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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifgestell für das Schleifen von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt. Ein solches Schleifgestell weist einen Gestellrahmen und wenigstens einen, typischerweise für rechte und linke Schiene je zumindest einen, in dem Gestellrahmen um eine Balkenlängsachse rotierbar festgelegten Schleifbalken auf. An dem Schleifbalken eines solchen Schleifgestells sind an wenigstens zwei Umfangspositionen jeweils in einer in Längsrichtung des Schleifbalkens verlaufenden Schleifreihen hintereinander liegend Schleifkörperaufnahmen angeordnet. In jeder der Schleifkörperaufnahmen ist jeweils ein um eine Schleifkörperdrehachse relativ zu der Schleifkörperaufnahme frei rotierbar gelagerter, zu der Schleifkörperdrehachse rotationssymmetrischer Schleifkörper festgelegt.
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Es ist bekannt, dass im Gleis verlegte Schienen für Unterhalts- und Instandhaltungszwecke einer Bearbeitung unterzogen werden. Insbesondere kann das Befahren mit massereichen Schienenfahrzeugen zu Verschleiß am Schienenkopf und zu einer Veränderung dessen Querprofils führen. Aber auch bereits der Umstand häufiger Überfahrten führt zu einem solchen Verschleiß an den Schienen. Die Schienen müssen insoweit in zeitlichen Abständen reprofiliert werden. Auch können sich durch über lange Zeiträume erfolgte Überfahrten der Schienen von Schienenfahrzeugen Mikrorisse in der Schienenoberfläche, insbesondere der Oberfläche des Schienenkopfs, bilden, die die Gefahr einer weiteren Rissbildung und eines möglichen Schienenbruchs nach sich ziehen.
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Im Rahmen der Wartung, der Instandhaltung, aber auch von vorbeugenden Wartungsarbeiten von im Gleis verlegten Schienen werden dabei verschiedene Verfahren eingesetzt. So gibt es gleisfahrbare Fräseinrichtungen, mit denen die im Gleis verlegten Schienen reprofiliert werden. Heutzutage werden im Gleis verlegten Schienen aber auch prophylaktisch oder im Rahmen einer frühzeitigen Wartung geschliffen, um mit einem geringen Materialertrag Mikrorisse abzuschleifen bzw. der Bildung von Mikrorissen vorzubeugen und ein gefordertes Profil des Schienenkopfes zu erhalten bzw. wiederherzustellen. Diese insbesondere auf Hochgeschwindigkeitsstrecken, aber auch anderen Stecken, so auch auf Strecken des städtischen Schienenverkehrs, wie U-Bahnen oder S-Bahnen, angewandte Schleifbehandlung, erfolgt seit vielen Jahren erfolgreich mit einem Verfahren, bei dem frei rotierende, nicht angetriebene und auf einer Rotationsachse gelagerte Schleifkörper, deren Rotationsachsen in einem von 90° verschiedenen Winkel schräg zu den Schienen gestellt sind, mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit (zum Beispiel Geschwindigkeiten von etwa 80 km/h) überfahren werden, wobei aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der Reibwirkung ein ausreichendes Moment erzeugt wird, um die Schleifkörper in Rotation zu versetzen und damit eine Schleifwirkung auf der Oberfläche des Schienenkopfes zu erhalten. Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung für dessen Durchführung sind z.B. in der
EP 708 205 A1 und auch in er
EP 1 460 176 A1 beschrieben.
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Die Schleifkörper sind für diesen Zweck typischerweise ein einem Schleifgestell angeordnet, das seinerseits an einem Schienenfahrzeug angeordnet ist, mit dem die während der Überfahrt des Gleises unternommenen Schleifbearbeitung durchgeführt wird. Vielfach sind auch mehrere solche Schleifgestelle vorgesehen, in denen Schleifkörper angeordnet sind, insbesondere in zwei Seitenpositionen zum Bearbeiten beider Schienenstränge im Gleis bei einer Überfahrt. Um die Schleifwirkung zu steigern, sind dabei mehrere Schleifkörper hintereinander in einer Schleifreihe angeordnet. Um Ersatz für verschlissene Schleifkörper rasch und noch während der Schleiffahrt in Stellung bringen zu können, sind dabei mehrere dieser Schleifreihen radial auf einem zentralen Schleifbalken angeordnet. Durch Rotation um die Balkenlängsachse können diese Ersatz-Schleifreihen beizeiten in Schleifstellung gedreht werden, so dass sie den Schienenkopf bearbeiten können. Auf diese Weise können die Schleifkörper, die in ihrem Einsatz einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind rasch und noch während der Schleiffahrt ersetzt werden. Der Schleifbalken wird dazu angehoben, um die Schleifkörper außer Eingriff mit der Schiene zu bringen, dann so rotiert, dass eine Reihe mit frischen Schleifkörpern in eine Arbeitsposition gedreht wird, und anschließend wieder abgesenkt, um so die Schleifbearbeitung mit den frischen Schleifkörpern fortzuführen. Dies kann im Betrieb zügig erfolgen und erlaubt also eine längere Betriebszeit der Vorrichtung bis dann - in einem Durchgang - die verschlissenen Schleifkörper an allen Umfangspositionen während einer Standzeit der Vorrichtung ausgetauscht und durch neue ersetzt werden müssen. Eine solche Anordnung von Schleifkörpern in verschiedenen Umfangspositionen eines Schleifbalkens ist z.B. in der
CN 203334149 U gezeigt und beschrieben, dort in Form in einer im Querschnitt kreuzartigen Anordnung mit Schleifkörpern in vier entlang des Schleifbalkenumfangs in gleich verteilten Winkelabständen von je 90°.
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Die radiale Anordnung der Schleifreihe auf dem zentralen Schleifbalken zeichnet sich dabei durch folgende Merkmale aus: Die Schleifkörperdrehachsen einer Schleifreihe liegen alle in einer Ebene, die einen gewissen lotrechten Abstand von der Balkenlängsachse aufweist. Eine im Betrieb durch die Schleifkörper bearbeitete Fläche auf dem Schienenkopf, die in der Schienenlängsrichtung auch als „Schleifspur“ erkannt werden kann, ist entsprechend um den Schleifkörperradius gegenüber dieser Ebene versetzt. Die Schleifspur auf dem mit den an dem Schleifbalken angeordneten Schleifkörpern bearbeiteten Schiene, typischerweise des Schienenkopfes, ist entsprechend der balligen Schienenoberfläche gekrümmt. An dem aus dem Stand der Technik bekannten Schleifbalken sind die Schleifkörper so positioniert und der Schleifbalken wird im Betrieb so ausgerichtet, dass eine Mittelachse dieser Schleifspur projiziert auf die Ebene, die durch die Schleifkörperdrehachsen der in der bei der Schleifbearbeitung an der Schiene anliegenden Schleifreihe angeordneten Schleifkörper aufgespannt ist, genau über der Balkenlängsachse liegt. Dies hat den Vorteil, dass die resultierende Anpresskraft der Schleifreihe genau senkrecht auf der Balkenlängsachse steht und das Anpressen der Schleifkörper kein Torsionsmoment auf den drehbar gelagerten Schleifbalken ausübt. Eine Zustellrichtung des Schleifbalkens soll hier gemäß einem Vektor erfolgen, der senkrecht auf der durch die Schleifkörperdrehachsen aufgespannten Ebene steht. Dies hat den Vorteil, dass mit fortgesetztem Verschleiß und abnehmendem Radius der Schleifkörper die Ausrichtung zur Schiene und somit die Schleifspur gleichbleibt, der Schleifkörper gleichmäßig abnutzt und die Schiene gleichmäßig beschliffen wird. In der Praxis werden die in der Arbeitsposition an die Schiene angepressten Schleifkörper so positioniert und ausgerichtet, dass sie mit einem zentralen Abschnitt die Schleifspur bearbeiten. Mit anderen Worten ist also der Aufbau der bekannten Schleifbalken derart, dass eine im Betrieb radial von der Balkenlängsachse ausgehende Linie, die die Mitte der Schleifspur kreuzt, durch einen auf der jeweiligen Schleifkörperdrehachse in der Mitte der entlang der Schleifkörperdrehachse genommenen Längserstreckung des betrachteten Schleifkörpers gelegenen Achsmittelpunkt verläuft. Entlang dieser Linie erfolgt dann auch ein Anpressen und Anstellen der im Betrieb verschleißenden Schleifkörper, so dass dann auch die Abnutzung der Schleifkörper im Betrieb strikt radial erfolgt.
