CN113195830A - 用于处理道碴轨道的方法和轨道施工机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过轨道施工机(1)处理道碴轨道(4)的方法，轨道施工机(1)包括提升单元(10)，提升单元(10)具有夹持辊(17)和提升驱动器(18)，夹持辊(17)用于夹持由轨道(7)和轨枕(6)构成的轨排(8)，提升驱动器(18)用于提升所述轨排(8)，轨道施工机(1)还包括用于与所述轨道(4)的目标位置比较的测量系统(12)，其中，通过振动激励器(16)使提升单元(10)处于振动状态，并且所述振动被传递至所述轨排(8)。通过控制装置(20)控制提升单元(10)，使得在提升操作期间，使所述提升单元(10)处于振动状态，并且首先将所述轨排(8)提升到所述目标位置的上方，然后将其降低到所述目标位置。

Description

用于处理道碴轨道的方法和轨道施工机

技术领域

本发明涉及一种用于通过轨道施工机处理道碴轨道的方法，所述轨道施工机包括提升单元，所述提升单元具有夹持辊和提升驱动器，所述夹持辊用于夹持由铁轨和轨枕构成的轨排，所述提升驱动器用于提升所述轨排，所述轨道施工机还包括测量系统，所述测量系统用于与所述轨道的目标位置比较，其中，通过振动激励器使所述提升单元处于振动状态，并且所述振动被传递至所述轨排。另外，本发明还涉及相应的轨道施工机。

背景技术

根据WO 2017/092840 A1，已知一种捣固机，该捣固机具有起拨单元，能够通过振动激励器使起拨单元处于振动状态。该捣固机用于实施一种在两个作业步骤中处理轨道的方法。在第一作业步骤

中，以传统方式通过起拨单元将轨道提升至目标高度，并通过捣固单元捣固轨道。在该起拨操作期间，起拨单元的振动激励器保持关闭。在随后的作业步骤中，轨道施工机第二次在同一段轨道的上方行进。在此期间，启动振动激励器，并将起拨单元用作稳定单元。

发明内容

本发明的目的是通过开头所述类型的提升单元来改善轨道处理。另外，将示出针对所述改进的方法进行优化的轨道施工机。

根据本发明，这些目的是通过权利要求1和权利要求7的特征来实现的。根据从属权利要求，本发明的有利的进一步改进变得显而易见。

在这种情况下，通过控制装置控制所述提升单元，使得在提升操作期间，使所述提升单元处于振动状态，并且将所述轨排首先提升到所述目标位置的上方并且随后将其降低到所述目标位置。在提升单元的有效区域中，在提升期间在轨枕下方首先出现空腔。由于传递至轨排的振动使道碴处于类似流体的状态，因此在提升操作期间，已经使用道碴填充这些空腔。特别地，位于轨枕旁边或顶部的道碴石开始移动并向下进入所出现的空腔中。这种组合的提升和振动的运动继续进行而超出目标位置，使得足够的道碴进入轨枕的下方。为了到达目标位置，随后，向下挤压振动的提升单元。在此期间，对已进入空腔中的道碴进行固结，并且道碴形成对轨枕的稳定支撑。有利地，在轨道的横向方向上的水平振动被传递至轨排，以实现对道碴的有效固结。使用根据本发明所述的方法，可以在稳定轨道位置的同时以简单的方式进行轨排的提升。

在该方法的改进的变型中，通过降低振动的提升单元至少中断一次提升操作。在这种情况下，对已经移动到轨枕的下方的道碴进行预先固结。当提升操作继续进行时，这增大了空腔的体积，使得在提升操作的整个过程中更多的道碴进入轨枕的下方。

该方法的进一步扩展提出：所述提升单元具有拨道驱动器(Richtantriebe)，通过所述拨道驱动器对准(gerichtet)所述轨排，并且在拨道操作(Richtvorgangs)期间减小所述提升单元的振动。在该实施例中，提升单元实现起拨单元的功能。在升降运动过程中，由于可移动安装的竖直驱动器具有减震效果，因此可以忽略振动单元对机架产生的干扰反馈作用。这不同于在轨道的横向方向上发生的拨道运动。当启动拨道驱动器时，由于拨道力作用在提升单元和机架之间，因此提升单元无法在轨道的横向方向上进行自由的摆动运动。通过减小提升单元的振动，防止将振动干扰性地传递至机架。在理想情况下，在启动拨道驱动器时，振动完全停止。

