DE102021200647A1

DE102021200647A1 - Verfahren und Schleifaggregat zum trockenen Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises

Info

Publication number: DE102021200647A1
Application number: DE102021200647.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pfingstl; Thomas Weichenberger; Ralf-Peter Seidenkranz
Original assignee: Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Current assignee: Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2022-07-28
Also published as: WO2022161853A1

Abstract

Ein Schleifaggregat (16) zum trockenen Schleifen von Schienen (2) umfasst ein Traggestell (18), an dem mindestens ein Schleifwerkzeug (W11bis W23) angeordnet ist. Das mindestens eine Schleifwerkzeug (W11bis W23) ist mittels mindestens eines Schleifwerkzeug-Antriebs (A1, A2) abwechselnd in einer ersten Schienenlängsrichtung (D1) und in einer entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung (D2) relativ zu dem Traggestell (18) bewegbar. Durch die oszillierende Bewegung können die Schienen (2) in einfacher und effizienter Weise einer Schleifbearbeitung unterzogen werden. Die durch das Schleifen entstehenden Partikel (P) weisen eine geringe kinetische Energie und/oder eine geringe thermische Energie auf und können in einfacher Weise abgesaugt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Schleifaggregat zum trockenen Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Ferner betrifft die Erfindung ein Instandhaltungsfahrzeug mit mindestens einem derartigen Schleifaggregat.
Aus der EP 2 886 714 A1 ist ein Schleifaggregat zum Schleifbearbeiten von Schienen bekannt. Das Schleifaggregat umfasst Umfangsschleifkörper, die um eine jeweilige Schleifkörperdrehachse frei rotierend gelagert sind und unter einem spitzen Winkel zu einer Schienenlängsrichtung fortbewegt werden. Durch die Relativbewegung einer Schleifkörpermantelfläche zu einer Schienenoberfläche entsteht eine Schleifwirkung. Die entstehenden sehr heißen Abriebpartikel werden von der Schienenoberfläche seitlich fortgeschleudert und mittels eines Abschirmelements abgefangen und abgesaugt. Das Abschirmelement ist hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Verfahren zum trockenen Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug mittels des mindestens einen Schleifwerkzeug-Antriebs abwechselnd in der ersten Schienenlängsrichtung und in der entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung relativ zu dem Traggestell bzw. der mindestens einen Schiene bewegt wird, wird die mindestens eine Schiene in einfacher und effizienter Weise geschliffen. Die durch das Schleifen entstehenden Partikel haben eine geringe kinetische Energie und/oder eine geringe thermische Energie, so dass die Partikel auf einfache und effiziente Weise abgesaugt werden können, wodurch das Schleifen der mindestens einen Schiene umweltschonend ist. Das mindestens eine Schleifwerkzeug führt eine oszillierende Bewegung in der ersten Schienenlängsrichtung und in der entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung durch. Das Schleifen erfolgt trocken, also ohne das Zuführen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Kühlflüssigkeit. Hierdurch wird ein einfaches und effizientes Absaugen der durch das Schleifen entstehenden Partikel gewährleistet. Die durch das Schleifen entstehenden Partikel umfassen Schleifstäube, wie beispielsweise abgeschliffene Metallpartikel der mindestens einen Schiene und/oder Schleifpartikel des mindestens einen Schleifwerkzeugs. Das mindestens eine Schleifwerkzeug hat vorzugsweise eine Querschnittsform, die zumindest abschnittsweise negativ zu einer Soll-Querschnittsform bzw. einem Soll-Querschnittsprofil der mindestens einen Schiene geformt ist.
Der mindestens eine Schleifwerkzeug-Antrieb dient zum Bewegen des mindestens einen Schleifwerkzeugs abwechselnd in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung relativ zu dem Traggestell. Der mindestens eine Schleifwerkzeug-Antrieb ist elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch ausgebildet. Der mindestens eine Schleifwerkzeug-Antrieb ist vorzugsweise als Exzenterantrieb ausgebildet, der eine Rotationsbewegung in eine oszillierende Bewegung, insbesondere in eine oszillierende Linearbewegung umwandelt.
Ein Verfahren nach Anspruch 2 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Dadurch, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug während des Schleifens ausschließlich translatorisch in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung bewegt wird, ist die kinetische Energie und/oder die thermische Energie der durch das Schleifen entstehenden Partikel gering. Durch das translatorische Bewegen in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung wird ein zu schleifender Abschnitt der mindestens einen Schiene mehrfach von dem mindestens einen Schleifwerkzeug bearbeitet, wodurch das Schleifen in einfacher und effizienter Weise erfolgt. Das mindestens eine Schleifwerkzeug führt während des Schleifens insbesondere ausschließlich eine oszillierende lineare Bewegung in der ersten Schienenlängsrichtung und in der zweiten Schienenlängsrichtung durch.