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Der Schleifbalken kann bei einer wie beschriebenen Schienenschleifvorrichtung relativ zu dem auf dem Gleis rollenden Schleifgestell in unterschiedlichen Richtungen verlagert, bzw. bewegt und in seiner Position verstellt werden. Einmal kann er in einer im wesentlichen radialen Richtung auf den Schienenkopf der zu bearbeitenden Schiene zugestellt bzw. von dem Schienenkopf abgehoben werden, um den Schleifvorgang zu beginnen bzw. zu beenden oder zu unterbrechen und auch um während des Schleifvorgangs einen ausreichenden Anpressdruck auf die Schleifkörper auszuüben und die Schleifkörper um ein Maß von deren Umfangsverschleiß nachführen zu können. Zudem kann der Schleifbalken solchermaßen verstellt werden, dass die Schleifkörper entlang des Umfangs des Schienenkopfes verlagert werden, um so das zu erhaltende Profil zu bestimmen und durch Schleifbearbeitung herausbilden zu können. Auch dies ist aus der
CN 203334149 U bereits bekannt.
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Weiterhin muss der bei der Schleifbearbeitung entstehende Abrieb, einmal Abriebpartikel von der Schiene und einmal der Abrieb von den Schleifkörpern, aufgefangen, darf nicht einfach so in die Umwelt freigesetzt werden. Zum einen sind die entstehenden Staubpartikel sehr heiß, treten also in Form von Funken auf und könnten bei einer unkontrollierten Freisetzung Brände verursachen, z.B. Böschungsbrände an über Land geführten Gleisabschnitten. Zum anderen stellt der Abrieb und stellen die Staubpartikel eine Umweltbelastung dar, wenn diese in die Umwelt freigesetzt werden. Entsprechend werden Staubabsaugungen vorgesehen mit kastenartigen Einfassungen bzw. Leitstrukturen, die möglichst nah an die Position der an der Schiene angreifenden Schleifkörper herangebracht werden, um so den entstehenden Abrieb, den Staub, möglichst umfänglich zu erfassen und abzusaugen. Der abgesaugte Schleifstaub wird dann in auf der Vorrichtung bzw. mit der Vorrichtung mitgeführten Bunkern eingebunkert und später fachgerechte entsorgt bzw. wiederverwendet. Offenbart sind derartige Stauberfassungen und zugehörige Leit- und Auffangstrukturen z.B. in der
EP 2 886 714 A1 sowie in der
CN 203923822 U .
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Ein Problem mit den bekannten Lösungen besteht darin, dass der Schleifbalken im Betrieb, wenn er mit einer daran angeordneten Reihe von Schleifkörpern den Schienenkopf beschleift, stark abgesenkt angeordnet ist und zudem, gerade dann, wenn die im Gleis innen liegende Kante des Schienenkopfs zu bearbeiten ist, im Gleis tiefstehend nach innen ragt. Dabei besteht die Gefahr, dass der Schleifbalken, bzw. die an diesem montierten, in einer nicht Arbeitsposition befindliche Schleifkörperreihen und die zugeordneten Schleifkörperaufnahmen in das sogenannte Lichtraumprofil eindringen, welches im Gleis definiert und nach Vorgaben der Gleisbetreiber freizuhalten ist, also nicht verletzt werden darf. Denn dort sind regelmäßig z.B. Einbauten wie etwa Achszähler oder andere technische Komponenten angeordnet, die nicht durch eine Kollision gefährdet oder gar zerstört werden dürfen. Im Bereich von z.B. Bahnübergängen ist dieses Profil vielfach auch mit Straßenbelag angefüllt. Zu dem von dem Schleifbalken und seinen Anbauten bzw. dem Schleifgestell selbst eingenommenen Raum kommt dann noch der für die Komponenten der Stauberfassung benötige Bauraum. Denn die möglichst nah an die Position der an der Schiene entlang geführten Schleifkörper heranzubringenden Leitstrukturen wie etwa Leitbleche benötigen an dieser Stelle weiteren Raum.
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Eine mögliche Verletzung des Lichtraums wird dabei umso kritischer, je weiter der Schienenkopf an der Außenfahrkante in einer herabgeführten Position beschliffen werden soll. In einem zur Angabe von Positionsdaten entlang des Querschnittsprofils des Schienenkopfes verwendeten Koordinatensystem, in dem die Z-Achse vertikal und in Schienenkopfmitte steht und die Y-Achse horizontal an der höchsten Stelle des Profils anliegt und zur Außenfahrkante zeigt, soll z.B. nach Vorgaben der deutschen Bahn die Fahrkante bis zu einer Position von -14 mm auf der Z-Achse (Z -14) beschliffen werden. Dies mit bestehenden Systemen zu erreichen, stellt eine besondere Herausforderung dar, da mit einem derart weit herabreichenden Beschleifen des Schienenkopfes an der Fahrkante eine deutlich starke Absenkung des Schleifbalkens in das Lichtraumprofil hinein verbunden ist. Ein solchermaßen tiefes Absenken des Schleifbalkens, bzw. ein weiteres Verschwenken des Schleifbalkens um den Schienenkopf herum in Richtung des Gleisinneren, kann dazu führen, dass bereits die in der Arbeitsposition befindlichen Schleifkörper das Lichtraumprofil in einem deutlichen Maß verletzen. Bei einem für ein solchermaßen weit herabreichenden Beschleifen des Schienenkopfes auf der Fahrkante muss der Schleifbalken nämlich so weit geschwenkt werden, dass insbesondere eine nach innen zeigende, nicht in Arbeitsposition befindliche Schleifreihe bereits Gefahr läuft, das Lichtraumprofil zu verletzen und dass dann praktisch kein Raum mehr für eine Stauberfassung auf der Innenseite verbleibt.
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Um dem oben geschilderten Problem zu begegnen, sind auch bereits Schleifbalken realisiert worden, die anstelle von vier im Querschnitt kreuzförmig an dem Schleifbalken angeordneten, also um jeweils 90° entlang des Balkenumfangs versetzt angeordneten Schleifreihen nur drei solche Schleifreihen aufzeigen, die im Querschnitt Y-förmig angeordnet sind. Durch eine solche Reduktion der Anzahl der Schleifreihen auf dem Schleifbalken kann die Lichtraumverletzung auf einfache Weise etwas entschärft werden. Zwar zieht dies eine direkte Verringerung der Bearbeitungsreichweite und häufigere Unterbrechungen zum Einbau neuer Schleifkörper nach sich, allerdings wird dieser Umstand durch einen gewissen Raumgewinn kompensiert - die Schleifkörper insbesondere einer in einer in Richtung Gleismitte gelegenen Warteposition befindlichen Schleifreihe ragen etwas weniger weit nach innen bzw. tief nach unten in den Lichtraum. Allerdings ist auch bei einer solchen Verringerung der Anzahl der Schleifreihen von vier auf drei (120° Winkel zwischen den Schleifreihen, statt 90°, bzw. Y-Form statt X-Form), der gewonnene Raum für die Anordnung einer Stauberfassung noch nicht ausreichend.