在该方法的有利扩展中，在前述作业步骤中，将道碴放置在轨排上。可以通过同一台轨道施工机或另一台机器(例如，通过道碴犁)进行该操作。特别地，通过传递的振动使在轨枕上预先沉积的道碴处于运动状态并将其填充在在提升操作过程中形成的空洞和空腔。通过这种方式，使用本方法可以流入足量的道碴用于填充操作，以达到较高的提升值。

在这种情况下，将新的或清洁的道碴放置在轨排上是有利的。首先，高质量的道碴具有很强的流动性，并促进处于振动状态的道碴石移动。但在压实之后，其具有非常稳定的结构，该结构不会被污垢或磨料破坏。因此，实现了嵌入道碴中的轨枕进行横向位移所需的较高阻力。

进一步的改进指出：在随后的作业步骤中，通过捣固单元捣固所述轨排的轨枕。通过捣固单元将由振动的提升单元预先固结的道碴甚至更有效地引到相应轨枕的下方。在此期间，提升单元将轨排保持在目标位置。由于对道碴进行了预先固结，因此与传统的捣固方法相比，经过较少的捣固周期就能实现较好的固结效果。

根据本发明所述的用于处理道碴轨道的轨道施工机包括提升单元，所述提升单元具有夹持辊和提升驱动器，所述夹持辊用于夹持轨排，所述提升驱动器用于提升轨排，其中，提升单元耦合至振动激励器。该机器还包括测量系统，所述测量系统用于在提升操作期间将轨道的提升高度与轨道的目标位置进行比较。另外，布置有控制装置，所述控制装置被设计为用于按照所述方法之一来致动提升单元。提升单元的这种新颖的致动使得能够在提升操作期间对道碴进行固结或预先固结。

有利地，所述振动激励器具有调节装置，所述调节装置用于设定由所述提升单元作用在所述轨排上的冲击力。这样，传递到轨排的振动能够适应当前给定的要求(Anforderungen)。尤其是在拨道操作期间，减小在各种情况下传递的振动来降低冲击力是很有用的。另外，能够利用可调节的冲击力来调节轨排的下降过程。在这种情况下，在相同的竖直荷载下，更强的冲击力使轨排更快地下降。

在另一个有利的实施例中，捣固单元在机架或卫星架上相对于作业方向布置在所述提升单元的后面。这样，在一个作业步骤中能够进行多级压实，其中，提升单元起到预先压实的作用，而捣固单元起到额外压实的作用。

另一个有利的实施例提出：稳定单元相对于作业方向布置在提升单元的后面。这样的组合在新轨道安装时或在道碴清理之后是有利的。通过测量系统和处于振动状态的提升单元将轨道提升至所需的目标位置，并对其进行预先固结。随后，通过稳定单元对道碴进行进一步的固结。通过这种分层压实并同时进行位置校正，即使不使用捣固单元，也可以形成达到指定允许速度的驱动许可。

附图说明

下面将参考附图通过示例的方式描述本发明。附图中示意地示出了：

图1为具有提升单元和捣固单元的轨道施工机；

图2为具有提升单元和稳定单元的轨道施工机；

图3为具有卫星架的轨道施工机；

图4为具有道碴的轨排的纵向剖面图；

图5为在轨排提升期间根据图4的轨排；

图6为在轨排下降期间根据图4的轨排；以及

图7为在提升操作期间的运动过程。

具体实施方式

图1中所示的轨道施工机1包括机架2，支撑在轨上行走机构3上的该机架2能够在轨道4上移动。轨道4是道碴轨道，其中，支撑在道碴5上的轨枕6和与轨枕6连接的铁轨7形成轨排8。相对于作业方向9将捣固单元11布置在提升单元10的后面。测量系统12包括例如三个测量小车13，在轨道处理期间，这三个测量小车13记录相对于参考系统14的轨道位置。作为参考系统14使用机械拉伸的测量线或光学装置。

