CN108291370A - 轨道捣固机的挤压汽缸（Beistellzylinder）中的振动活塞系统 - Google Patents

轨道捣固机的挤压汽缸（Beistellzylinder）中的振动活塞系统 Download PDF

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Abstract

为了捣固轨道，通过挤压缸(18)使捣固镐成对地朝向彼此挤压。在可在挤压缸(18)中运动的挤压活塞(19)的线性升程运动上叠加振动。所述振动由布置在挤压缸(18)中并且可独立于挤压活塞(19)运动的振动活塞(24)产生。

Description

轨道捣固机的挤压汽缸(Beistellzylinder)中的振动活塞 系统
技术领域
本发明涉及一种分别根据权利要求1和5的前序部分中陈述的特征所述的用于捣固轨道的方法和捣固单元。
背景技术
根据EP 1 653 003 A1已知这种类型的捣固单元，其中，为了捣固轨道，捣固镐成对地朝向彼此运动。这种用于道碴压实的挤压运动借助于可液压驱动的挤压缸进行。振动以液压方式叠加在线性挤压运动上，从而更容易穿透到道碴中并且改善压实。
发明内容
本发明的目的是提供一种在开头提及的种类的方法和捣固单元，利用所述方法和捣固单元可以改善振动的液压产生。
根据本发明，该目的利用分别通过在权利要求1和5的特征部分中陈述的特征指定的类型的方法或捣固单元来实现。
通过根据本发明所述的特征的组合，可以独立于捣固镐的挤压运动来优化振动产生所需的参数。如果振动活塞可作为弹簧质量系统，则可以实现特别是能量平衡方面的改善。使用这样一种能量存储器，可以显著降低产生振动本质上所需的较高的液压能量消耗。在降低噪声辐射方面可以看出由此产生的另一个优点。
根据从属权利要求和附图说明，本发明的其它优点变得显而易见。
附图说明
以下将参考附图中所示的实施例来更详细地描述本发明。
图1示出了具有用于捣固轨道的捣固单元的捣固机的简化侧视图，
图2是包括挤压驱动器的捣固单元的放大示意图，以及
图3至图6分别示出了根据本发明设计的挤压驱动器的实施例的变型。
具体实施方式
在图1中可见的捣固机1具有机架4，该机架4可通过轨上行走机构2在轨道3上移动。在两个轨上行走机构2之间布置有捣固单元6，该捣固单元6可由驱动器5垂直调节，用于捣固轨枕7。
图2中放大示出的捣固单元6具有捣固杆12，捣固杆12以挤压运动8的方式可围绕枢转轴线9成对地朝向彼此运动并且在下端10连接到捣固镐11。在上端13，所述捣固杆12分别连接到液压挤压驱动器14，所述液压挤压驱动器14被设计被用于执行线性挤压运动8以及叠加在其上的振动。捣固杆12和挤压驱动器14均安装在托架16上，所述托架16可由驱动器5相对于装配架15垂直调节。
在图3至图6中详细示出的挤压驱动器14均具有可沿着挤压缸18的轴线17运动的挤压活塞19和与其连接的挤压活塞杆20。在所示的版本中，它们分别以液压方式从左向右运动，用以执行线性挤压运动8(参见具有阀22或减压阀23的液压管线21)。
除了被设置用于挤压运动8的挤压活塞19之外，在每个挤压驱动器14或挤压缸18中还设置有被设计用于产生振动的振动活塞24。在根据图3和图4所述的两个变型中，该振动活塞24分别布置在挤压活塞19与挤压驱动器14的缸底25之间。
如图3中可见，连接到振动活塞24的活塞杆26布置在紧固到缸底25上的缸环27中，用于沿着挤压缸18的轴线17移位。在缸环27的空腔28中布置有与振动活塞24接触的能量存储器29，优选地为用于施加平行于轴线17有效的力的机械弹簧30。