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Hiervon ausgehend ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Schleifgestell und eine mit einem solchen versehene Schienenschleifvorrichtung für das Schleifen von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt anzugeben, die ein Beschleifen des Schienenkopfes sowohl an dessen Fahrkante als auch in einer tiefer liegenden Z-Position erlaubt und dabei insbesondere auch ausreichend Raum für die Anordnung von Leitstrukturen einer Stauberfassung für die Erfassung und Absaugung von Schleifstaub belässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schleifgestell für das Schleifen von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen Schleifgestells sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angeben. Ein weiterer Aspekt der Lösung der vorstehend genannten Aufgabe liegt in einer Schienenschleifvorrichtung für das Schleifen von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen einer solchen Schienenschleifvorrichtung sind in den Ansprüchen 11 und 12 benannt.
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Erfindungsgemäß wird also ein Schleifgestell für das Schleifen von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt mit einem Gestellrahmen und wenigstens einem in dem Gestellrahmen um eine Balkenlängsachse rotierbar festgelegten Schleifbalken, insbesondere mit für rechte und linke Schiene je wenigstens einem solchen Schleifbalken, vorgeschlagen, bei dem an dem wenigstens einen Schleifbalken an wenigstens zwei Umfangspositionen jeweils in einer in Längsrichtung des Schleifbalkens verlaufenden Schleifreihen hintereinander liegend Schleifkörperaufnahmen angeordnet sind. In jeder der Schleifkörperaufnahmen ist jeweils ein um eine zugehörige Schleifkörperdrehachse relativ zu der Schleifkörperaufnahme frei rotierbar gelagerter, zu der Schleifkörperdrehachse rotationssymmetrischer Schleifkörper festgelegt. Das erfindungsgemäße Schleifgestell zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Schleifkörper in den Schleifreihen durch Anordnung in den zugehörigen Schleifkörperaufnahmen in einer besonderen Weise positioniert sind, nämlich derart, dass für jeden der Schleifkörper in einer der Schleifreihen ein von einem die entlang seiner Schleifkörperdrehachse bestimmte axiale Länge des betreffenden Schleifkörpers halbierenden Achsmittelpunkt des Schleifkörpers ausgehendes Lot zu einer ersten Ebene, in der sämtliche der Schleifkörperdrehachsen der Schleifkörper der besagten Schleifreihe liegen, die Balkenlängsachse nicht schneidet, sondern in einem bestimmten Abstand daran vorbei läuft . Die Drehachsen der in jeweils einer Schleifreihe hintereinander liegenden Schleifkörperliegen also in einer ersten Ebene, bzw. spannen eine solche erste Ebene auf. Die Schleifkörper der Schleifreihe, bzw. die diese haltenden Schleifkörperaufnahmen sind dann tangential in einer solchen Weise versetzt, dass ein von dem Achsmittelpunkt eines jeden in der Schleifreihe betrachteten Schleifkörpers ausgehendes Lot zu der ersten Ebene die Balkenlängsachse nicht schneidet, sondern vielmehr in einem gewissen Abstand daran vorbeigeht, also zu der Balkenlängsachse tangential versetzt verläuft. Hierdurch wird im Betrieb insbesondere auch erreicht, dass für in der Arbeitsposition befindliche Schleifkörper eine Projektion der Schleifspurmittelachse auf die vorstehend bestimmte Ebene bewusst seitlich neben der Balkenlängsachse, die zugleich auch die Balkendrehachse bildet, steht.
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Mit einer solchen Anordnung werden also entlang des Schleifbalkens jeweils hintereinander angeordneten Schleifkörper, bzw. werden durch diese hintereinander ausgeführte Anordnung gebildete Schleifreihen, auf dem Schleifbalken in einer Weise versetzt, dass diese nicht mehr radial ausgerichtet sind. Dies hat zur Folge, dass diejenige oder diejenigen Schleifreihe(n), die nicht in einer für den Beschliff des Schienenkopfes eingenommenen Arbeitsposition befindlich sind, sondern in einer Nicht-Gebrauchs- oder Warteposition stehen, im Vergleich zu einer radialen Anordnung in der bekannten Weise deutlich höher stehen und somit jedenfalls deutlich weniger in den Lichtraum eindringen, wenn nicht gar diesen überhaupt nicht mehr verletzen und zudem mehr Raum für die Stauberfassung belassen. Weiterhin wird durch die gewählte Anordnung die verlaufende Balkenlängsachse, um die der Schleifbalken ja zum Wechseln der zum Bearbeiten eingesetzten Schleifkörper drehen muss, deutlich nach oben versetzt. Dies führt dann dazu, dass der ganze Schleifbalken bzw. das Schleifgestell mit dem Schleifbalken für diesen ohne Verletzung des Lichtraumprofils zu vollziehenden Wechsel- bzw. Drehvorgang nicht um einen solch weiten Hubweg angehoben werden muss, wie dies mit nach dem Stand der Technik gebildeten Schleifbalken erforderlich ist.
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Ein Anpressen der Schleifkörper an die zu bearbeitende Schiene erfolgt im Betrieb ebenso wie ein Anstellen des Schleifbalkens entsprechend dem stetigen Verschleiß der Schleifkörper und deren daraus resultierend schwindenden Durchmessers in Richtung des jeweiligen Lotes, so dass der aus dem Stand der Technik bekannte Vorteil eines strikt radialen Verschleißes der in der Arbeitsposition wirkenden Schleifkörper erhalten bleibt.
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Die wie vorstehend beschriebene versetzte Anordnung, bzw. Ausrichtung der Schleifkörper an dem Schleifbalken führt nun allerdings auch dazu, dass eine durch die Anstellkraft, mit der der Schleifbalken, bzw. mit dem die daran angeordnete, in Arbeitsposition befindliche Schleifreihe mit den zugehörigen Schleifkörpern gegen die Schiene gedrückt wird, hervorgerufene Reaktionskraft nicht mehr radial gegen die Balkenlängsachse wirkt, sondern ebenfalls tangential versetzt angreift. Dadurch wird nun beim Schleifen ein auf den Schleifbalken wirkendes Dreh- bzw. Torsionsmoment hervorgerufen. Dies ist zunächst einmal grundsätzlich nachteilig, da entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden müssen, um dieses Moment abzufangen und den Schleifbalken in einer eingestellten Rotationsposition sicher zu halten. Der erhaltende Vorteil eines wie vorstehend beschriebenen Raumgewinns überwiegt allerdings diesen Nachteil.
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Bei der Wahl eines Maßes des Versatzes der wie vorstehend erläutert versetzt angeordneten Schleifreihen sind jedoch folgende Überlegungen zu beachten:
- Einerseits ist ein möglichst weit angelegter Versatz von Vorteil. Denn je mehr Versatz eingestellt wird, umso größer ist dann der Effekt, insbesondere die innen stehenden Schleifreihen von der Fahrzeugumgrenzung und auch von dem Niveau der Schienenköpfe fernzuhalten, bzw. umso mehr Platz kann für weitere Einbauten und auch für einen Aufenthalt von Bedienpersonal in diesem Bereich, z.B. zum Auswechseln verschlissener gegen frische Schleifkörper oder sonstige Wartungsarbeiten, erhalten werden.
