辊子，所述辊子从内部向砂带施加压力。
8.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述导向辊可彼此相对移动，使得砂带可保持在基本恒定的拉力负荷下。
9.如权利要求8所述的磨削装置，其特征在于，至少一个导向辊弹性地支承，使得弹簧用于将所述导向辊压开或者拉开。
10.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，借助测量装置能够测定接触轨表面与磨削装置基准点的相对距离。
11.如权利要求10所述的磨削装置，其特征在于，借助测量装置能够测定在接触轨任意位置上接触轨表面与磨削装置基准点的相对距离，其中，为此测量装置借助传动装置可沿接触轨的纵向延伸方向移动或调整。
12.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，支承装置和/或悬挂装置支承磨削装置，其中，所述支承装置和/或悬挂装置具有用于安放在底座上和/或用于固定在线路上的部件，使得待要磨削的接触轨卸载磨削装置的至少大部分重量。
13.如权利要求12所述的磨削装置，其特征在于，支承装置和/或悬挂装置支承磨削装置，其中，所述支承装置和/或悬挂装置具有用于安放在底座上和/或用于固定在线路上的部件，使得待要磨削的接触轨卸载磨削装置的全部重量。
14.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述砂带由于借助压紧件的外压使得在压紧件的区域内形成一个钝角的角度，其中，所述角度在压紧件沿接触轨调整时变化。
15.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述砂带的宽度至少相当于所述接触轨的宽度。
16.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述磨削装置具有校正件，用于将磨削装置准确定位在所述接触轨上或者在两个彼此相邻接触轨上。
17.如权利要求1或2所述的磨削装置，其特征在于，所述磨削装置具有校准装置，所述校准装置利用测量装置自动地将磨削装置或者砂带连同压紧件相对于接触轨定向或者在两个彼此相邻的接触轨上定向。
18.一种用于借助如前述权利要求中任一项所述的磨削装置消除两个彼此相邻接触轨末端偏差的方法，其特征在于，利用磨削装置去除凸起接触轨的接触面，其中，借助磨削装置去除凸起接触轨的接触轨末端上绝大部分材料并且随着与接触轨末端距离的加大持续不断地去除少量材料，使得从接触轨末端向接触轨未加工的接触面产生一种平稳的过渡。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在一个方法步骤中将磨削装置设置在接触轨末端上并定向，并在另一个方法步骤中测定接触轨的偏差，并且根据所测定的偏差随后借助砂带依据所选择的凸轮去除凸起接触轨的一部分接触面。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，凸轮为一个圆形段或者具有回转点的凸轮，其中，凸轮的起点和终点与未处理的接触轨段的表面几乎切向定向。
21.如权利要求18-20中任一项所述的方法，其特征在于，所述磨削装置通过下面的方式测定彼此相邻接触轨末端的偏差，即所述砂带借助压紧件总是持续在两个彼此相邻接触轨末端的表面方向上进行调整，直至砂带与接触轨的表面产生接触。
22.如权利要求18-20中任一项所述的方法，其特征在于，在部分地去除两个彼此相邻接触轨中的至少一个的接触面的表面之前，测定和/或自动校正或再校正磨削装置相对于接触轨的定向，其中，砂带借助压紧件在沿两个彼此相邻接触轨末端纵向延伸的多个部位上总是持续在接触轨表面的方向上进行调整，直至砂带与接触轨的表面产生接触，其中，控制装置借助接触时测定的压紧件的移动行程和/或位置计算磨削装置相对于接触轨的定向。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，在测定磨削装置相对于接触轨定向之后，磨削装置开始部分地去除接触面的表面或者事先再借助校正件使磨削装置相对于接触轨定向。
24.如权利更求18-20中任一项所述的方法，其特征在于，所述接触面通过在接触轨的纵向延伸方向上反复压紧和移动分多层去除。
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