由振动活塞24的缸底25、缸环27和活塞杆26形成的储油室31可经由液压管线32以高压进行充注，以产生第一振荡运动33。在振动活塞24上和/或在挤压活塞19上布置有终端位置阻尼34。
通过阀22的相应定位和由挤压活塞19和振动活塞24界定的储油室44的致动，挤压活塞19与挤压活塞杆20一起设定成运动，在挤压运动8的情况下，其将成对地彼此相对的两个捣固镐11集合到一起(参见图2)。叠加在该线性挤压运动上的具有恒定幅度的振荡由振动活塞24产生，所述振动活塞24可独立于挤压活塞19运动。终端位置阻尼34防止振动活塞24和挤压活塞19突然接触。
经由液压管线32，用于振动或者说用于第一振荡运动33的体积流量被引导至储油室31。在此，通过快速切换阀35产生振动。所述阀35可以以类似脉冲的方式切换接通(durchschalten)高压侧，使得振动活塞24向右偏移并且使得机械弹簧30被拉紧。
在阀35处于零位的情况下，建立到存储容器的连接。在这个位置，游动位置是可能的。按照另一种顺序，弹簧30现在可以(利用沿着朝向缸底25的方向的运动)使振动活塞24复位，并且液压油被排出到存储容器中。因此，能量存储器29的作用被机械弹簧30接替(可选地，能量存储器29也可以具有气泡存储器等形式)。因此，振动活塞24和弹簧30形成弹簧质量系统形式的能量保存系统36。理想地是，系统36在弹簧质量系统的共振频率附近操作。利用减压阀23，建立用于挤压运动的挤压压力以及由此形成的动态反向缓冲。
所描述的解决方案相对于已知的全液压挤压驱动器的优点在于如下事实：振动运动可以独立于挤压缸19的运动而进行。通常已知的是，在已知的液压驱动器中，作为挤压运动和振动运动叠加的结果，体积流变得如此之高，以致阀的结构尺寸变得过大，并且所叠加的振动的整个体积流被转换成热量。这导致较高的能量消耗。
通过测量进一步已知或证明的是，在待被捣固的道碴严重结垢的情况下，利用已知的全液压系统的振荡幅度不能被维持(只能通过增加结构尺寸来避免该缺点)。其原因在于短期内没有能量可被存储在系统中。
与已知实施例中指出的缺点相反，在根据本发明的功率方面中，能量存储器可通过(由弹簧30和振动活塞24形成的)弹簧质量系统实现。这在能量上与从现有技术已知的旋转振荡质量块的功能相对应，所述旋转振荡质量块具有用于产生捣固镐振动的偏心驱动器。此外，以有利的方式，挤压运动可以独立于振动的振荡幅度来进行。这使得挤压缸18的阀的设计简化。
在根据图4的实施例的变型中，振动活塞24由机械弹簧30连接到挤压活塞19的活塞面37。在此，弹簧30也可以被省略。但是，这将需要更高的液压压力来产生振动，从而降低效率。
挤压活塞19和与其连接的挤压活塞杆20具有孔38，该孔38优选地与轴线17同轴延伸，用于使产生振动活塞24的第一振荡运动33的振动脉冲通过(还参见图5、图6)。振动由阀35产生，其中两个活塞19、24远离彼此运动。挤压缸19的挤压运动由阀22启动并且发生在(由振动活塞24和缸底25界定的)储油室45中。进而由振动活塞24和弹簧30构成的能量保存系统36启动第二振荡运动(与第一振荡运动相反)。
在根据图5和图6的实施例中，振动活塞24分别被设计为具有用于使挤压活塞杆20通过的开口40的环41。连接到振动活塞24的机械弹簧30在挤压活塞19的活塞杆侧紧固到活塞面42上(参见图5)或者在挤压缸14的活塞杆侧紧固到缸底43上(参见图6)。如在根据图4的实施例中那样，在由振动缸24和挤压缸19界定并且包含弹簧30的储油室44中产生振动。
通过简单且坚固的传感器来控制或调节本发明，并且通过模型预测系统(观测器)确定用于所述控制或调节的所需值。根据容易测量的已知物理值，或者根据控制值，确定所观察的参考系统的未测量值。

Claims (17)

