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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer außerhalb einer schienengebundenen Fahrbahn gelegenen Hilfsfahrbahn als Lehre zum Schleifen einer definierten Rampe auf einer Schiene der Fahrbahn. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Ausgleichen einer Überhöhung einer Zunge zu einer benachbarten Backenschiene einer Weiche sowie eine Schleifervorrichtung zum Schleifen von Schienen und eine Lehre und einen Keil zum Ermitteln eingangs erwähnter Überhöhung.
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Im Eisenbahnverkehr sind insbesondere in einem Abzweigungsbereich üblicherweise Weichen angeordnet, die zwei Backenschienen und zwei Weichenzungen besitzen. Die Zungen sind dabei beweglich und legen sich je nach gewünschter Fahrtrichtung an die eine oder andere Backenschiene an. Wird eine derartige Weiche jedoch zum überwiegenden Teil in eine Fahrtrichtung, beispielsweise geradeaus oder abbiegend befahren, so führt dies zu einem Abfahren der hauptsächlich befahrenen Backenschiene, was wiederum bei einem Umstellen der Weiche in die andere Fahrtrichtung zu einer Höhendifferenz zwischen der abgefahrenen Backenschiene und der sich dann daran anlegenden Zunge äußert. Bezüglich der tolerierbaren Höhendifferenzen zwischen der Zunge und der benachbart dazu angeordneten Backenschiene sind beispielsweise 2 mm für mit einer Geschwindigkeit von größer 160 km/h befahrbaren Weichen und 3 mm für eine mit einer Geschwindigkeit von kleiner 160 km/h befahrbaren Weichen festgelegt. Übersteigt die Höhendifferenz zwischen der Zunge und der benachbarten Backenschiene diese genannten Überhöhungswerte, so muss die darüber hinausgehende Überhöhung ausgeglichen werden, was üblicherweise durch ein Abschleifen der zu hohen Zunge erfolgt. Das Abschleifen der Zunge wird bisher nach Augenmaß erledigt und ist dadurch einerseits aufwändig und teuer und andererseits nur vergleichsweise ungenau möglich. Eine Schleifvorrichtung zum Abschleifen derartiger Höhendifferenzen ist beispielsweise aus der
DE 20 2006 015 507 U1 bekannt und dort genau beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich deshalb mit dem Problem, eine Möglichkeit zu finden, allgemein Höhendifferenzen in Schienen anzugleichen, sogenannte „Rampen” prozesssicher schleifen zu können und im speziellen ein Verfahren zum Ausgleichen einer Überhöhung zwischen einer Zunge und einer benachbarten Backenschiene in einer Weise anzugehen, welches das Abschleifen der Zunge und damit ein Kompensieren der Überhöhung zuverlässig, prozesssicher und mit reproduzierbaren Ergebnissen ermöglicht.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Hilfsfahrbahn profilfrei, das heißt außerhalb einer schienengebundenen Fahrbahn, anzubringen, wobei diese Fahrbahn in der Art einer Lehre ausgebildet ist und als derartige Lehre zum Schleifen einer vordefinierten Rampe an den Schienen benutzt wird. Bei einer Unterbrechung des Schleifvorgangs ist die zu bearbeitende Stelle der Schiene z. B. von einem Gleisfahrzeug überfahrbar ohne dass die zuvor eingerichtete Hilfsfahrbahn abgebaut werden müsste. Die Hilfsfahrbahn wird dabei gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wie folgt hergestellt: Zunächst wird an einer vordefinierten Stelle der Schiene eine abzuschleifende Überhöhung gemessen, wobei über die ermittelte Überhöhung eine Länge der abzuschleifenden Rampe berechnet und ein Rampenanfang sowie ein Rampenende bestimmt werden, wobei die gesamte Rampenlänge in jede Richtung dem ca. tausendfachen der Überhöhung entspricht, und wobei die ermittelte abzuschleifende Überhöhung die Mitte der noch abzuschleifenden Rampe bildet. Anschließend wird die Hilfsfahrbahn an der zu schleifenden Schiene oder an einer benachbart dazu gelegenen Schiene außerhalb der schienengebundenen Fahrbahn befestigt und hinsichtlich ihrer Höhe derart eingestellt, dass diese das Höhenprofil der später abzuschleifenden Rampe in der Art einer Lehre vorgibt. Hierdurch kann mittels der Hilfsfahrbahn eine außerhalb der eigentlichen schienengebundenen Fahrbahn gelegene Lehre geschaffen werden, mit der prozesssicher beliebige Rampen in die abzuschleifenden Schienen geschliffen werden können.