Ein Verfahren nach Anspruch 3 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Dadurch, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug nicht rotiert, sind die kinetische Energie und/oder die thermische Energie der durch das Schleifen entstehenden Partikel gering. Die Partikel können auf einfache und effiziente Weise abgesaugt werden, wodurch das Schleifen umweltschonend ist. Das mindestens eine Schleifwerkzeug weist insbesondere keine eigene Rotationsachse bzw. Drehachse auf, um die das mindestens eine Schleifwerkzeug rotieren würde. Das mindestens eine Schleifwerkzeug ist insbesondere nicht rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse ausgebildet.
Ein Verfahren nach Anspruch 4 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Das mindestens eine Schleifwerkzeug wird während des Schleifens mit der Frequenz f_S relativ zu dem Traggestell bewegt. Das mindestens eine Schleifwerkzeug führt zum Schleifen der mindestens einen Schiene eine oszillierende Bewegung in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung und mit einer Frequenz f_S durch. Die Frequenz f_S gewährleistet ein einfaches und effizientes Schleifen, da das mindestens eine Schleifwerkzeug einerseits eine zum Schleifen ausreichende Relativbewegung zu der mindestens einen Schiene durchführt und andererseits die kinetische Energie und/oder die thermische Energie der durch das Schleifen entstehenden Partikel und/oder die mechanische Belastung des Schleifaggregats gering ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 5 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Das mindestens eine Schleifwerkzeug wird während des Schleifens mit der Anpresskraft F_A gegen die mindestens eine Schiene gepresst. Hierbei wird das mindestens eine Schleifwerkzeug insbesondere mit einer Frequenz f_S relativ zu dem Traggestell bewegt. Die Anpresskraft F_A gewährleistet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug während der Bewegung relativ zu der mindestens einen Schiene eine gewünschte abrasive Wirkung hat und das mindestens eine Schleifwerkzeug dennoch mittels des Schleifwerkzeug-Antriebs in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung bewegbar ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 6 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Das mindestens eine Schleifwerkzeug hat in der ersten Schienenlängsrichtung bzw. in der zweiten Schienenlängsrichtung die Länge L_W und wird während des Schleifens mit der Amplitude A_S in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung oszillierend relativ zu dem Traggestell bewegt. Das Verhältnis A_S/L_W gewährleistet eine für das Schleifen erforderliche Relativbewegung zwischen dem mindestens einen Schleifwerkzeug und der mindestens einen Schiene. Die durch das Schleifen entstehenden Partikel weisen eine geringe kinetische und/oder thermische Energie auf, so dass diese einfach abgesaugt werden können. Weist das Schleifaggregat mehrere Schleifwerkzeuge auf, so gilt vorzugsweise für jedes Schleifwerkzeug der definierte Bereich für das Verhältnis A_S/L_W.
Ein Verfahren nach Anspruch 7 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Das Schleifaggregat umfasst vorzugsweise mindestens zwei Schleifwerkzeuge, die synchron miteinander bewegt werden. Synchron bedeutet insbesondere, dass die mindestens zwei Schleifwerkzeuge überwiegend, insbesondere ausschließlich, in derselben Schienenlängsrichtung bewegt werden, also überwiegend, insbesondere ausschließlich, zeitgleich in der ersten Schienenlängsrichtung oder der zweiten Schienenlängsrichtung bewegt werden. Die mindestens zwei Schleifwerkzeuge sind zum Schleifen von einer der Schienen in der ersten Schienenlängsrichtung bzw. der zweiten Schienenlängsrichtung nacheinander angeordnet und/oder zum Schleifen von zwei Schienen quer zu der ersten Schienenlängsrichtung bzw. der zweiten Schienenlängsrichtung nebeneinander angeordnet. Hierdurch wird der in Schleifbearbeitung befindliche Abschnitt mindestens einer Schiene, also einer der Schienen oder der zwei Schienen, vergrößert.