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Durch den Versatz und die Anpresskraft entsteht allerdings eben auch das vorstehend beschriebene, auf den Schleifbalken wirkende Drehmoment, die Torsion. Dieses Drehmoment wird umso höher, je größer das Maß des Versatzes, je länger mithin ein virtueller Hebel ist. Da das Moment, wie vorstehend bereits erläutert, durch eine Bremse oder Verriegelung gehalten werden muss, damit der Schleifbalken aus einer eingestellten Rotationsstellung nicht verdreht wird, darf das Drehmoment mithin nicht zu groß, ist in der Praxis das Maß des Versatzes limitiert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schleifgestells kann vorgesehen sein, dass jeder Schleifkörper durch Anordnung in der zugehörigen Schleifkörperaufnahme derart positioniert ist, dass eine in einer senkrecht zu der Balkenlängsachse orientierten und das von dem Achsmittelpunkt des betreffenden Schleifkörpers ausgehende Lot einschließenden zweiten Ebene liegende, parallel zu dem Lot verlaufende und die Balkenlängsachse schneidende Gerade den betreffenden Schleifkörper nicht durchdringt. In einer solchen Anordnung wird der Versatz der Schleifkörper von einer streng radialen Ausrichtung noch weiter vergrößert, wird also der vorstehend beschriebene Effekt einer Höherstellung der in der Warteposition befindlichen Schleifkörper noch weiter vergrößert, wird auch der Effekt, dass der Schleifbalken bzw. das Schleifgestell für ein Durchwechseln der Schleifkörper durch Rotation des Schleifbalkens um seine Balkenlängsachse weniger hoch angehoben werden muss, noch einmal verbessert. Gleichwohl lässt sich auch so noch immer ein Versatz einstellen, der zu einem beherrschbaren, aus dem Versatz resultierenden Drehmoment führt. Eine für den erwünschten Effekt geeignete Ausbildung des oben erwähnten Versatzes kann auch erhalten werden, wenn, wie gemäß einer möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemä-ßen Schleifgestells vorgeschlagen, jeder Schleifkörper durch Anordnung in der zugehörigen Schleifkörperaufnahme derart positioniert ist, dass eine in einer senkrecht zu der Balkenlängsachse orientierten und das von dem Achsmittelpunkt des betreffenden Schleifkörpers ausgehende Lot einschließenden zweiten Ebene liegende, parallel zu dem Lot verlaufende und die Balkenlängsachse schneidende Gerade zu dem Lot einen Abstand von wenigstens 20 mm, z.B. wenigstens 30 mm, insbesondere wenigstens 50 mm, mit besonderem Vorteil wenigstens 70 mm, aufweist. Auch hier kann der Versatz aber immer noch soweit begrenzt gewählt werden, dass das durch diesen Versatz hervorgerufene Drehmoment noch beherrscht und der Schleifbalken in der eingestellten Rotationsstellung gehalten werden kann.
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Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Versatz z.B. erhalten werden, in dem an einem z.B. rohrförmig und im Querschnitt kreisförmigen Schleifbalken Konsolen festgelegt werden, z.B. verschweißt oder verschraubt, die dann ihrerseits den Versatz ausbildende Befestigungsflächen für die Schleifkörperaufnahmen ausbilden. Mit einer solchen Bauform ist allerdings der einstellbare Versatz begrenzt, da die Konsolen z.B. mit nach außen kragenden Laschen auf dem im Querschnitt kreisförmigen, rohrförmigen Schleifbalken nicht mehr montiert und festgelegt werden könnten, da in einem dann sehr engen bzw. „überdachten“ Raum z.B. Schrauben nicht mehr montierbar wären oder Schweißungen nicht mehr gesetzt werden könnten. Alternativ kann, um hier Abhilfe zu schaffen und eine größere Gestaltungsfreiheit zu erhalten, ein neu gestaltetes Balkenrohr mit einem sternförmigen Querschnitt gewählt werden. Der Schleifbalken hat dann in der Basis kein nicht mehr ein im Querschnitt kreisförmiges Rohr, sondern ist z.B. als eine Schweißbaugruppe aus ebenen Blechen gebildet, die die den Versatz ausbildenden Konsolen bereits darstellen.
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Bei dem Schienenschleifprinzip, nach dem eine mit dem erfindungsgemäßen Schleifgestell versehene Schienenschleifvorrichtung vorzugsweise arbeitet, werden, wie vorstehend erläutert die Schienen während einer Überfahrt beschliffen. Dabei wird eine Rotation der Schleifkörper durch eine Schrägstellung der Schleifkörperdrehachsen und aufgrund der Reibung der in Längsrichtung der Schienen gezogenen Schleifkörper an den Schienen erzeigt. Insoweit können mit Vorteil die Schleifkörper mit unter einem von 90° verschiedenen Winkel, insbesondere einem Winkel zwischen 40° bis 60°, relativ zu der Balkenlängsachse geneigt verlaufenden Schleifkörperdrehachsen angeordnet sein.
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Mit Vorteil können in den jeweiligen insbesondere reihenartigen Anordnungen der Schleifkörper die Schleifkörperdrehachsen von einer Mehrzahl von an einer gemeinsamen Umfangsposition und in Längsrichtung des Schleifbalkens hintereinander angeordneten Schleifkörpern parallel zueinander verlaufen. So kann mit mehreren hintereinander gleichartig angeordneten Schleifkörpern ein gleichgelagertes Schliffbild erzeugt und verstärkt werden. Um auf den Schleifbalken bzw. auf das Schleifgestellt wirkende Drehmomente zu verringern, die durch die Reibung zwischen den Schleifkörpern und der zu beschleifenden Schiene entstehen, können paketweise wechselnde Schrägstellungen der Schleifkörperdrehachsen eingestellt werden mit Ausrichtungen der Schleifkörperdrehachsen zu der Balkenlängsachse jeweils in einem Winkel α in einem ersten Paket und einem Winkel 180°-α in einem zweiten Paket.
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Eine einfach zu bedienende und durch die erhaltene Symmetrie immer gleichartig auszurichtenden Anordnung und Verteilung der Schleifkörper entlang des Schleifbalkens lässt sich erreichen, wenn entsprechend einer vorteilhaft möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schleifgestells an dem Schleifbalken an drei, insbesondere in gleichmäßigen Winkelabständen verteilten, Umfangspositionen in einer im wesentlichen geradlinigen Anordnung in Längsrichtung des Schleifbalkens hintereinander liegend Schleifkörperaufnahmen mit darin rotierbar gelagert festgelegten Schleifkörpern angeordnet sind. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch möglich, nur zwei oder mehr als drei, z.B. vier Anordnungen oder Reihen von Schleifkörpern vorzusehen. Es hat sich aber gezeigt, dass eine Anzahl von drei, in Winkelabständen von 120° um den Umfang des Schleifbalkens versetzt, im Querschnitt also etwa Y-förmig, angeordnete derartige Anordnungen oder Reihen von Schleifkörpern einen guten Kompromiss erlauben zwischen ausreichender Betriebszeit (Arbeitsstrecke), die ohne einen Austausch der einzelnen Schleifkörper, sondern lediglich durch rotierendes Ersetzen der Anordnungen von Schleifkörpern erhalten werden kann, und dem Erhalt eines durch den Versatz zusätzlich vergrößerten Abstandes der in Warteposition befindlichen Schleifkörper von dem Niveau der Schienenköpfe, also ein weitgehendes Freihalten des Lichtraums.
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Um die Schleifkörper dann, wenn alle Schleifkörper aus den verschiedenen Anordnungen verschlissen sind, durch einen, insbesondere zügig durchzuführenden, Austausch gegen frische, nicht verschlissene Schleifkörper ersetzen zu können, kann vorgesehen sein, dass die Schleifkörper lösbar in den Schleifkörperaufnahmen festgelegt sind. Hier kann z.B. ein zentrales, z.B. ein pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Verriegelungssystem vorgesehen sein, das die Schleifkörper einer Anordnung insgesamt freigibt bzw. in den Schleifkörperaufnahmen verriegelt.