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, am Beispiel bei einseitig abgefahrenen Weichen mit überhöhter Zunge eine nicht tolerierbare, das heißt eine über einen vorbestimmten und festgelegten Wert hinausgehende Überhöhung zwischen dieser Zunge und der benachbart dazu angeordneten Backenschiene zu messen, daraus eine Länge einer abzuschleifenden Rampe zu berechnen und eine Hilfsfahrbahn an der der zu schleifenden Zunge benachbart gelegenen Backenschiene zu befestigen, die hinsichtlich ihrer Höhe derart ausgebildet wird, dass diese das Höhenprofil der zuvor berechneten und abzuschleifenden Rampe abbildet und dadurch eine Lehre für eine anschließend auf der Hilfsfahrbahn verfahrbare Schleifvorrichtung bildet. Im Bereich einer ersten Stützknagge der Zunge der Weiche wird mittels einer über die Schienen und die Zunge gelegten Lehre und einem Messkeil zunächst eine abzuschleifende Überhöhung, das heißt eine über einen tolerierbaren Überhöhungswert hinausgehende Überhöhung, zwischen der Zunge und der benachbarten Backenschiene gemessen, wobei in diesem Fall die Lehre üblicherweise auf der einen Backenschiene und der überhöhten Zunge aufliegt, so dass an der benachbart zu der überhöhten Zunge gelegenen Backenschiene ein Messkeil zwischen diese und die Lehre geschoben werden kann, an welchem die Höhendifferenz ablesbar ist. Dazu wird die erfindungsgemäß über die normale Spurweite verlängerte und einstellbare Lehre benutzt. Die derart ermittelte Höhendifferenz dient zur Berechnung einer abzuschleifenden Rampe, wobei die gesamte Rampenlänge in jede Richtung z. B. dem tausendfachen der ermittelten und nicht tolerierbaren Überhöhung entspricht und wobei die abzuschleifende Rampe zu einem Herzstück der Weiche hin ansteigt und die ermittelte abzuschleifende Überhöhung die Mitte der noch abzuschleifenden Rampe bildet. Die im Bereich der ersten Stützknagge gemessene Höhendifferenz wird dabei um den tolerierbaren Überhöhungswert reduziert, so dass lediglich der nicht tolerierbare Teil der gesamten Höhendifferenz abgeschliffen werden muss. Beträgt beispielsweise der nicht tolerierbare Teil der Höhendifferenz zwischen der Zunge und der benachbarten Backenschiene 3,6 mm, so muss die Rampe in die eine und in die andere Richtung jeweils 3,6 m Länge aufweisen. Der Wert 1000 stellt dabei einen derzeit vorgegebenen Wert dar, von dem bei entsprechenden Bedingungen auch abgewichen werden kann. Anschließend wird an der der zu schleifenden Zunge benachbart gelegenen Backenschiene eine Hilfsfahrbahn befestigt, beispielsweise über Fußplatten, und hinsichtlich ihrer Höhe derart eingestellt, dass diese das Höhenprofil der berechneten und abzuschleifenden Rampe, ähnlich einer Lehre, abbildet. Anschließend wird eine fahrbare Schleifvorrichtung auf die Schienen aufgesetzt, die einerseits auf der nicht zur abzuschleifenden Zunge benachbart gelegenen Backenschiene und andererseits auf der Hilfsfahrbahn fährt, wobei anschließend die Schleifvorrichtung durch ein Entlangschieben die Zunge abschleift und an die Neigung der über die Hilfsfahrbahn abgebildeten Rampe anpasst, wobei die Hilfsfahrbahn das an der Zunge zu schleifende Höhenprofil, ähnlich einer Lehre, vorgibt. Ist die Überhöhung der Zunge abgeschliffen, kann diese mittels der gleichen Schleifvorrichtung selbstverständlich noch ballig geschliffen werden („profilieren des Schienenkopfes” – muss ebenfalls auf der „Rampe” passieren!), um damit das erforderliche Schienenkopfprofil wieder herstellen zu können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit die überhöhte Zunge prozesssicher, reproduzierbar und äußerst genau abgeschliffen werden, was im Vergleich zu bisher bekannten und nach Augenmaß funktionierenden Schleifverfahren eine deutliche Verbesserung darstellt. Von besonderem Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist zudem, dass das Anbringen und Ausrichten der Hilfsfahrbahn vergleichsweise einfach ist und dadurch leicht eine exakte Lehre zum Schleifen der Zunge erstellt werden kann, so dass der gesamte Schleifvorgang im beschriebenen Beispiel der Zunge der Weiche deutlich einfacher gestaltet werden kann, als dies bisher möglich ist. Durch das Aussetzten der Schleifmaschine ist ein Befahren des zu bearbeitenden Bereiches ohne Abbau der Hilfsfahrbahn jederzeit möglich.