Das Schleifaggregat umfasst vorzugsweise mindestens zwei Schleifwerkzeuge, die gegenläufig zueinander bewegt werden. Gegenläufig bedeutet insbesondere, dass die mindestens zwei Schleifwerkzeuge überwiegend, insbesondere ausschließlich, in unterschiedlichen Schienenlängsrichtungen bewegt werden, also ein erstes Schleifwerkzeug in der ersten Schienenlängsrichtung und überwiegend, insbesondere ausschließlich, zeitgleich ein zweites Schleifwerkzeug in der zweiten Schienenlängsrichtung und umgekehrt. Vorzugsweise schleifen die mindestens zwei Schleifwerkzeuge während der gegenläufigen Bewegung eine der Schienen und/oder zwei Schienen. Hierdurch wird einerseits der in Schleifbearbeitung befindliche Abschnitt der mindestens einen Schiene vergrößert und andererseits aufgrund der gegenläufigen Bewegung die mechanische Beanspruchung des Schleifaggregats reduziert.
Vorzugsweise weist das mindestens eine Schleifaggregat mindestens vier Schleifwerkzeuge auf, wobei ein erstes Schleifwerkzeug und ein zweites Schleifwerkzeug zum Schleifen einer ersten Schiene gegenläufig zu einander bewegt werden und ein drittes Schleifwerkzeug und ein viertes Schleifwerkzeug zum Schleifen einer zweiten Schiene gegenläufig zueinander bewegt werden. Das erste Schleifwerkzeug und das dritte Schleifwerkzeug und/oder das zweite Schleifwerkzeug und das vierte Schleifwerkzeug werden vorzugsweise synchron zueinander bewegt. Vorzugsweise umfasst das Schleifwerkzeug eine Anzahl N von Schleifwerkzeugen, wobei die Anzahl N insbesondere gerade ist und vorzugsweise durch vier teilbar ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 8 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Das Schleifaggregat weist mindestens zwei Schleifwerkzeuge auf, die abwechselnd in unterschiedlichen Schienenlängsrichtungen gegenläufig bewegt werden. Die mindestens zwei Schleifwerkzeuge werden somit oszillierend und gegenläufig zueinander bewegt. Ein erstes Schleifwerkzeug wird beispielsweise in der ersten Schienenlängsrichtung bewegt, wohingegen überwiegend, insbesondere ausschließlich, zeitgleich ein zweites Schleifwerkzeug in der entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung bewegt wird. Durch die gegenläufige Bewegung der mindestens zwei Schleifwerkzeuge wird eine mechanische Belastung des Schleifaggregats reduziert. Die mindestens zwei Schleifwerkzeuge führen ein Schleifen von einer der Schienen und/oder von zwei Schienen durch.
Ein Verfahren nach Anspruch 9 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Das Traggestell wird während des Schleifens kontinuierlich und/oder abschnittsweise zu der mindestens einen Schiene bewegt. Vorzugsweise ist das Traggestell Teil eines Fahrgestells, bei dem Räder, insbesondere Schienenräder, an dem Traggestell angeordnet sind. Das Fahrgestell dient insbesondere zum Bewegen des Traggestells mit dem mindestens einen daran angeordneten Schleifwerkzeug auf den Schienen in der ersten Schienenlängsrichtung bzw. der zweiten Schienenlängsrichtung. Vorzugsweise wird das Traggestell kontinuierlich ausschließlich in einer der Schienenlängsrichtungen bewegt, also in der ersten Schienenlängsrichtung oder in der zweiten Schienenlängsrichtung. Das Traggestell wird während des Schleifens mit einer Arbeitsgeschwindigkeit v_A relativ zu der mindestens einen Schiene bzw. den Schienen bewegt, wobei insbesondere gilt: 0,1 km/h ≤ v_A ≤ 10 km/h, insbesondere 0,5 km/h ≤ v_A ≤ 8 km/h, und insbesondere 1 km/h ≤ v_A ≤ 6 km/h.
An einer zu schleifenden Stelle der mindestens einen Schiene wird insbesondere eine Anzahl M von Schleifbearbeitungen durchgeführt, wobei vorzugsweise gilt: 2 ≤ M ≤ 20, insbesondere 3 ≤ M ≤ 18, und insbesondere 4 ≤ M ≤ 16. Eine Schleifbearbeitung ist insbesondere dann beendet, wenn das mindestens eine Schleifwerkzeug die Bewegungsrichtung gewechselt hat, also die Bewegungsrichtung von der ersten Schienenlängsrichtung zu der zweiten Schienenlängsrichtung und umgekehrt gewechselt hat. Die Anzahl M ist insbesondere abhängig von einer Frequenz f_S und/oder einer Amplitude A_S, mit der das mindestens eine Schleifwerkzeug relativ zu dem Traggestell bewegt wird, von einer Länge L_W des mindestens einen Schleifwerkzeugs in der ersten Schienenlängsrichtung und/oder von einer Anzahl N der Schleifwerkzeuge und/oder von der Arbeitsgeschwindigkeit v_A.
