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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Zerkleinern von Fels/Packlagen bei aufgebautem Gleis mit gleisgebundenen Maschinen/Modulen/Aggregaten, insbesondere zur Bearbeitung bestehender Gleisanlagen, deren Krümmungsradien > 50 Meter sind und für alle Spurbreiten geeignet sind, auf denen eine Mehrzahl gleisgebundener Module in einer vorbestimmten Reihenfolge angeordnet sind.
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Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus der
DE 100 43 970 A bekannt. Mit diesem Arbeitsverfahren zur Wiederherstellung und/oder Verbesserung der Tragfähigkeit der Wasserundurchlässigkeit und der Frostbeschädigung des Unterbaus von Gleisanlagen, werden die Gleise bis auf ein vorbestimmtes Maß angehoben, so dass darunter ein Fräs- oder Mischrotor mit horizontaler und quer zu den Gleisen verlaufenden Achse arbeitenden Fräse angeordnet wird und die vorhandene Planumsschutzschicht/Packlage/Fels abfräst und mit einem Bindemittel oder sonstigen Zusatzstoffen vermischt wird. Anschließend wird dabei das zwischengelagerte abgetragene und gereinigte Material (Schotter) dem Gleisbett wieder zugeführt.
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Ferner ist eine Vorrichtungen und Verfahren zum maschinellen Aufbau von Bodenschichten im Gleisbau aus der
EP 2 020 459 B1 im Stand der Technik bekannt geworden. Dieses Verfahren bzw. die dazu notwendige Vorrichtung zum maschinellen Abbau von Bodensichten im Gleisbau, bei dem eine Bodenschicht unterhalb und/oder neben dem Gleis maschinell gelöst und abgetragen wird, weist eine auf dem Gleis fahrende Schneideinrichtung auf, die zum Schneiden des Materials ein endlos umlaufendes Fräsenband verwendet, mit dem das Material unterhalb der Gleise abgelöst und abgetragen und anschließend mittels eines Förderbands auf einen dahinter angeordneten Wagon geladen wird. Die
DE 1 430 998 offenbart ein Drehgestell für einen Gliederzug einer Ein- oder Mehrschienenkleinbahn, bei der die Räder der einzelnen Drehgestelle jeweils auf den geforderten Krümmungsradius der Eisenbahnschienen eingestellt werden kann. Ferner ist aus der
DE 144 937 eine selbstfahrende Gleisbaumaschine bekannt geworden, mit der mit einer besonderen Fahrwerkanordnung das Schotterbett der befahrenen Gleisanlage gereinigt werden kann.
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Die im Stand der Technik verwendeten gleisgebundenen Baufahrzeuge haben alle den Nachteil, dass sie infolge ihrer starren, festen Verbindungen zwischen gleisgebundenem Fahrwerk der Baugeräte und den Arbeitsgeräten in ihrer Arbeitsweise eingeschränkt sind. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die befahrbaren Gleisradien oberhalb von 300 m liegen und die herkömmlichen gleisgebundenen Baufahrzeuge nur auf einer einzigen Spurbreite von 1435 mm verwendet werden können.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, das die Schwierigkeiten im Stand der Technik überwindet und in der Ausführung erhebliche Kosteneinsparungen bewirkt.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche gelöst.
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Die erfindungsgemäße mehrgliedrige Vorrichtung aus mindestens einem gleisgebunden Modul zur Bearbeitung von Gleisanlagen, bei der die einzelnen Module hintereinander angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass
- – die einzelnen Module lösbar auf einem gleisgebundenen Fahrwerk angeordnet sind; und
- – der Achsabstand (a) mindestens eines Fahrwerks variabel einstellbar ist, wobei eine vorbestimmte Länge (L) des mindestens einen Moduls nicht überschritten wird; und
- – mindestens ein Modul eine Fräse aufweist, die unterhalb der Gleise angeordnet ist.