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Die Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine an sich bekannte Schleifvorrichtung zum Schleifen von Schienen derart an das erfindungsgemäßen Verfahren anzupassen, dass diese zum Abschleifen von Höhendifferenzen an einer Zunge einer Weiche eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung weist dabei ein Chassis mit vier schienengebundenen Rädern sowie einen eine Schleifeinrichtung, das heißt die Schleifmaschine, tragenden Rahmen auf. Diese Schleifeinrichtung ist dabei um zumindest 90° um eine, im Wesentlichen parallel zur zu schleifenden Schiene verlaufende Schwenkachse schwenkverstellbar am Rahmen gelagert, wobei zusätzlich eine Schwenkverstelleinrichtung zum Einstellen eines Schwenkwinkels der Schleifeinrichtung vorgesehen ist. Um die an sich bekannte Schleifvorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen zu können, weist diese zusätzlich einen anbaubaren Rahmen auf, der zwei Räder umfasst, mit welchen die Schleifvorrichtung auf der Hilfsfahrbahn fahren kann und dadurch das durch die Hilfsfahrbahn abgebildete und abzuschleifende Rampenprofil über die Schleifeinrichtung – ähnlich einem Musterstück beim Kopier-Schleifen von Schlüsseln – auf die zu schleifende Zunge übertragen kann. Beim Schleifvorgang fährt somit die erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung auf der Hilfsfahrbahn und der der zu schleifenden Zunge abgelegenen Backenschiene, wobei eine Querführung selbstverständig durch die vier schienengebundenen und mittels Spurkränzen ausgestatteten Rädern an den beiden Backenschienen erfolgen kann. Auf der der zu schleifenden Zunge benachbart gelegenen Backenschiene liegen die Räder des Chassis der Schleifvorrichtung jedoch frühestens dann auf, wenn die Schleifeinrichtung die zu schleifende Zunge soweit heruntergeschliffen hat, dass das durch die Hilfsfahrbahn abgebildete Höhenprofil der abzuschleifenden Rampe auf die abzuschleifende Zunge übertragen ist.
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Die Erfindung beruht zusätzlich auf dem allgemeinen Gedanken, eine Lehre in Verbindung mit bekanntem (oder „üblichen”) Messkeil zum Ermitteln einer Höhendifferenz zwischen einer Zunge und einer benachbarten Backenschiene einer Weiche bereitzustellen, wobei die Lehre derart ausgebildet ist, dass sie bei einem Auflegen in Querrichtung über die Schienen keine elektrisch leitende Verbindung bildet. Die Lehre besitzt beispielsweise ein hohlprofilartiges Strangpressprofil aus Aluminium, welches im Abstand der beiden Backenschienen bzw. der Zunge mit Kunststoff belegt ist, so dass ein elektrischer Stromfluss von der Backenschiene zur anderen Schiene oder zur Zunge der Weiche ausgeschlossen werden kann. Die axiale Länge der Lehre ist dabei deutlich länger als die Spurweite, so dass im überstehenden Teil das Höhenprofil der überhöhten Zunge an die Hilfsfahrbahn übertragen, das heißt die Hilfsfahrbahn bezüglich ihrer Höhe angepasst werden kann. Die elektrische Isolierung zwischen den einzelnen Schienen ist dabei besonders wichtig, da diese zur Signalübertragung genutzt werden und bei einem Kurzschluss eine Störung verursacht würde.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Draufsicht auf eine zu bearbeitende Weiche,
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2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der an der zu schleifenden Zunge herzustellenden Rampe,
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3 eine Schnittdarstellung durch die abzuschleifende Zunge sowie die nebenliegende Backenschiene mit einer angebauten Hilfsfahrbahn im Bereich der ersten Stützknagge,
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4 einzelne Verfahrensschritte zum Ausgleichen einer Überhöhung einer Zunge zu einer benachbarten Backenschiene einer Weiche,
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5–12 bildliche Darstellungen zur Erläuterung einzelner Verfahrensschritte aus 4.