Ein Verfahren nach Anspruch 10 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Dadurch, dass die durch das Schleifen entstehenden Partikel eine geringe kinetische Energie und/oder eine geringe thermische Energie haben, können die Partikel einfach und effizient abgesaugt werden. Das Absaugen erfolgt zeitgleich mit dem Schleifen und/oder nachträglich zu dem Schleifen. Das Absaugen erfolgt insbesondere quer zu der ersten Schienenlängsrichtung, vorzugsweise senkrecht zu der ersten Schienenlängsrichtung. Die Partikel umfassen Schleifstäube, insbesondere Metallpartikel der mindestens einen Schiene und/oder Schleifpartikel des mindestens einen Schleifwerkzeugs. Das Absaugen erfolgt insbesondere mittels mindestens einer Absaugvorrichtung. Die mindestens eine Absaugvorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens einen Fluidstromerzeuger, mindestens eine Absaugleitung mit mindestens einer jeweils zugehörigen Absaugöffnung, mindestens einen Filter und/oder mindestens einen Behälter zum Sammeln der abgesaugten Partikel.
Ein Verfahren nach Anspruch 11 gewährleistet ein einfaches, effizientes und umweltschonendes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises. Dadurch, dass die durch das Schleifen entstehenden Partikel in Richtung mindestens einer Absaugöffnung geblasen werden, können die Partikel einfach, effizient und zuverlässig während des Schleifens durch die mindestens eine Absaugöffnung abgesaugt werden. Das Einblasen und/oder Absaugen erfolgt insbesondere quer, vorzugsweise senkrecht zu der ersten Schienenlängsrichtung. Das Einblasen erfolgt vorzugsweise mittels mindestens einer Einblasvorrichtung. Die mindestens eine Einblasvorrichtung umfasst insbesondere mindestens einen Fluidstromerzeuger und/oder mindestens eine Blasleitung mit mindestens einer jeweils zugehörigen Blasöffnung. Die mindestens eine Einblasvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Kühlung zum Erzeugen eines gekühlten Fluidstroms. Hierdurch können die durch das Schleifen entstehenden Partikel während des Einblasens und/oder des Absaugens gekühlt werden.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde ein Schleifaggregat zu schaffen, das in einfacher, effizienter und umweltschonender Weise ein trockenes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Schleifaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Schleifaggregats entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Schleifaggregat kann insbesondere mit mindestens einem Merkmal, das im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 beschrieben wurde, weitergebildet werden.
Der mindestens eine Schleifwerkzeug-Antrieb ist derart ausgebildet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug abwechselnd in der ersten Schienenlängsrichtung und in der entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung relativ zu dem Traggestell bzw. der mindestens einen Schiene bewegt wird. Die durch das Schleifen entstehenden Partikel haben eine geringe kinetische Energie und/oder eine geringe thermische Energie, so dass diese Partikel einfach und effizient abgesaugt werden können. Das Traggestell ist insbesondere Teil eines Fahrgestells, bei dem an dem Traggestell Räder, insbesondere Schienenräder, angeordnet sind. Die Räder dienen insbesondere zum Verlagern und/oder Führen des Traggestells bzw. des mindestens einen Schleifwerkzeugs auf den Schienen, vorzugsweise während des Schleifens. Das mindestens eine Schleifwerkzeug weist jeweils einen Träger mit einem daran angeordneten Schleifkörper auf. Das jeweilige Schleifwerkzeug bzw. der jeweilige Schleifkörper hat vorzugsweise eine Querschnittsform, die zumindest abschnittsweise negativ zu einer Soll-Querschnittsform bzw. einem Soll-Querschnittsprofil einer Schiene geformt ist. Das mindestens eine Schleifwerkzeug bildet keine Rotationsachse bzw. Drehachse aus und/oder ist nicht rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse bzw. Drehachse ausgebildet.
Der mindestens eine Schleifwerkzeug-Antrieb dient zum Bewegen des mindestens einen Schleifwerkzeugs abwechselnd in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung relativ zu dem Traggestell. Der mindestens eine Schleifwerkzeug-Antrieb ist elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch ausgebildet. Der mindestens eine Schleifwerkzeug-Antrieb ist vorzugsweise als Exzenterantrieb ausgebildet, der eine Rotationsbewegung in eine oszillierende Bewegung, insbesondere in eine oszillierende Linearbewegung umwandelt.