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Für ein automatisches Wechseln der Schleifreihen während des Betriebes kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Schleifgestell einen Drehantrieb zum Rotieren des Schleifbalkens in dem Gestellrahmen aufweist. Dieser Drehantrieb kann insbesondere motorisch betrieben sein, z.B. in Form eines Hydraulikantriebs oder auch eines Elektromotors. Es sollte dann mit Vorteil auch eine Bremse bzw. ein Sperrmittel vorgesehen sein, welches die Rotationsstellung des Schleifbalkens erhält und ein Verdrehen des Schleifbalkens aufgrund anliegender und durch die Schleifwirkung zwischen den Schleifkörpern und der Schiene, bzw. durch die ausgeübte Andruckkraft, mit der die Schleifkörper gegen die Schiene gepresst werden wirkender Drehmomente verhindert. Wie vorstehend bereits erläutert, wird aufgrund des von einer exakt radialen Anordnung der Schleifkörper ausgehenden Versatzes ein solches Drehmoment in verstärktem Maße ausgeübt, so dass es einer besonders wirksamen Bremse bzw. Verriegelung des Schleifbalkens bedarf. Wie schon ausgeführt gilt, dass je größer der Versatz gegenüber einer exakt radialen Ausrichtung der Schleifkörper ist, das Drehmoment umso höher ist. Hier nun ein in der Verriegelung des Schleifbalkens noch beherrschbar aufnahmebares Drehmoment einzuhalten, bildet eine Grenze des möglich einstellbaren Versatzes.
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In einer typischen Anwendung der Erfindung können die die Schleifkörper kreiszylinderförmig gebildet sein. Dies ist besonders wirksam für ein Umfangsschleifen mit den Schleifkörpern.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe eine, insbesondere selbstfahrend gebildete, Schienenschleifvorrichtung für das Schleifen von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt vorgeschlagen, die ein Fahrgestell und an dem Fahrgestell angeordnete Rädern zum Befahren der Schienen aufweist und die zudem wenigstens ein Schleifgestell mit wie vorstehend beschriebenen Eigenschaften und Merkmalen aufweist.
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Um den beim Beschleifen der Schienen entstehenden Schleifstaub einzufangen, abzuführen und letztlich zu sammeln, kann die Schienenschleifvorrichtung eine im Bereich des wenigstens einen Schleifgestells angeordnete Stauberfassung, z.B. mit einer Stauberfassungsschürze, aufweisen, die mit einer Ansaugleitung zum Ansaugen von mit Schleifstaub befrachteter Luft verbunden ist. Diese Stauberfassung kann aufgrund der besonderen Gestaltung des Schleifbalkens und der daran mit dem vorstehen erläuterten Versatz angeordneten Schleifkörperaufnahmen und Schleifkörper mit ausreichend Raum an die Schleifkörper, die sich in der Arbeitsposition, an der Schiene anliegend befinden, herangeführt werden, so dass eine umfassende Erfassung und Absaugung des entstehenden Schleifstaubes sehr effektiv erreicht werden kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Figuren und der nachfolgenden Beschreibung möglicher Gestaltungsvarianten, auch im Vergleich zu dargestellten Bauformen nach dem Stand der Technik.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des prinzipiellen Aufbaus eines Schleifgestells und einer mit diesem versehenen Schienenschleifvorrichtung;
- 2 in zwei Darstellungen a. und b. schematische Ansichten eines vier Schleifreihen aufweisenden Schleifbalkens gemäß dem Stand der Technik in einer Richtung entlang einer Balkenlängsachse des Schleifbalkens;
- 3 in einer den Ansichten der 2 vergleichbaren Ansicht eine Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Abwandlung des in den 1 und 2 gezeigten Schleifbalkens mit drei anstelle von vier Schleifreihen;
- 4 eine schematische Ansicht einer Anordnung von Schleifkörpern in einer Schleifreihe zur Veranschaulichung der Lage der Schleifkörperdrehachsen;
- 5 eine weitere schematische Ansicht einer Anordnung von Schleifkörpern in einer Schleifreihe zur Veranschaulichung der Lage der Schleif körperdrehachsen;
- 6 in der Darstellung nach 6a einen wie in 3 gezeigten Schleifbalken zur Verdeutlichung der die Ausrichtung des Schleifkörpers dort bestimmenden Geometrie und in der Darstellung nach 6b eine Vergrößerung des in dem in 6a eingezeichneten Kreises eingeschlossenen Bereichs zur weiteren Darstellung der geometrischen Verhältnisse;
- 7 in einer den Ansichten der 2 und 3 vergleichbaren Ansicht einen erfindungsgemäß gestalteten Schleifbalken;
- 8 in einer der 7 vergleichbaren, in Teilen noch weiter schematisierten Darstellung einen erfindungsgemäß gestalteten Schleifbalken sowie für das Verständnis der diesen bestimmenden Geometrie wesentliche Linien;
- 9 in einer schematischen Veranschaulichung eine Anordnung mit zwei erfindungsgemäßen und wie in den 7 und 8 gezeigt gestalteten Schleifbalken an den beiden im Gleis parallel verlegten Schienen zum Beschleifen beider Schienen im Gleis;
- 10 in einer der 7 bzw. 8 vergleichbaren Ansicht eine mögliche Abwandlung eines erfindungsgemäßen Schleifbalkens; und
- 11 eine schematische Ansicht eines Gleisverlaufs zur Veranschaulichung einer durch die Schienenoberkanten gebildeten Ebene sowie einer Gleismittelebene.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, bei denen es sich um schematische Darstellungen handelt, die nicht etwa detailgetreu und maßstabsgerecht ausgebildet sind, die hier offenbarte und beanspruchte Erfindung noch einmal näher erläutert und in Form von möglichen Ausgestaltungsvarianten dargelegt. Die Erläuterung erfolgt dabei auch unter Bezugnahme auf Figuren, die Gestaltungen nach dem bekannten Stand der Technik bzw. nicht erfindungsgemäße Beispiele zeigen, um so die mit der Erfindung erzielten Vorteile und Effekte besser darstellen zu können.
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In 1 ist zunächst schematisch eine Schienenschleifvorrichtung 1 für das Beschleifen von Schienen im Gleis während einer Überfahrt dargestellt. In dieser Schienenschleifvorrichtung 1, die hier zum Beispiel ein Schleifaggregat eines Schienenschleifzuges sein kann, ist als ein zentrales Element wenigstens ein Schleifgestell 2 vorgesehen und angeordnet. Dieses Schleifgestell 2 enthält seinerseits wiederum als ein zentrales Element wenigstens einen, insbesondere für rechte und linke Schiene je wenigstens einen, darin gelagerten Schleifbalken 3, der um eine Balkenlängsachse BL relativ zu dem Schleifgestell 2 rotiert und in einer ausgewählten Rotationsposition festgelegt werden kann. Für das Rotieren des Schleifbalkens 3 kann insbesondere ein motorischer Antrieb, zum Beispiel eine Antriebshydraulik, vorgesehen sein. Um den Schleifbalken 3 in einer eingestellten Rotationsposition zu halten, kann ein entsprechender Brems- oder Rastmechanismus vorgesehen sein. Dieser ist insbesondere so ausgelegt, dass er während des Betriebs an dem Schleifbalken 3 angreifenden Kräften und Momenten widersteht und den Schleifbalken 3 in dem Schleifgestell 2 in seiner Position hält. Entlang des Umfanges des Schleifbalkens 3, in verschiedenen Positionen verteilt, sind in Längsrichtung des Schleifbalkens 3 hintereinander angeordnet Schleifkörperaufnahmen 4 mit darin festgelegten Schleifkörpern 5, 5' angeordnet. Die Schleifkörper 5 sind dabei ein einer Arbeitsposition orientiert, die Schleifkörper 5' befinden sich in einer Warteposition.