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Im Folgenden wird das gemäß dem Anspruch 1 allgemein beschriebene Verfahren zum Herstellen einer außerhalb einer schienengebundenen Fahrbahn gelegenen Hilfsfahrbahn als Lehre zum Schleifen einer definierten Rampe 9 auf einer Schiene der Fahrbahn, am Beispiel einer Weiche 1 beschrieben, wobei selbstverständlich klar ist, dass das Verfahren überall an schienengebundenen Fahrbahnen einsetzbar ist. Dabei wird die abzuschleifende Schiene 5 stets als Zunge 5' bezeichnet, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Entsprechend der 1 ist eine Weiche 1 dargestellt, die hauptsächlich in Fahrtrichtung 2 und weniger in Fahrtrichtung 3 befahren wird. Aus diesem Grund wird eine Backenschiene 4 stärker befahren und dadurch auch stärker abgenutzt, als eine Zunge 5', so dass sich mit der Zeit eine unzulässige Überhöhung der Zunge 5' im Vergleich zur benachbarten Backenschiene 4 einstellt. Um unangenehme Stoßbelastungen und Schläge beim Überfahren der Weiche 1 in Fahrtrichtung 3 vermeiden zu können, muss daher eine über einen gewissen tolerierbaren Überhöhungswert hinausgehende Überhöhung der Zunge 5' relativ zur Backenschiene 4 abgeschliffen werden, was gemäß 4 mit nachfolgend beschriebenem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt:
Im Verfahrensschritt A wird zunächst im Bereich einer ersten Stützknagge 6 (vgl. 1) der Zunge 5' mittels einer über die Backenschienen 4 und 4' und die Zunge 5' legbaren Lehre 7 (vgl. 5) und einem Messkeil 8 (vgl. 6) eine abzuschleifende Überhöhung h zwischen der Zunge 5' und der benachbarten Backenschiene 4 gemessen. Anschließend werden im Verfahrensschritt B über die ermittelte Überhöhung h eine Länge L einer abzuschleifenden Rampe 9 (vgl. 2) berechnet und dabei ein Rampenanfang 10 sowie ein Rampenende 11 bestimmt. Die gesamte Rampenlänge L (einer Hilfsfahrbahn 14) beträgt dabei in jede Richtung mindestens das Tausendfache der Überhöhung h, wobei die abzuschleifende Rampe 9 zu einem Herzstück 12 der Weiche 1 hin ansteigt und die ermittelte abzuschleifende Überhöhung h die Mitte der noch abzuschleifenden Rampe 9 bildet. Eine mittels der Lehre 7 gemessene abzuschleifende Überhöhung h von 3,6 mm bedingt somit eine in jede Richtung verlaufende Rampenlänge von 3,6 m, das heißt einer gesamten Rampenlänge L von 7,2 m. Selbstverständlich ist dabei von der gemessenen Höhendifferenz zwischen der Zunge 5' und der Backenschiene 4 ein tolerierbarer und nicht abzuschleifender Überhöhungswert abzuziehen, der beispielsweise 2 mm bei überfahrbaren Weichen 1 mit einer Überfahrgeschwindigkeit von größer 160 km/h und 3 mm bei Überfahrgeschwindigkeit von kleiner 160 km/h entspricht. Hierbei gilt: Den tolerierbaren Wert, der nach der Bearbeitung als „restliche Überhöhung” verbleibt, zieht man vorher von der Messung ab und misst dann die Rampe 9 der Hilfsfahrbahn 14 an den berechneten Endpunkten 10, 11 ein.