1.一种用于捣固轨道的方法，其中捣固镐(11)能够通过挤压缸(18)成对地朝向彼此挤压，其中在能够在所述挤压缸(18)中沿着轴线(17)运动的挤压活塞(19)的线性升程运动上叠加振动，其特征在于，所述振动通过布置在所述挤压缸(18)中并且能够独立于所述挤压活塞(19)运动的振动活塞(24)产生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振动活塞(24)的振动运动借助于由所述振动活塞(24)和能量存储器(29)构成的能量保存系统(36)来辅助。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过作用在所述振动活塞(24)上的压力介质脉冲产生第一振荡运动(33)，其中随着所述振动活塞(24)的运动，与其连接并且能够作为能量存储器(29)的机械弹簧(30)发生松弛。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过所述机械弹簧(30)的复位力将所述振动活塞(24)以与所述第一振荡运动(33)相反取向的第二振荡运动的方式返回。
5.一种用于捣固轨道的捣固单元，所述捣固单元具有捣固杆(12)，所述捣固杆(12)能够围绕枢转轴线(9)以挤压运动(8)的方式成对地朝向彼此运动并且在下端(10)连接到捣固镐(11)上，其中所述捣固杆(12)在上端连接到液压挤压驱动器(14)，所述液压挤压驱动器(14)被设计用于执行所述挤压运动(8)以及叠加在其上的振动，其特征在于，在所述挤压驱动器(14)的挤压缸(18)中，除了被设置用于所述挤压运动(8)的挤压活塞(19)之外，还布置有被设计用于产生所述振动的振动活塞(24)。
6.根据权利要求5所述的捣固单元，其特征在于，所述振动活塞(24)布置在所述挤压活塞(19)与所述挤压驱动器(18)的缸底(25)之间。
7.根据权利要求5或6所述的捣固单元，其特征在于，连接到所述振动活塞(24)的活塞杆(26)布置在紧固到所述缸底(25)上的缸环(27)中，用于沿着所述挤压缸(18)的轴线(17)移位。
8.根据权利要求7所述的捣固单元，其特征在于，与所述振动活塞(24)接触的能量存储器(29)、优选地为机械弹簧(30)，布置在所述缸环(27)的空腔(28)中，用以施加平行于所述轴线(17)有效的力。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的捣固单元，其特征在于，由所述缸底(25)、所述缸环(27)和所述振动活塞(24)的所述活塞杆(26)形成的储油室(31)能够经由液压管线(32)提供高压，以产生第一振荡运动(33)。
10.根据权利要求5至9中的任一项所述的捣固单元，其特征在于，在所述振动活塞(24)上和/或在所述挤压活塞(19)上布置有终端位置阻尼(34)。
11.根据权利要求5或6所述的捣固单元，其特征在于，所述振动活塞(24)由机械弹簧(30)连接到所述挤压活塞(19)的活塞面(37)。
12.根据权利要求11所述的捣固单元，其特征在于，所述挤压活塞(19)和与其连接的挤压活塞杆(20)具有孔(38)，该孔(38)优选地与所述轴线(17)同轴延伸，用于使产生所述振动活塞(24)的所述第一振荡运动(33)的振动脉冲通过。
13.根据权利要求5所述的捣固单元，其特征在于，所述振动活塞(24)被设计为具有用于使所述挤压活塞杆(20)通过的开口(40)的环(41)。
14.根据权利要求5或13所述的捣固单元，其特征在于，连接到所述振动活塞(24)的机械弹簧(30)紧固到在活塞杆侧的所述挤压活塞(19)的活塞面(42)。
15.根据权利要求5或13所述的捣固单元，其特征在于，连接到所述振动活塞(24)的机械弹簧(30)紧固到在活塞杆侧的所述挤压驱动器(14)的缸底(43)。
16.根据权利要求11至15中的任一项所述的捣固单元，其特征在于，设置用于提供产生振动的压力介质脉冲的储油室(44)一方面由所述挤压活塞(19)界定，另一方面由所述振动活塞(24)界定。
17.根据权利要求11或16中的任一项所述的捣固单元，其特征在于，设置用于所述捣固镐(11)朝向彼此的挤压运动(8)的储油室(45)由所述振动活塞(24)和所述缸底(25)界定。
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