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Das zugehörige Verfahren nachdem die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet ist dadurch gekennzeichnet, dass
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- – die einzelnen Module folgerichtig hintereinander angeordnet werden, wobei die einzelnen Module lösbar auf einem Fahrwerk angeordnet werden; und
- – der Achsabstand (a) der einzelnen Fahrwerke variabel eingestellt wird; und
- – eine vorbestimmte Länge (L) des einzelnen Moduls nicht überschritten wird; und
- – mindestens ein Modul eine Fräse aufweist, die unterhalb der Gleise angeordnet wird und Gesteinsmaterial abträgt und es zu einem Mineralgemisch verarbeitet.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem entsprechenden Verfahren können nach Bedarf verschiedene Module oder Aggregate zwischen den Antriebs- oder Aggregatmodulen montiert werden, um so einen Gesamtkomplex zusammenstellen zu können. Dieser Gesamtkomplex hat den Vorteil, dass Arbeitsgeräte und Aggregate für die jeweiligen Arbeitsschritte beliebig ausgetauscht werden können, wobei die Module alle so konzipiert sind, dass die Arbeitsgeräte und Aggregate für die jeweiligen Arbeitsschritte beliebig ausgetauscht werden können. Die Module sind ferner so konzipiert, dass sie mit LKW/Tieflader und auch per Schiene/Gleis transportiert werden können. Durch das Zusammenstellen von kurzen Modulen und Bauteilen zu einer Großmaschine wird es möglich, diese Arbeiten/(Untergrundsanierung/Reinigen und verdichten von Grundschotter u. s. w.) auch in engen Gleisradien kleiner als 300 m maschinell und im Fliesbandverfahren auszuführen, die bis jetzt nur konventionell ausgeführt werden konnten. So wird ein erheblicher Teil an Kosten eingespart. Die einzelnen Module werden in Ihrer Länge auf den jeweiligen Transporteinheiten/Tieflader (nach gesetzlichen Vorschriften für Transporte in der Europäischen Union) beschränkt, so dass die Module in allen Profilen der EU verwendet werden können. Es können beliebig viel Antriebsmodule und Aggregate aneinander gekoppelt und montiert werden.
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Beim gleisgebundenen Abtrag von Felsspitzen durch Zerkleinern der Felsen oder der Packlage unter dem Gleis, sowie der Herstellung einer tragfähigen Schicht, wird das Gleisrost angehoben und ein Fräsaggregat unter dem Gleis eingebaut. Dieses Fräsaggregat zerkleinert das Steinmaterial auf eine gewünschte Körnungsgrösse.
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Das Material/Stein/Fels/Beton und der Gleichen verbleibt unterm Gleis und wird dort zerkleinert und zur erwünschten Sieblinie gebrochen, geglättet und verdichtet. Hierdurch entsteht eine glatte und tragfähige Schicht von 10–350 mm Stärke.
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Dabei ist es vorteilhaft, dass die Spurbreite (b) der einzelnen Module einstellbar ist und an die jeweilige Spurbreite (b') der zu bearbeitenden Gleisanlage angepasst wird.
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Vorteilhaft ist es ferner, dass mindestens ein Modul (MFW) eine Antriebseinheit für Rückstände und mindestens eine Zugmaschine (PFV) aufweist.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die vorbestimmte Länge (L) der einzelnen Module zwischen 8 und 15 Metern liegt, vorzugsweise bei 12 Metern.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass eine Anpassung der Spurbreiten durch Austausch von Drehgestellen unterhalb der einzelnen Module durchgeführt werden kann, wodurch die gleisgebundenen Module auf unterschiedlichen Spurbreiten (b') geführt werden können.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind den Unteransprüchen und der Detailbeschreibung zu entnehmen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im Detail näher erläutert.
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Es zeigt:
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1: Eine Zusammenstellung einer Mehrzahl von Modulen (3, 4, 5, 6, 7) auf einer Mehrzahl von Fahrwerken (16) zur Bearbeitung einer Gleisanlage (2);
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2: Einen schematischen Querschnitt durch eine Gleisanlage (2) mit zwei Gleisen in (10, 10') auf einem Schotterbett (12);
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3: Eine schematische Seitenansicht einer Gleisanlage (2) deren Gleise (10) und Schwellen (26) angehoben sind, mit einer darunter angeordneten Fräse und Materialaufbereitungsgerät (8).