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Im Verfahrensschritt C werden Fußplatten 13 (vgl. 3 und 7) einer Hilfsfahrbahn 14 (vgl. 3 und 8–12) an der der zu schleifenden Zunge 5' benachbart gelegenen Backenschiene 4 befestigt, wobei im Verfahrensschritt D an den Fußplatten 13 angeordnete Ständer 15 zum Aufständern der Hilfsfahrbahn 14 hinsichtlich ihrer Höhe mit der Lehre 7 eingestellt und Schienenprofile/Profilrohre 16 der Hilfsfahrbahn 14 auf die Ständer 15 aufgesteckt werden, so dass die dadurch geschaffene Hilfsfahrbahn 14 das Profil der abzuschleifenden Rampe 9 abbildet. Die Fußplatten 13 umgreifen dabei die Backenschiene 4 von unten (vgl. 3) und werden mittels einer Spanneinrichtung 24 an der Backenschiene 4 fixiert. Die Profilrohre 16 der Hilfsfahrbahn 14 können dabei über Splinte 17 (vgl. 3) an den Ständern 15 gesichert werden. Dadurch kann der betreffende Schienenabschnitt ohne Abbau der Hilfsfahrbahn 14 sicher überfahren werden. Bei Innenbogenweichen oder Außenbogenweichen bildet die Hilfsfahrbahn 14 ein Polygon, das dem Radius der Backenschiene 4 folgt.
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Im Verfahrensschritt E wird nun eine verfahrbare Schleifvorrichtung
18 (vgl. die
9 und
10) aufgesetzt, die einerseits auf der Backenschiene
4' (mit normalen Spurkranzrollen) und andererseits auf der Hilfsfahrbahn
14 (mit flachen Rollen des Hilfsrahmens
22) fährt. Nun wird im Verfahrensschritt E die Zunge
5' bezüglich der Höhe geschliffen und damit an das Höhenprofil der Hilfsfahrbahn
14 angepasst, wobei die Hilfsfahrbahn
14 das an der Zunge
5' zu schleifende rampenartige Höhenprofil in der Art einer Lehre vorgibt. Die Schleifvorrichtung
18 folgt dabei der vorgegebenen Hilfsfahrbahn
14 in der Gradiente. Die Schleifvorrichtung
18 wird während des Schleifens über zumindest zwei Räder
19 und
19' mit jeweils daran angeordneten Spurkränzen an den beiden Backenschienen
4 und
4' in Querrichtung geführt. Eine derartige Schleifvorrichtung
18 umfasst ein Chassis, das vier schienengebundene Räder
19 und
19' sowie einen, eine Schleifeinrichtung
20 tragenden Rahmen
21 aufweist. Die Schleifeinrichtung
20 ist dabei um zumindest 90° um eine, im Wesentlichen parallel zur zu schleifenden Schiene, das heißt hier zur zu schleifenden Zunge
5', verlaufenden Schwenkachse schwenkverstellbar am Rahmen
21 gelagert, wobei eine Schwenkverstelleinrichtung zum Einstellen eines Schwenkwinkels der Schleifeinrichtung
20 vorgesehen ist. Ebenso notwendig ist der oben erwähnte anbaubarer Rahmen
22, der zwei spurkranzlose Räder aufweist, mit welchen die Schleifvorrichtung
18 auf der Hilfsfahrbahn
14 fährt. Eine Schleifvorrichtung
18 ohne den anbaubaren Rahmen
22 ist beispielsweise aus der
DE 20 2006 015 507 U1 bekannt und dort genau beschrieben.
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Nach Abschluss der Schleifarbeiten zum Herstellen der Rampe 9 zwischen dem Rampenanfang 10 und dem Rampenende 11, wird im Verfahrensschritt F die Zunge 5' ballig geschliffen d. h. nachprofiliert, was mittels einer Lehre 7' (vgl. 11) geprüft wird.
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Im Verfahrensschritt G wird anschließend eine Querprofilvermessung, insbesondere eine digitale Querprofilvermessung (DQM) durchgeführt, wie dies gemäß der 12 dargestellt ist. Hierzu wird ein entsprechendes Messgerät 23 (vgl. 12) verwendet.
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Mitumfasst von der Erfindung soll auch sein, die Lehre 7 und der Messkeil 8 zum Ermitteln der Höhendifferenz bzw. der Überhöhung h der Zunge 5' zu einer benachbarten Backenschiene 4 einer Weiche 1, wobei die Lehre 7 derart ausgebildet ist, dass eine elektrische Leitung von der Backenschiene 4 zur anderen Backenschiene 4' oder zur Zunge 5' der Weiche 1 ausgeschlossen ist. Die Lehre 7 ist speziell so ausgebildet, dass über das bekannte Spurmaß hinaus die nebenliegende Hilfsfahrbahn 14, ob rechts oder links angebracht, eingemessen werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006015507 U1 [0002, 0021]