机械测量系统12包括两根整平线(每个铁轨一根)和一根矫直线。这些线在两个外部测量小车13之间拉伸，并且测量传感器15位于中间的测量小车处。在光学测量系统12中，光源和光学传感器布置在测量小车13上，通过光源和光学传感器记录测量小车13相对于彼此的位置。在本发明中，利用测量系统12通过设定为处于振动状态的提升单元10将轨排8提升至所需的高度。

根据本发明，提升单元10包括振动激励器16。优选地，振动激励器16被设计为使得当启动该振动激励器16时，使提升单元10处于横向于机器的纵向方向的水平振动状态。例如，布置两个旋转的不平衡件，这两个旋转的不平衡件的冲击力在水平方向上彼此放大，并且在竖直方向上彼此抵消。在这种情况下，若产生的冲击力是可调节的，则是有利的。为此，提供至少四个相位位置彼此可调节的不平衡件或提供具有可调节的质心偏心度的不平衡件。利用可调节的冲击力，能够使提升单元10的振动毫无延迟地适应优化后的规定(Vorgaben)。

为了提升轨排8，提升单元10包括夹持辊17，夹持辊17在操作期间夹持铁轨头，且夹持辊17被设计为沿着铁轨7滚动。作为夹持辊17使用的是带凸缘的辊和布置在辊钳上的辊。通过伸缩轴将带凸缘的辊挤压在铁轨内边缘上。辊钳从外面围住铁轨头。

通过夹持辊17，将提升单元10的所有运动都传递至被夹持的轨排8。为了升降轨排8，提升单元10具有提升驱动器18，提升驱动器18连接至机架2并且能够进行侧向的摆动运动。因此，提升单元10的水平振动没有传递至机架2。

有用的是，提升单元10还实现了轨道拨道的功能。在此期间，将轨道4侧向引入所需的位置。在启动为此所需的拨道驱动器后，这些驱动器导致提升单元10相对于机架2发生侧向移位。因此，在拨道操作期间，在提升单元10和机架2之间存在力的侧向传递。为了避免在此期间将振动干扰传递至机架2上，而在轨道的拨道期间停用振动激振器16。通过调节产生振动的不平衡件来减小冲击力也足以达到上述目的。

通过控制装置20来控制提升单元10。在该控制装置20中，设置用于提升单元10的控制顺序。在激活该顺序后，在该顺序的至少一个阶段中，将振动的提升单元10提升至轨道4的目标位置的上方。在提升操作期间，通过测量系统12将轨排8的瞬时位置与目标位置进行比较。

图2和图3示出了轨道施工机1的其它的有利实施例，通过这些实施例，能够以优化的方式来实施根据本发明所述的方法。在图2中，在作业方向9上，将稳定单元21布置在提升单元10的后面。由此，进行连续的轨道处理。在通过提升单元10提升轨道之后，通过稳定单元21稳定轨道4。

图3中所示的轨道施工机1被设计为连续作业的捣固机。在这种情况下，捣固机1沿着轨道4连续地移动。具有提升单元10和捣固单元11的卫星架(Satellit)22相对于机架2周期性地前后移动，以便将捣固单元11定位在相应轨枕6的上方，以进行捣固操作。

借助于另外的图4至图7来说明提升单元10的作业模式。开始时，用道碴5覆盖轨排8(图4)。例如，通过道碴犁在铁轨7的方向上从路堤边坡转移道碴5。在机器的向前运动期间，通过处于振动状态的提升单元10提升轨排8，在此期间，将振动传递至道碴5。以约30Hz的振动频率开始，处于振动状态的道碴5表现出与流体介质的行为类似的行为。为此，在提升操作期间，在轨枕6下方形成的空腔立即被移动的道碴石填满(图5)。