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Die 1 zeigt eine Seitenansicht eines Teils der erfindungsgemäßen mehrgliedrigen Vorrichtung 1 zum Aufbau bzw. zur Bearbeitung einer Gleisanlage 2. Die Vorrichtung 1 setzt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Mehrzahl einzelner Module 3, 4, 5, 6, 7 zusammen, wobei die Abkürzungen MFW (Materialförderwagen), ML2 (Materiallagerwagen 1, 2), im MK1 (Materialkastenwagen), SWP (Siebwagenpower), FFT (Flankenreinigung, Fräsen und Tiefenentwässerung) bedeuten. Die einzelnen Module werden auf mindestens ein Fahrwerk 16 (Wagon) mit mindestens zwei Achsen aufgesetzt oder integriert. Ferner sind die Module alle gleisgebunden, was für die vorliegende Erfindung von Bedeutung ist. Dadurch liegen die einzelnen Module zwangsläufig hintereinander in einer vorbestimmten Reihenfolge auf der zu bearbeitenden Gleisanlage 2. Die einzelnen Module sind so angeordnet, dass die benötigten Materialen logistisch zweckmäßig hintereinander liegen. Im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sieben Module in logistisch sinnvoller Weise für eine Tiefenentwässerung und Gleisanlagenbearbeitung hintereinander angeordnet.
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Dabei ist das MW1-Modul vor dem FFT-Modul der Motorwagen/Aggregatewagen/Förderwagen zur Herstellung einer Tiefenentwässerung im Fließbandverfahren auf den Gleisen 10, 10' angeordnet, so dass das ausgehobene bzw. abgetragene Material in dem dafür vorgesehenen MFW-Modul 6' zwischengelagert wird. Hinter dem FFT-Modul ist das SWP-Modul 4' angeordnet, Zwischen den beiden Modulen wird das Modul FRM zur Bearbeitung der Materialien unter dem Gleisanlagen eingebaut, mit dem bei der Gleis- und Flankenreinigung der Schotter gereinigt wird. Vorbestimmte Module dienen auch als Antriebswagen 4, 4'. Bei der Herstellung der Tiefenentwässerung, sowie der Kabelkanal/Randwegarbeiten und bei Bahngraben wird das SWP-Modul 4 eingesetzt. Zusätzlich kann auch noch ein MK1-Modul zur Lagerung von Rohren/Schächten und Material für die Sohlen Herstellung angeordnet werden. Im Anschluss an das MK1-Modul kann dann ML2-Modul zur Lagerung von Rohren/Schächten und Material angeordnet. Hinter dem Modul MK1 und ML2 ist das MFW-Modul 6 als Materialförderwagen angeordnet, der zur Lagerung und Transport von Schüttgut (Filtermaterial/Vlis/Schotter, Mineralgemisch) zur Verfügung steht. Die Materialförderwagen (MFW) werden zum Transport, Lagerung und Einbau von Schüttgut (Schotter, Mineralgemisch) verwendet. Hierbei ist zu beachten, dass die Wägen zwei Transportbänder und zwei Übergabebänder haben. Bei den herkömmlichen Materialförderwägen gibt es nur ein Übergabeband und ein Boden oder Transportband. Durch die zwei Bänder und den trichterförmigen Behälter bei den MFW-Modul 6, ist es möglich, auch bei Störung/Ausfall von einem Band den Wagen zu entleeren, so dass die Arbeiten fortgesetzt werden können und dadurch keine Unterbrechungen oder Abbruch der Arbeiten entsteht.
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Die 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Gleisanlage 2 mit zwei Gleisen 10, 10', die mit einer Spurbreite b zueinander beabstandet sind. Die Gleise 10, 10' sind auf Schwellen 26 mit geeigneten Befestigungsmitteln befestigt. Die Schwellen sind entweder aus Beton oder aus Holz gefertigt. Das Gleisbett 12 ist aus Schotter bzw. einem Schotter-/Gesteinsgemisch oberhalb der Unterbauoberkante 15 aufgeschüttet. Die Unterbauoberkante 15 wird mit Hilfe einer besonderen Vorrichtung, die weiter unten näher erläutert wird, aufbereitet.