Ein Schleifaggregat nach Anspruch 13 gewährleistet ein Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises in einfacher, effizienter und umweltschonender Weise. Das Schleifaggregat umfasst vorzugsweise mindestens zwei Schleifwerkzeuge, die synchron miteinander bewegt werden. Synchron bedeutet insbesondere, dass die mindestens zwei Schleifwerkzeuge überwiegend, insbesondere ausschließlich, in derselben Schienenlängsrichtung bewegt werden, also überwiegend, insbesondere ausschließlich, zeitgleich in der ersten Schienenlängsrichtung oder der zweiten Schienenlängsrichtung bewegt werden. Die mindestens zwei Schleifwerkzeuge sind zum Schleifen von einer der Schienen in der ersten Schienenlängsrichtung bzw. der zweiten Schienenlängsrichtung nacheinander angeordnet und/oder zum Schleifen von zwei Schienen quer zu der ersten Schienenlängsrichtung bzw. der zweiten Schienenlängsrichtung nebeneinander angeordnet. Hierdurch wird der in Schleifbearbeitung befindliche Abschnitt mindestens einer Schiene, also einer der Schienen oder der zwei Schienen, vergrößert.
Das Schleifaggregat umfasst vorzugsweise mindestens zwei Schleifwerkzeuge, die gegenläufig zueinander bewegt werden. Gegenläufig bedeutet insbesondere, dass die mindestens zwei Schleifwerkzeuge überwiegend, insbesondere ausschließlich, in unterschiedlichen Schienenlängsrichtungen bewegt werden, also ein erstes Schleifwerkzeug in der ersten Schienenlängsrichtung und überwiegend, insbesondere ausschließlich, zeitgleich ein zweites Schleifwerkzeug in der zweiten Schienenlängsrichtung und umgekehrt. Vorzugsweise schleifen die mindestens zwei Schleifwerkzeuge während der gegenläufigen Bewegung eine der Schienen und/oder zwei Schienen. Hierdurch wird einerseits der in Schleifbearbeitung befindliche Abschnitt der mindestens einen Schiene vergrößert und andererseits aufgrund der gegenläufigen Bewegung die mechanische Beanspruchung des Schleifaggregats reduziert.
Vorzugsweise weist das mindestens eine Schleifaggregat mindestens vier Schleifwerkzeuge auf, wobei ein erstes Schleifwerkzeug und ein zweites Schleifwerkzeug zum Schleifen einer ersten Schiene gegenläufig zu einander bewegt werden und ein drittes Schleifwerkzeug und ein viertes Schleifwerkzeug zum Schleifen einer zweiten Schiene gegenläufig zueinander bewegt werden. Das erste Schleifwerkzeug und das dritte Schleifwerkzeug und/oder das zweite Schleifwerkzeug und das vierte Schleifwerkzeug werden vorzugsweise synchron zueinander bewegt. Vorzugsweise umfasst das Schleifwerkzeug eine Anzahl N von Schleifwerkzeugen, wobei die Anzahl N insbesondere gerade ist und vorzugsweise durch vier teilbar ist.
Ein Schleifaggregat nach Anspruch 14 gewährleistet ein Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises in einfacher, effizienter und umweltschonender Weise. Dadurch, dass die durch das Schleifen entstehenden Partikel eine geringe kinetische Energie und/oder eine geringe thermische Energie haben, können die Partikel einfach und effizient mittels der mindestens einen Absaugvorrichtung abgesaugt werden. Das Absaugen erfolgt zeitgleich mit dem Schleifen. Das Absaugen erfolgt insbesondere quer zu der ersten Schienenlängsrichtung, vorzugsweise senkrecht zu der ersten Schienenlängsrichtung. Die mindestens eine Absaugvorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens einen Fluidstromerzeuger, mindestens eine Absaugleitung mit mindestens einer jeweils zugehörigen Absaugöffnung, mindestens einen Filter und/oder mindestens einen Behälter zum Sammeln der abgesaugten Partikel. Die mindestens eine Absaugöffnung ist insbesondere seitlich zu einer Schleifebene angeordnet. Die Schleifebene ist durch eine Kontaktfläche zwischen der mindestens einen Schiene und dem mindestens einen Schleifwerkzeug definiert. Vorzugsweise ist die mindestens eine Absaugöffnung länglich ausgebildet und/oder verläuft parallel zu der Schleifebene.