仍处于振动状态的提升单元10随后向下运动，导致在轨枕6的下方移动的道碴固结(图6)。与传统的稳定单元21相比，较小的冲击力就已足够。因此，与稳定单元21中的不平衡件相比，在振动激励器16中设置了较小的不平衡件。在提升操作和下降运动期间，处于35Hz到50Hz范围内的振动频率是最佳的。

本发明涉及使用和不使用捣固单元11的几种作业方法。当在捣固操作期间将提升单元10用作起拨单元时，适用以下方法步骤。在作业开始时，将提升单元10下降至轨道4上。通过伸缩轴，将带凸缘的辊挤压开并将辊钳挤压在铁轨7上。然后，启动振动激励器16，并且提升单元10和被夹持的轨排8开始振动。在此期间，首先通过测量系统12将提升单元10保持在适当位置，以避免轨道4发生意外下降。

在利用轨道施工机1向前运动期间，将具有被夹持的轨排8的提升单元10提升若干次，并在两次提升间隔期间下降。通过提升驱动器18进行该脉冲式提升操作，其中，通过测量系统12将瞬间轨道位置与规定的目标轨道位置进行连续比较。

图7中示出的是在提升操作期间轨排8在竖直方向z上的高度随时间t的变化(实线c)。在提升操作的持续时间d内，将轨排8从初始位置a提升至规定的目标高度b，提升值为h。目标高度b对应于轨道4在竖直方向z上的目标位置。随着机器1进一步向前移动，提升单元10沿着轨排的路线运动，并且从初始位置a开始进行新的提升操作。

在本示例中，将轨道提升分为三个部分。在各个部分，首先相对于虚拟的线性轨道提升(虚线e)将轨排8过度提升。例如，将对应的过度提升值存储在控制装置20中。该过度提升的目的在于在提升的轨枕6的下方充分引入道碴。在这种情况下，有利的是，过度提升的范围是可调节的，以便适应道碴状况和所需的总提升高度。

在各个部分，通过使振动的提升单元10下降来中断提升操作。在此期间，可能想要在第一部分中，与线性轨道提升(虚线e)对应的高度下移。在随后的轨排的提升过程中，这强化了道碴5的中间固结并扩大了可填充的空腔。通过提升驱动器18，可以设置竖直荷载，在下降阶段期间，利用该竖直荷载，提升单元10挤压在轨排8上。提升单元10的竖直荷载、冲击功率和振动频率以及下降的持续时间决定了轨枕下方的道碴5的压实度。通过调整这些参数，可以根据道碴质量优化相应的固结操作。

至少在提升操作的最后部分，将轨排8提升至目标高度b的上方，随后将其下降至目标位置。这是通过测量系统12进行连续的比较而实现的。在最简单的情况下，为每个铁轨指定一条直线作为目标位置，以均衡相关的轨道位置误差。通过指定绝对目标位置，可以改进轨道位置校正。为此，在进行轨道处理之前，参照指定的固定点测量实际位置。在此基础上，考虑各种规定(Vorgaben)和总体条件，得到最佳的目标位置。

在实际的捣固操作期间，提升单元10将轨排8保持在适当的位置，该位置是由测量系统12指定的。在此期间，能够通过捣固单元11以更加有效的方式将已经预先固结的道碴5引到轨枕6的下方，并且能够在此处对预先固结的道碴5进行进一步固结。由于对道碴5进行了预先固结，因此为了达到指定的固结度，与传统的捣固单元相比，只需进行较少的捣固周期即可。此外，通过提升单元10和捣固单元11进行组合固结操作，产生了改善的固结效果。

通过本发明，特别是在新轨道构造时或在道碴清理之后，在不使用捣固单元11的情况下也可以进行轨道提升。该方法的变型适用于道碴清理机和轨道重铺机。在此，还通过测量系统12与目标位置进行比较。

在作业开始时，将提升单元10下降至轨道4上。通过夹持辊17，提升单元10将其自身连接至轨排8。致动的振动激励器16使提升单元10和被夹持的轨排8处于振动状态，其中，通过测量系统12防止出现意外下降。一旦轨道施工机1沿作业方向9移动，提升单元10就开始进行脉冲式升降运动。在此期间，如上所述，由下降阶段中断提升操作。结果形成了提升阶段和下降阶段连续交替进行的过程。在提升阶段中，用道碴5填充在轨枕6的下方形成的空腔。在此期间，轨排8是过度提升的。在下降阶段中，对已到达轨枕6的下方的道碴5进行固结。这样，通过利用测量系统12进行比较，将轨道4提升至目标位置。