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Die 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Gleisanlage 2, deren Gleise 10 und Schwellen 26 bereits angehoben sind und eine darunter liegende Rotationsfräse 8, mit der auftretende Unebenheiten, wie beispielsweise Felsspitzen 31, bis auf eine Unterbauoberkante 15 abgefräst werden. Das durch die Felsspitzen 31, 31' abgetragene bzw. abgefräste Gesteinsmaterial wird in dem dazugehörigen Modul zerkleinert und zusammen mit einem Restschotter zu einem verdichtungsfähigem Material zusammengestellt. Hierzu wird das Gleis angehoben und das Material mit der Bodenfräse zerkleinert. Infolge dosierter Zuführung von Bindemitteln, wie beispielsweise Kalk, Zement oder Mineralgemisch wird eine Tragschicht hergestellt. Hierbei handelt es sich um eine Fräse, die quasi so funktioniert wie eine Asphalt-Beton-Felsfräse, die das Felsgestein bzw. den Schotter in die gewünschte Körnungsgröße zerkleinert, um einen tragfähigen Unterbau herzustellen, je nach Belastungsvorgaben, der Strecken des Auftraggebers.
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Die Fräse wird in Abschnitten mit felsigem Untergrund eingesetzt, wo es nicht möglich ist, eine vorgegebene Schotterstärke (0,30 m), unterhalb der Schwelle zu erreichen.
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Die Fräse 8, trägt die Felsspitzen ab und zerkleinert die Felsen und den anstehenden Restschotter zu einem Verdichtungsfähigen Mineralgemisch. Durch Bodenproben wird dann entschieden, welche Bindemittel in welcher Dosierung benötigt oder zugemischt werden müssen, um die vom Auftraggeber geforderten Tragfähigkeiten zu erreichen. Das zusätzliche Bindemittel wird entweder vor der Fräse, oder im zweiten Arbeitsgang (Pflügen und Verdichten) dosiert eingebracht, vermischt und verdichtet.
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Neu ist auch das Verfahren mit gleisgebundenen Fahrzeugen, weil es nicht mehr erforderlich ist, zusätzliches Material einzubringen, um eine glatte und mit einer Neigung eingebauten tragfähigen Fläche/Tragschicht herzustellen. Das vorhandene Material wird vor Ort mit verarbeitet. Die enormen Transport und Logistikkosten werden dadurch bis zu 70% gesenkt. Zusätzliches ausbauen der Gleisanlagen wird hierdurch überflüssig.
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Bei dem PVF-Modul handelt es sich um 2 Waggons mit Antriebsachsen und jeweils mindestens einer Krananlage, zwischen den Kranen werden die einzelnen Aggregate (Schienenwechselaggregat/Fräseaggregat für den Unterbausanierung/Pflug) und Verdichter zwischen montiert, so dass es für mehrere Arbeiten als Maschinen/Aggregate/Antriebseinheit/Grundmaschine zur Verfügung steht. Bei dem PVF-Modul besteht noch der Vorteil, dass man die zwei Module als gleisgebundene Kraneinheiten zu anderen Zwecken, z. B. bei Weichen und Gleisjocheinbau, verwenden kann. Durch weitere andere Zusatzmodule ist es auch möglich, Schienen-/Schotter und Schotter/Schwellenbearbeitungsaggregate einzusetzen.
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Die Transportgröße der Maschinen ist so konzipiert, dass alle Maschinen mit einem Tieflader, dessen maximale Länge etwa 14 m beträgt, befördert werden können und so enorme Transportkosten mit der Bahn eingespart werden. Sie können zeitnahe bereitgestellt werden.
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Ferner wird hierbei eine Fräse eingesetzt, die das untere Material auf 100–450 mm aufwühlt und hinten mit einer gewünschten Körnungsgröße (vom Auftraggeber: Beispiel von 0 bis 45 mm) wieder aufgetragen wird. Das FRM-Modul (Fräs- und Reinigungsmodul) ist für den Ausbau des Schotters unter der Schwelle (Gleisrost) konzipiert. Beim FRM-Modul werden die Fräsbalken nur von einer Seite eingebaut (Fräsen unterem Gleis). Hierbei sind 2 Fräsen (jeweils eine Seite) vorgesehen. Dadurch ist es möglich, an einseitigen Hindernissen den Schotter auszubauen, ohne die Maschine ausbauen zu müssen, bzw. das Gleis abzurücken. Hierbei ist die Schwertlänge der Fräse entscheidend. Die nach Bedarf (Länge) eingebaut/gewechselt werden kann.