Ein Schleifaggregat nach Anspruch 15 gewährleistet ein Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises in einfacher, effizienter und umweltschonender Weise. Das mindestens eine Schleifwerkzeug definiert eine dynamische Schleiflänge L_S, die von einer Länge L_W des mindestens einen Schleifwerkzeugs in der ersten Schienenlängsrichtung und von einer Bewegungslänge, insbesondere einer Amplitude A_S, des mindestens einen Schleifwerkzeugs in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung abhängt. Die Bewegungslänge bzw. die Amplitude A_S ist definiert durch den Schleifwerkzeug-Antrieb, der dem jeweiligen Schleifwerkzeug zugeordnet ist. Ist einem Schleifwerkzeug-Antrieb lediglich ein Schleifwerkzeug zugeordnet, das von dem Schleifwerkzeug-Antrieb bewegt wird, so ergibt sich die Schleiflänge L_S als Summe der Länge L_W des Schleifwerkzeugs und der zweifachen Bewegungslänge bzw. der zweifachen Amplitude A_S. Sind demgegenüber einem Schleifwerkzeug-Antrieb mehrere Schleifwerkzeuge zugeordnet, die in der ersten Schienenlängsrichtung nacheinander angeordnet sind und gemeinsam, also synchron, von dem Schleifwerkzeug-Antrieb bewegt werden, so ergibt sich die Schleiflänge L_S als Summe eines maximalen Abstands von Enden der Schleifwerkzeuge in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweifachen Bewegungslänge bzw. der zweifachen Amplitude A_S. Die mindestens eine Absaugöffnung, die dem mindestens einen Schleifwerkzeug zugeordnet ist, definiert eine Absauglänge L_A. Ist dem mindestens einen Schleifwerkzeug lediglich eine Absaugöffnung zugeordnet, so ergibt sich die Absauglänge L_A als Länge dieser Absaugöffnung in der ersten Schienenlängsrichtung. Sind dem mindestens einen Schleifwerkzeug demgegenüber mehrere Absaugöffnungen zugeordnet, so ergibt sich die Absauglänge L_A als maximaler Abstand von zwei Absaugöffnungen in der ersten Schienenlängsrichtung, die dem mindestens einen Schleifwerkzeug zugeordnet sind. Eine Zuordnung zu dem mindestens einen Schleifwerkzeug ist dann gegeben, wenn ein Schleifwerkzeug oder mehrere Schleifwerkzeuge synchron mittels eines zugehörigen Schleifwerkzeug-Antriebs bewegt werden und aufgrund dieser Bewegung durch das Schleifen entstehende Partikel durch die mindestens eine Absaugöffnung abgesaugt werden können. Eine Zuordnung ist insbesondere dann gegeben, wenn sich die Schleiflänge L_S und die Absauglänge L_A - in der ersten Schienenlängsrichtung betrachtet - überlappen. Die Absauglänge L_A ist im Wesentlichen so groß wie die Schleiflänge L_S, vorzugsweise größer als die Schleiflänge L_S, so dass durch das Schleifen entstehende Partikel zuverlässig abgesaugt werden können. Für die Schleiflänge L_S gilt insbesondere: 20 cm ≤ L_S ≤ 120 cm, insbesondere 40 cm ≤ L_S ≤ 100 cm, und insbesondere 60 cm ≤ L_S ≤ 80 cm.
Ein Schleifaggregat nach Anspruch 16 gewährleistet ein Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises in einfacher, effizienter und umweltschonender Weise. Dadurch, dass die durch das Schleifen entstehenden Partikel in Richtung mindestens einer Absaugöffnung geblasen werden, können die Partikel einfach, effizient und zuverlässig während des Schleifens durch die mindestens eine Absaugöffnung abgesaugt werden. Das Einblasen und/oder Absaugen erfolgt insbesondere quer, vorzugsweise senkrecht zu der ersten Schienenlängsrichtung. Die mindestens eine Einblasvorrichtung umfasst insbesondere mindestens einen Fluidstromerzeuger und/oder mindestens eine Blasleitung mit mindestens einer jeweils zugehörigen Blasöffnung. Die mindestens eine Blasöffnung ist insbesondere länglich ausgebildet und/oder verläuft parallel zu einer Schleifebene. Die mindestens eine Blasöffnung ist insbesondere derart ausgerichtet, dass ein austretender Fluidstrom zu einer Schleifebene gerichtet ist. Die Schleifebene ist durch eine Kontaktfläche zwischen der mindestens einen Schiene und dem mindestens einen Schleifwerkzeug definiert. Die mindestens eine Einblasvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Kühlung zum Erzeugen eines gekühlten Fluidstroms. Hierdurch können die durch das Schleifen entstehenden Partikel während des Einblasens und/oder des Absaugens gekühlt werden.