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Die Schleifkörper 5, 5' sind in den Schleifkörperaufnahmen 4 dabei um eine Schleifkörperdrehachse frei drehend gelagert, wobei sich die Schleifkörperdrehachsen in einem Winkel zu der Balkenlängsachse BL erstrecken, der insbesondere von einem rechten Winkel abweicht, zum Beispiel 40° bis 60° betragen kann. Die Schleifkörper 5, 5' sind um die Schleifkörperdrehachse rotationssymmetrisch gebildet. Sie sind ferner insbesondere lösbar in den Schleifkörperaufnahmen 4 angeordnet, sodass sie, wenn sie verschlissen sind, einfach aus den Schleifkörperaufnahmen 4 entnommen und durch neue, frische Schleifkörper 5, 5' ersetzt werden können. Um die Schleifwirkung zu steigern, sind - wie in 1 ersichtlich - an unterschiedlichen Winkelpositionen des Schleifbalkens 3, insbesondere an wenigstens zwei solch unterschiedlichen Positionen, mehrere Schleifkörperaufnahmen 4 in Schleifreihen 6, 6' zusammengefasst angeordnet, die in Längsrichtung des Schleifbalkens 3 verlaufen. So ergibt sich eine Art revolverartiger Anordnung, aufgrund derer durch ein Rotieren des Schleifbalkens 3 in dem Schleifgestell 2 die Schleifreihen 6, 6' und die darin angeordneten Schleifkörper 5, 5' durchgetauscht und jeweils eine derartige Schleifreihe 6 in der Weise angeordnet werden kann, dass die darin angeordneten Schleifkörper 5 an der im Gleis verlegten Schiene S anliegen und dort den Schienenkopf SK schleifend bearbeiten können. Die weitere(n) Schleifreihe(n) 6' mit den Schleifkörpern 5' befinden sich dann in der Warteposition.
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Im Betrieb fährt die Schienenschleifvorrichtung 1 auf Schienenrädern 7 über die im Gleis verlegten Schienen S, wobei an den Schienenkopf SK der zu beschleifenden Schiene S angelegte Schleifkörper 5 über diese Schiene S gezogen werden. Durch diese Relativbewegung werden die frei drehend gelagerten Schleifkörper 5 in Rotation versetzt, sodass sie abrasiv wirken und zum Beschleifen der Schiene S, genauer des Schienenkopfes SK, abrasiv entlang einer Schleifspur Material abtragen. Um diese Wirkung zu erzielen, wird der Schleifbalken 3 mit einer vorgebbaren Anpresskraft gegen den Schienenkopf SK gedrückt, kann gegebenenfalls das gesamte Schleifgestell 2 in einer solchen Weise gegen den Schienenkopf SK gedrückt werden.
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Bei der in 1 schematisch gezeigten Schienenschleifvorrichtung kann es sich prinzipiell um eine solche handeln, die gemäß dem Stand der Technik gebildet ist, aber auch um eine solche, die mit einer wie weiter unten stehend näher beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Schleifgestells 2 bzw. eines Schleifbalkens 3 versehen ist.
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Nachfolgend werden zunächst bekannte Ausgestaltung eines herkömmlichen Schleifbalkens 3 nach dem Stand der Technik beschrieben, wie sie in den 2 a und b, 3 sowie 6 a und b gezeigt sind. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schleifbalken 3 sind an einem zentralen Balkenstück 8, das typischerweise rohrförmig gebildet sein kann mit kreisrundem Querschnitt, in gleichen Winkelabständen von jeweils 90°, bzw. von jeweils 120° verteilt in vier, bzw. drei Schleifreihen Konsolen 9 angeordnet, an denen jeweils in Längsrichtung des Schleifbalkens 3 hintereinander reihenförmig angeordnet Schleifkörperaufnahmen 4 festgelegt sind, in denen wiederum die Schleifkörper 5, 5' in der wie vorstehend beschriebenen schrägen Ausrichtung mit freidrehenden Drehachsen lösbar montiert sind. Im Inneren der Konsolen 9 kann insbesondere ein Betätigungsmechanismus für die Verriegelung, bzw. Freigabe der Schleifkörper 5, 5' untergebracht sein.
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2 zeigt einen bekannten Schleifbalken mit vier Schleifreihen. In der 2a ist dabei eine Situation dargestellt, in der Schleifkörper 5 einer Schleifreihe 6 in der Arbeitsposition an dem Schienenkopf SK einer Schiene S an der zum Gleisinnern zeigenden Fahrkante angreifen, um diese durch Beschleifen zu bearbeiten. Um hier die an dem typisch abgerundet geformten Schienenkopf SK auf der Gleisinnenseite liegende Fahrkante zu beschleifen, muss der Schleifbalken 3 entsprechend abgesenkt und verschwenkt werden, was durch den Pfeil P und den Doppelpfeil D veranschaulicht ist. Hierbei ragt dann eine nach innen zur Gleismitte zeigende Schleifreihe 6, ragen insbesondere die dort in einer unteren Warteposition angeordneten Schleifkörper 5', nach innen und nach unten zeigend zum Gleisgrund. Schraffiert ist dabei ein Raum R veranschaulicht, der in dieser Situation bis zu einer durch den Verlauf der Schienenoberkanten bestimmten Ebene SE und bis zu einer lotrecht auf dieser Ebene liegenden Gleismittelebene GE (vergleiche 11) verbleibt, um dort insbesondere weitere Bestandteile der Schienenschleifvorrichtung 1 anzuordnen bzw. diese dorthin zu bringen, wie insbesondere Abschirm- bzw. Einhausungs- oder Leitelemente einer Stauberfassung. Mit dem Pfeil P ist zudem auch noch veranschaulicht, dass der Schleifbalken 3 mit den Schleifkörpern 5 mit einer für die Schleifbearbeitung erforderlichen Anpresskraft gegen den Schienenkopf SK gepresst wird.
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In der Figur Ziffer 2a ist eine Situation dargestellt, wie sie sich ergibt, wenn der Schienenkopf SK bis zu einer Position Z -8 beschliffen wird, dies ist eine Position, die 8 mm unterhalb des höchsten und zentralen Punktes des Schienenkopfes SK, gesehen im Querschnitt, liegt. Soll ein weiter hinab reichendes Beschleifen der Fahrkante erfolgen, insbesondere bis zu einer Position Z -14, also einem Punkt, der 14 mm unterhalb des zentralen obersten Punktes des Schienenkopfes SK liegt , ist mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Schleifbalken 3 eine noch weiter nach außen und unten verschwenkte Position einzustellen, wie sie in Figur Ziffer 2b gezeigt ist. Deutlich zu erkennen ist hier, dass die - im Betrieb in dieser Stellung nicht im Eingriff mit der Schiene S stehende, in einer unteren Warteposition befindliche und nach innen unten vorstehende Schleifreihe 6' und dass die darin angeordneten Schleifkörper 5' nun noch weiter in Richtung der Ebene SE ragen und so den Raum R erheblich verringern, sodass für ein Einbringen von weiteren Bestandteilen, insbesondere Leitblechen einer Stauberfassung, kaum ausreichender Raum mehr verbleibt.
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Einen möglichen Ansatz, hier auch bei tiefer hinabreichenden Schleifpositionen den Raum R zu vergrößern, bzw. diesen weniger zu beeinträchtigen, ist mit einer in 3 dargestellten Variante eines Schleifbalkens 3 gegeben. Bei diesem ist die Anzahl der Schleifreihen 6, 6' auf drei solcher Schleifreihen 6, 6' reduziert, die in gleichmäßig gehaltenen Winkelabständen von 120° entlang des Umfangs des Schleifbalkens 3 verteilt angeordnet sind. Eine solche Reduktion auf die Anzahl von drei Schleifreihen 6, 6' mit Schleifkörpern 5, 5', die jeweils in einer Reihe entlang des Schleifbalkens 3 angeordnet sind, stellt einen Kompromiss dar, bei dem noch immer drei Sätze von Schleifkörpern 5, 5' vorgesehen sind, die während des laufenden Betriebes durch ein Rotieren des Schleifbalkens 3 durchgetauscht werden können, was weiterhin zu einer akzeptablen Schleifreichweite führt (was bei lediglich zwei derartigen Schleifkörperreihen bereits kritisch werden könnte). Aber auch eine solche Lösung führt, wie dies in der 3 zu erkennen ist, weiterhin zu einer deutlichen Beschränkung des Raumes R, in dem entsprechende weitere Bauteile einer Schienenschleifvorrichtung 1 angeordnet bzw. in diesen Raum R hineingebracht werden müssen, um insbesondere einer umfassende Erfassung und Absaugung von entstehendem Schleifstaub zu gewährleisten.