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Sie kann, bei engen Gleisradien (> 50 m Radien) eingesetzt werden. Durch die Modulbauweise der Vorrichtung 1 kann die Maschine auch nach Bedarf mit FFT und zwei Reinigungsmodulen oder auch allein mit einem oder zwei Reinigungsmodulen kombiniert eingesetzt werden.
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Durch die zwei Fräsketten ist es möglich geringe Schottermengen unter der Schwelle (20 cm) auszubauen und kleine Felsspitzen mit abzutragen (felsiger Boden), aber auch bei Bedarf bis 60 cm in einem Arbeitsgang Material auszubauen.
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Zusammenfassend ist festzustellen, dass infolge der Modulbauweise mit einer Mehrzahl von Maschinen und Modulen, eine Möglichkeit eröffnet wird, verschiedene Arbeitsschritte und Arbeitsverfahren zur Herstellung und Bearbeitung von Gleisanlagen 2 in einem Arbeitsabschnitt auszuführen. Die vorliegende Erfindung stellt also ein Verfahren und ein nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung 1 vor, mit der eine Gleisanlage 2 bearbeitet wird, das heißt dass sowohl eine Reinigung und Erneuerung des Schotters als auch ein Abbau von Felsspitzen 31 vorgenommen werden kann. Die gleisgebundene Vorrichtung 1 ist in der Lage auf Gleisen mit einem Krümmungsradius > 50 Meter zu arbeiten, wobei gleichzeitig sowohl der Achsabstand a als auch die Spurbreite b unterhalb der einzelnen Module 3 bis 7 variabel verändert werden können. Die Vorrichtung setzt sich aus einer Mehrzahl einzelner Module zusammen, die in zweckmäßiger Reihenfolge hintereinander angeordnet sind. Mit diesem Verfahren bzw. dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein kontinuierlicher Arbeitsablauf, sowohl zum Aufbau als auch zur Bearbeitung einer Gleisanlage, möglich.
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Beispiele
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- 1. Reinigen der Flanke und des Gleisschotters: FFT + FRM + MFW.
Reinigen und Ausbauen des Schotters, Tragschicht ausbauen, Tragschicht einbauen, Fliesstoff einbauen, Tragschicht verdichten.
- 2. Schotter einbauen: FFT + FRM + PFV – F + PVF – PV + MFW
Reinigen und ausbauen des Schotters Tragschicht herstellen aus anstehenden Material und Bindemittel.
- 3. Einbau Schotter und verdichten: FFT + FRM + PFV + MFW
Durch Zusatzmodule, wie beispielsweise einer Brechereinheit und einer Schotterwaschanlage können weitere Arbeitsverfahren in einem Arbeitsgang ausgeführt werden.
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Bei der Tragschicht-Pflügung-Verdichtung handelt es sich im Prinzip um die gleiche Maschine, die allerdings noch eine andere Funktion hat.
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Sie weist zusätzlich noch Verdichterplatten hinterm Pflug unter dem Gleis auf.
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Hierbei bedeutet:
FFT (Flankenreiniger, Fräse, Tiefenentwässerung...)
FRM (Fräsen, Reinigungsmodul...)
MFW (Maschinenförderwagen...)
PFV Eine Maschine mit mehrfach Nutzung, z. B.
Maschine aus zwei Hebearmen und mindestens einem Schwenkarm. Zwischen beiden Hebeeinrichtungen werden Module zum Bearbeiten der Gleise und des Gleisunterbaus montiert und die Module/Aggregate können nach Bedarf ausgetauscht werden.
Oberbau: Schienenbearbeitung
Schienenwechsel
Schwellenwechsel – einzeln oder Nester
Unterbau: Einbau und verdichten von Unterbaumaterial und Grundschotter
PFV (Pflügen, Fräsen, Verdichten...) Herstellen einer tragfähigen Unterbauschicht, Abfräsen von Felsspitzen unterhalb montierter Gleisanlagen
PVF (Pflügen, Verdichten, ...)
PV (Pflügen Verdichten) Grundschotter und Unterbaumaterialeinbau.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10043970 A [0002]
- EP 2020459 B1 [0003]
- DE 1430998 [0003]
- DE 144937 [0003]