Ein Schleifaggregat nach Anspruch 17 gewährleistet ein Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises in einfacher, effizienter und umweltschonender Weise. Die Anpressvorrichtung ist beispielsweise elektromechanisch, hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildet. Die Anpressvorrichtung dient zum Zustellen bzw. Verlagern des mindestens einen Schleifwerkzeugs quer, insbesondere senkrecht, zu der ersten Schienenlängsrichtung. Die Anpressvorrichtung umfasst beispielsweise mindestens einen Linearantrieb und/oder mindestens eine Kolben-Zylinder-Einheit. Die Anpressvorrichtung dient zum Anpressen des mindestens einen Schleifwerkzeugs gegen die mindestens eine Schiene mit der Anpresskraft F_A. Die Anpresskraft F_A gewährleistet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug während der Bewegung relativ zu der mindestens einen Schiene eine gewünschte abrasive Wirkung hat und das mindestens eine Schleifwerkzeug dennoch mittels des Schleifwerkzeug-Antriebs in der ersten Schienenlängsrichtung und der zweiten Schienenlängsrichtung bewegbar ist.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Instandhaltungsfahrzeug zu schaffen, das in einfacher, effizienter und umweltschonender Weise ein trockenes Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Instandhaltungsfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Instandhaltungsfahrzeugs entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Schleifaggregats. Das Instandhaltungsfahrzeug ist insbesondere als Schienenfahrzeug ausgebildet und ermöglicht ein Verlagern des mindestens einen Schleifaggregats auf den Schienen bzw. relativ zu den Schienen. Das Instandhaltungsfahrzeug umfasst insbesondere einen Fahrzeugrahmen, an dem Räder, vorzugsweise Schienenräder, drehbar gelagert sind. Ferner umfasst das Instandhaltungsfahrzeug vorzugsweise mindestens einen Fahrantrieb. Das mindestens eine Schleifaggregat ist insbesondere an dem Fahrzeugrahmen angeordnet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht eines Instandhaltungsfahrzeugs mit einem Schleifaggregat gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Draufsicht auf das Instandhaltungsfahrzeug in 1,
3 eine Seitenansicht des Schleifaggregats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
4 eine Frontansicht des Schleifaggregats in 3,
5 eine schematische Seitenansicht eines Instandhaltungsfahrzeugs mit einem Schleifaggregat gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 eine schematische Draufsicht auf das Instandhaltungsfahrzeug in 5,
7 eine Seitenansicht eines Schleifaggregats gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
8 eine Frontansicht des Schleifaggregats in 7.

Nachfolgend ist anhand der 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein Instandhaltungsfahrzeug 1 dient zum trockenen Schleifen von Schienen 2, 3 eines Gleises 4. Die Schienen 2, 3 sind an Schwellen 5 befestigt, die in einem Schotterbett 6 angeordnet sind.
Das Instandhaltungsfahrzeug 1 umfasst einen Fahrzeugrahmen 7, an dem Fahrwerke 8, 9 mit drehbar daran gelagerten Schienenrädern 10 angeordnet sind. Das Instandhaltungsfahrzeug 1 ist somit als Schienenfahrzeug ausgebildet.
Das Instandhaltungsfahrzeug 1 umfasst elektrische Fahrantriebe 11, die die an dem Fahrwerk 8 angeordneten Schienenräder 10 drehantreiben. Zur Versorgung der elektrischen Fahrantriebe 11 weist das Instandhaltungsfahrzeug 1 einen Energiespeicher 12 auf. Zum Laden des Energiespeichers 12 umfasst das Instandhaltungsfahrzeug 1 einen Stromabnehmer 13 und eine Verbrennungsmotor-Generator-Einheit 14. Ist eine Oberleitung 15 vorhanden, so wird der Energiespeicher 12 über die Oberleitung 15 und den Stromabnehmer 13 gespeist, ansonsten über die Verbrennungsmotor-Generator-Einheit 14.
Das Instandhaltungsfahrzeug 1 umfasst ein Schleifaggregat 16 zum trockenen Schleifen der Schienen 2, 3. Das Schleifaggregat 16 ist zwischen den Fahrwerken 8, 9 an dem Fahrzeugrahmen 7 befestigt.