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Entsprechend haben die Erfinder sich ein weiteres Konzept erdacht, mit dem der Raum R auch bei in der Arbeitsposition tiefer am Schienenkopf SK angreifendem Schleifkörper 5 ausreichend groß gehalten werden kann, um dort nun weitere Elemente vorzusehen, insbesondere solche, die der Erfassung und Absaugung von beim Beschleifen der Schienen S entstehendem Schleifstaub dienen.
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Bevor die erfindungsgemäß andere Gestaltung des Schleifbalkens 3 nachstehend näher erläutert wird, sollen zunächst einige weiteren Erläuterungen zur grundsätzlichen Geometrie bei den Schleifbalkenanordnungen und zu den Verhältnissen bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schleifbalken 3, insbesondere in deren Betrieb, erläutert werden.
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Zunächst einmal zeigen die 4 und 5 in schematischen Darstellungen geometrische Besonderheiten, bzw. Eigenschaften der Anordnung der in den Schleifreihen 6 zusammengefassten Schleifkörper 5. Zu erkennen sind die Schleifkörperdrehachsen SD, die (vergl. insbesondere 4) zu einer Balkenlängsachse BL des Schleifbalkens, an dem sie montiert sind, in einem von 90° verschiedenen Winkel geneigt verlaufen. Diese Schleifkörperdrehachsen SD der Schleifkörper 5 einer Schleifreihe 6, die, wie es die Darstellungen in den 4 und 5 zeigen, auch in unterschiedliche Richtungen gegenüber der Balkenlängsachse BL geneigt orientiert sein können, liegen allesamt in einer gemeinsamen Ebene E, die fortan als erste Ebene E bezeichnet wird, spannen diese erste Ebene E gleichermaßen auf. Weiterhin sind Achsmittelpunkte M der Schleifkörper 5 zu erkennen, die die halbe Längserstreckung der Schleifkörper 5 entlang der Schleifkörperdrehachsen SD markieren.
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In 5 sind auf die erste Ebene E gefällte Lote L eingezeichnet, die durch die Achsmittelpunkte M der Schleifkörper 5 verlaufen. Zu jedem der Schleifkörper 5 gibt es entsprechend ein solches Lot L.
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Anhand der 6 a und b wird nun die besondere geometrische Anordnung und Ausrichtung der Schleifkörper 5, 5' in einem im Stand der Technik gebräuchlichen Schleifbalken 3 noch einmal näher erläutert, wobei auf die zuvor in den 4 und 5 in Bezug genommenen Schleifkörperdrehachsen SD, Achsmittelpunkte M und Lote L zurückgegriffen wird.
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Zu erkennen ist in diesen Figuren, dass die auf der ersten Ebene E, die durch die Schleifkörperdrehachsen SD aufgespannt wird, senkrecht stehenden und durch die auf der Hälfte der axialen Länge B der Schleifkörper 5, 5' gelegenen Achsmittelpunkte M verlaufenden Lote aller Schleifreihen die Balkenlängsachse BL schneiden. Die bisherigen Schleifbalken 3 sind in dieser Weise konstruiert, da dann nämlich die auf den Schleifbalken beim Anpressen der Schleifkörper 5 der in Arbeitsposition befindlichen Schleifreihe 6 gegen den zu beschleifenden Schienenkopf einer Schiene S wirkende Gegenkraft radial abgefangen wird und somit kein Dreh- oder Torsionsmoment auf den Schleifbalken ausübt. Entsprechend erfolgt dort das Anpressen und erfolgt auch die Zustellung der nach und nach verschleißenden Schleifkörper 5 in Richtung der jeweiligen Lote L. Dies stellt sicher, dass die Schleifkörper 5 im Betrieb strikt radial abnutzen und sich die Schleifspur auf der Schiene S nicht verändert.
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In den 7 und 8 ist nun ein jeweils zu den Darstellungen der 2 und 3 vergleichbaren Abbildungen eine erfindungsgemäße Gestaltung eines Schleifbalkens 3 gezeigt. Dabei lassen zunächst einmal die Gegenüberstellung der 7 mit der daneben dargestellten 3 und auch noch einmal mit der in der 7 gestrichelt eingezeichneten Position eines Schleifbalkens 3, wie er in 3 gezeigt ist, die erreichten Vorteile in der räumlichen Anordnung klar erkennen; der Raum R ist bei der erfindungsgemäßen Gestaltung nach 7 bei gleicher Anstellung der in der Arbeitsposition befindlichen Schleifkörper 5 an den Schienenkopf SK deutlich größer als bei der in 3 gezeigten bekannten Gestaltung des Schleifbalkens 3.
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Das Besondere an dem erfindungsgemäßen Konzept, das nachfolgend insbesondere unter Bezugnahme auf die 8, in der zur besseren Übersicht der in der Arbeitsposition befindliche Schleifkörper 5 noch einmal weiter schematisiert dargestellt und ohne die zugehörige Schleifkörperaufnahme gezeigt ist, noch näher erläutert werden wird, besteht nun darin, dass die Schleifkörperaufnahmen 4 und mithin die darin angeordneten Schleifkörper 5, 5' nicht mehr wie in dem in den 2 und 3 dargestellten Stand der Technik in einer streng radialen Ausrichtung zu dem Schleifbalken 3 vorgesehen sind, sondern dass diese unter Ausbildung eines Versatzes angeordnet sind, zum Beispiel durch wie in der 4 dargestellt in einer gekröpften Weise ausgebildete Konsolen 9'. Der Versatz, der hier gebildet wird, lässt sich insbesondere geometrisch anhand von folgenden Kriterien beschreiben:
- Auch bei der erfindungsgemäßen Gestaltung des Schleifbalkens 3, bzw. des diesen aufweisenden Schleifgestells sind die Schleifkörper 5, 5' jeweils einer Schleifreihe 6, 6' in den Schleifkörperaufnahmen 4 so angeordnet, dass deren Schleifkörperdrehachsen SD in einer gemeinsamen ersten Ebene E liegen. Allerdings sind die Schleifkörper 5, 5' abweichend vom Stand der Technik nun gerade nicht so orientiert, dass für jeden Schleifkörper 5, 5' ein von seinem Achsmittelpunkt M ausgehendes Lot L zu der zugehörigen ersten Ebene E die Balkenlängsachse schneidet, sondern vielmehr derart, dass dieses Lot L die Balkenlängsachse BL gerade nicht schneidet. Es entsteht hier mit anderen Worten ausgehend von der gewollt streng radial erfolgten Ausrichtung der Schleifkörper nach dem Stand der Technik, die gewählt wird, um das Auftreten von Dreh- bzw. Torsionsmomenten am Schleifbalken 3 während des Betriebes zu verhindern, ein tangentialer Versatz. Gleichzeitig bleibt die Richtung des Anpressens und der Zustellung der verschleißenden Schleifköper 5 in der Arbeitsposition unverändert gegenüber dem Stand der Technik.