脉冲式升降运动可以适应于道碴状况和所需的升降高度。在这种情况下，由操作人员设置相应的参数，诸如提升力、冲击力、振动频率和竖直荷载。此外，可以将这些参数的预先设置值存储在控制装置20中。

同时，可以对轨道4进行拨道。在这种情况下，例如，提升单元10的振动每隔1.5米至2米就停止一次，以便通过拨道驱动器19使轨排8进行侧向移位。

在随后的作业程序中，使用了稳定单元21。为此，如图2所示，能够在机器1上布置若干个单元10、21。有利地，能够利用可调节的冲击力来操作稳定单元21。在这种情况下，通过测量系统12控制稳定单元21的冲击力，从而消除可能出现的纵向高度误差。由于提升单元10进行脉冲式升降运动，因此在特殊情况下会产生这些纵向高度误差。此外，通过稳定单元21对道碴5进行进一步固结，从而形成更高质量的轨道位置。

借助于所述方法，为了使驱动许可(Fahrfreigaben)达到一定的速度，即使不使用捣固单元11，也可以对道碴5进行分层固结并对轨道几何形状进行复原。如有需要，接下来，将通过捣固机进行处理作为最终的作业步骤(Arbeitsgang)。

Claims (10)

1.一种用于通过轨道施工机(1)处理道碴轨道(4)的方法，所述轨道施工机(1)包括提升单元(10)和测量系统(12)，所述提升单元(10)具有夹持辊(17)和提升驱动器(18)，所述夹持辊(17)用于夹持由铁轨(7)和轨枕(6)构成的轨排(8)，所述提升驱动器(18)用于提升所述轨排(8)，所述测量系统(12)用于与所述轨道(4)的目标位置进行比较，其中，通过振动激励器(16)使所述提升单元(10)处于振动状态，并且将振动传递至所述轨排(8)，其特征在于：通过控制装置(20)控制所述提升单元(10)，使得在提升操作期间，使所述提升单元(10)处于振动状态，并且将所述轨排(8)首先提升到所述目标位置的上方并且随后将其降低到所述目标位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过降低振动的所述提升单元(10)至少中断一次所述提升操作。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述提升单元(10)具有拨道驱动器(19)，通过所述拨道驱动器(19)对准所述轨排(8)，并且在拨道操作期间减小所述提升单元(10)的振动。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于：在前述作业步骤中，将道碴(5)放置在所述轨排(8)上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：将新的或清洁的道碴(5)放置在所述轨排(8)上。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于：在随后的作业步骤中，通过捣固单元(11)捣固所述轨排(8)的轨枕(6)。

7.一种用于处理道碴轨道(4)的轨道施工机(1)，所述轨道施工机(1)包括提升单元(10)和测量系统(12)，所述提升单元(10)具有夹持辊(17)和提升驱动器(18)，所述夹持辊(17)用于夹持轨排(8)，所述提升驱动器(18)用于提升所述轨排(8)，所述测量系统(12)用于与所述轨道(4)的目标位置进行比较，其中，所述提升单元(10)耦合至振动激励器(16)，其特征在于：布置有控制装置(20)，所述控制装置(20)被设计用于按照根据权利要求1至6中的任一项所述的方法致动所述提升单元(10)。

8.根据权利要求7所述的轨道施工机(1)，其特征在于：所述振动激励器(16)具有调节装置，所述调节装置用于设定由所述提升单元(10)作用在所述轨排(8)上的冲击力。

9.根据权利要求7或8所述的轨道施工机(1)，其特征在于：捣固单元(11)相对于作业方向(9)在所述提升单元(10)的后面布置在机架(2)或卫星架上。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的轨道施工机(1)，其特征在于：稳定单元(21)相对于作业方向(9)布置在所述提升单元(10)的后面。

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