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Dieser Versatz kann näher durch einen Abstand a ausgedrückt werden, den eine senkrecht zu der Balkenlängsachse BL orientierte und das Lot L einschließende zweite Ebene F (diese zweite Ebene F liegt in der 8 senkrecht zu der Zeichenebene und fällt insoweit in der zweidimensionalen Darstellung mit dem Lot L zusammen) zu einer parallel zu dem Lot L verlaufenden, die Balkenlängsachse BL schneidende Gerade G aufweist. Dieser Abstand a kann zum Beispiel im Bereich zwischen 20 und 100 mm betragen, wobei grundsätzlich gilt, dass je größer dieser Abstand a ist, umso weniger der Raum R beeinträchtigt wird, desto mehr Platz also an dieser Stelle verbleibt. Andererseits bestimmt dieser Abstand a aber auch den Hebelarm, über den nun die beim Schleifen entlang des Lots L in Richtung des Schleifbalkens 3 wirkende Reaktionskraft ein Drehmoment bzw. ein Torsionselement auf den Schleifbalken 3 ausübt. Je größer also der Abstand a gewählt wird, desto größer wird daher auch das Dreh- bzw. Torsionsmoment, das auf den Schleifbalken 3 wirkt. Hier ist insoweit für den Abstand a dort eine Grenze gesetzt, wo das durch mit diesem skalierende Drehmoment bzw. Torsionselement mit entsprechend extra vorzusehenden, bzw. gegenüber bekannten Lösungen deutlich verstärkt, bzw. leistungsstärker zu bildenden Rast- bzw. Haltemitteln nicht mehr zuverlässig aufgefangen bzw. kompensiert werden kann, um den Schleifbalken 3 in seiner eingestellten Rotationsposition zu halten. Der Abstand a kann z.B. mindestens 20 mm. Mit Vorteil auch mindestens 50 mm betragen. In einem praktischen Beispiel haben die Erfinder für den Abstand a ein Maß von 70 mm gewählt. Es sind aber auch größere Werte denkbar, z.B. ein Abstand a von 100 mm. Je größer der Abstand a gewählt wird, umso größer wird die Distanz, um die eine in der Warteposition befindliche Schleifreihe 6' von einem Niveau der Schienenoberkanten angehoben ist. Allerdings ergibt ein größerer Abstand a auch ein höheres auf dem Schleifbalken 3 lastendes Dreh- bzw. Torsionsmoment, das es abzufangen gilt. Der Abstand a kann insbesondere auch so gewählt sein, dass die Gerade G nicht durch den Schleifkörper 5, 5' verläuft.
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Im Vergleich der 3 und 7 und auch in der 8 ist gut zu erkennen, dass bei gleicher eingestellter Schleifposition am Schienenkopf SK nicht nur der Raum R deutlich voluminöser ausgeprägt ist, dass insbesondere der in der in den Figuren jeweils rechts dargestellten Wartestellung befindliche Schleifkörper 5' deutlich höher angeordnet verbleibt, sondern auch dass die Balkenlängsachse L bei Einstellung der gleichen Schleifpositionen des in der Arbeitsposition an dem Schienenkopf SK anliegenden Schleifkörpers 5 deutlich höher und näher zur Schiene S liegend angeordnet ist. Dies bringt einen weiteren Vorteil mit sich, da zum Tauschen einer reihenförmigen Schleifreihe 6 mit verschlissenen Schleifkörpern 5 gegen eine neue Schleifreihe 6' mit noch frischen Schleifkörpern 5' durch Rotieren des Schleifbalkens 3 dieser nicht so hoch angehoben werden muss, da er bereits in einer deutlich höher gelegenen Position befindlich ist und dadurch beim Rotieren des Schleifbalkens 3 eine Verletzung des Lichtraums auch bei einem geringen Hubweg vermieden, jedenfalls deutlich vermindert, werden kann. Dies führt zu einem schnelleren Stellvorgang, sodass das rotierende Durchtauschen von Schleifkörpern 5, 5' während des Betriebs zügiger erfolgen kann, entsprechend weniger Ausfallzeiten bestehen bzw. eine Strecke eines mit dem gerade rotierten Schleifbalken 3 nicht geschliffenen Schienenabschnitts kürzer ausfällt.
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In 8 sind dann auch noch einmal weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung veranschaulicht:
- Durch die besondere versetzte Anordnung der Schleifkörper 5, 5' an dem Schleifbalken 3 ragt ein in der Warteposition in Richtung zur Gleismitte zeigender Schleifkörper 5 um ein erstes Maß b weniger in den in Richtung Gleismitte weisenden Raum hinein als bei einer vergleichbaren Anstellung eines mit drei exakt radial ausgerichtete Schleifreihen 6, 6' aufweisenden Schleifbalkens 3 nach dem Stand der Technik. Weiterhin ist auch zu erkennen, dass die in der genannten Warteposition befindlichen Schleifkörper 5' bei dem erfindungsgemäß gestalteten Schleifbalken 3 um ein zweites Maß c höher liegen als bei dem vergleichbar zum Arbeiten ausgerichteten Schleifbalken 3 nach dem Stand der Technik. Dieses zweite Maß c ist der Abstand der Lote L' der Schleifkörper in der Warteposition gemäß Gestaltung nach dem Stand der Technik gegenüber der erfindungsgemä-ßen Gestaltung.
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9 ist weiterhin eine schematische Darstellung von zwei an beiden in einem Gleis GL auf Schwellen SW verlegten Schienen S, genauer an deren Schienenköpfen, mit Schleifkörpern 5 je einer in Arbeitsposition befindlichen Schleifreihe 6 zum Beschleifen angreifenden Schleifbalken 3 gezeigt. Dies ist eine Situation, wie sie typischerweise bei einer Schienenschleifvorrichtung vorkommt, die in der Regel beide Schienen S im Gleis GL in einem Arbeitsgang beschleift. In dieser Figur ist gut zu erkennen, wie sich der Raumgewinn im Bereich des Gleisinnern auswirkt, dass dort nämlich Raum für die Anordnung weiterer Elemente der Schienenschleifvorrichtung verbleibt, wie z.B. von Leitstrukturen einer Stauberfassung, aber auch Raum für Bedienpersonal, wenn dieses z.B. die Schleifkörper 5, 5' austauschen muss.
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In 10 ist schließlich eine alternativ gestaltete Form eines Schleifbalkens 3 gezeigt. Hier ist nicht eine im Querschnitt kreisförmige und rohrförmige Grundstruktur des Schleifbalkens 3 vorgesehen, an der Konsolen 9' befestigt sind, die zum Beispiel mit durch Laschen 10 geführte Schrauben oder durch Verschweißen dieser Laschen 10 mit dem Grundkörper des Schleifbalkens 3 dort festgelegt werden müssen, sondern es ist von vornherein ein den Versatz ausbildender Grundkorpus geformt durch Verbinden, insbesondere Verschweißen, von mehreren, insbesondere plan verlaufenden Blechen. Auf diese Weise können an dem so gestalteten erfindungsgemäßen Schleifbalken 3 einfach die auch im Stand der Technik verwendeten Konsolen 9 angeordnet werden. Der Versatz wird hier also nicht durch die besondere Gestaltung der Konsolen 9' erhalten, sondern vielmehr durch die besondere Bildung des Schleifbalkens 3, bzw. seines Grundkörpers an sich.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist noch einmal deutlich geworden, welche besonderen Merkmale und vor allem Vorteile die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Schleifgestells und seines Schleifbalkens sowie einer mit einem solchen Schleifgestell und einem derartigen Schleifbalken versehene Schienenschleifvorrichtung mit sich bringt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schienenschleifvorrichtung
- 2
- Schleifgestell
- 3
- Schleifbalken
- 4
- Schleifkörperaufnahme
- 5
- Schleifkörper in Arbeitsposition
- 5'
- Schleifkörper in Warteposition
- 6
- Schleifreihe in Arbeitsposition
- 6'
- Schleifreihe in Warteposition
- 7
- Schienenrad/Schienenführung
- 9
- Schleifkörper-Konsole in Warteposition
- 9'
- Schleifkörper-Konsole in Arbeitsposition
- 10
- Befestigungslasche
- a
- Abstand
- b
- erstes Maß
- c
- zweites Maß
- B
- axiale Länge
- D
- Doppelpfeil
- E
- erste Ebene
- F
- zweite Ebene
- G
- Gerade
- GL
- Gleis
- GM
- Gleismittelebene
- L
- Lot
- L'
- Lot
- LA
- Balkenlängsachse
- M
- Achsmittelpunkt
- P
- Pfeil
- S
- Schiene
- SD
- Schleifkörperdrehachse
- SE
- Ebene
- SK
- Schienenkopf
- SW
- Schwelle