Das Schleifaggregat 16 umfasst ein Fahrgestell 17 mit einem Traggestell 18 und vier daran gelagerten Schienenrädern 19, 20. Das Fahrgestell 17 ist an einer den Schienen 2, 3 zugewandten Unterseite des Fahrzeugrahmens 7 befestigt. Die Schienenräder 19, sind der ersten Schiene 2 zugeordnet, wohingegen die Schienenräder 20 der zweiten Schiene 3 zugeordnet sind. Die Schienenräder 19, 20 dienen zum Verlagern und/oder Führen des Traggestells 18 auf den Schienen 2, 3. Die Schienenräder 19 bzw. die Schienenräder 20 sind in einer horizontalen x-Richtung beabstandet voneinander an dem Traggestell 18 gelagert. Die Schienenräder 19 sind von den Schienenrädern 20 in einer horizontalen y-Richtung entsprechend dem Abstand der Schienen 2, 3 voneinander beabstandet an dem Traggestell 18 gelagert. Die Schienenräder 19, 20 sind mittels eines jeweiligen Federelements 21 an dem Traggestell 18 befestigt. Die Schienenräder 19, 20 sind drehbar an den Federelementen 21 gelagert. Die Federelemente 21 ermöglichen eine Verlagerung der Schienenräder 19, 20 relativ zu dem Traggestell 18 in einer vertikalen z-Richtung. Die x-, y- und z-Richtung verlaufen jeweils senkrecht zueinander und bilden ein kartesisches Koordinatensystem.
Das Schleifaggregat 16 umfasst vier Schleifwerkzeug-Antriebe A₁, A₂, A₃ und A₄. Die Schleifwerkzeug-Antriebe werden gemeinsam mit A_i bezeichnet, wobei für den Index i gilt: i = 1, ..., 4. Die einzelnen Schleifwerkzeug-Antriebe werden mit A₁, A₂, A₃ und A₄ bezeichnet. Die Schleifwerkzeug-Antriebe A₁ und A₂ sind der ersten Schiene 2 zugeordnet und an einer der Schiene 2 zugewandten Seite des Traggestells 18 angeordnet. Die Schleifwerkzeug-Antriebe A₁ und A₂ sind in der x-Richtung nacheinander angeordnet. Entsprechend sind die Schleifwerkzeug-Antriebe A₃ und A₄ der zweiten Schiene 3 zugeordnet und an einer der zweiten Schiene 3 zugewandten Seite des Traggestells 18 angeordnet. Die Schleifwerkzeug-Antriebe A₃ und A₄ sind in der x-Richtung nacheinander angeordnet.
Die Schleifwerkzeug-Antriebe A_i sind als Exzenterantriebe ausgebildet. Jeder der Schleifwerkzeug-Antriebe A_i umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 22, einen Exzenterarm 23 und eine Linearführung 24. Der jeweilige Exzenterarm 23 ist drehbar mit einer Antriebswelle 25 des zugehörigen Antriebsmotors 22 und schwenkbar mit der zugehörigen Linearführung 24 verbunden. Der jeweilige Exzenterarm 23 ist exzentrisch zu einer Drehachse der zugehörigen Antriebswelle 25 mit der Antriebswelle 25 verbunden. Die jeweilige Linearführung 24 umfasst Führungen 26, die in der x-Richtung verlaufen, und einen zugehörigen Schlitten 27, der mittels der Führungen 26 in der x-Richtung bewegbar geführt ist. Der jeweilige Exzenterarm 23 ist schwenkbar mit dem zugehörigen Schlitten 27 verbunden. Durch eine Drehbewegung des jeweiligen Antriebsmotors 22 bzw. der Antriebswelle 25 wird der zugehörige Schlitten 27 abwechselnd bzw. oszillierend in einer ersten Schienenlängsrichtung D₁ und in einer entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung D₂ bewegt. Die erste Schienenlängsrichtung D₁ entspricht der x-Richtung.
Das Schleifaggregat 16 umfasst Schleifwerkzeuge W_ij. Der Index i charakterisiert, zu welchem Schleifwerkzeug-Antrieb A_i das jeweilige Schleifwerkzeug W_ij gehört, also von welchem Schleifwerkzeug-Antrieb A_i das jeweilige Schleifwerkzeug W_ij bewegt wird. Der Index j bezeichnet die einzelnen Schleifwerkzeuge W_ij, die dem jeweiligen Schleifwerkzeug-Antrieb A_i zugeordnet sind. Wie bereits zu den Schleifwerkzeug-Antrieben A_i ausgeführt wurde, gilt für den Index i: i = 1, ..., 4. Jedem der Schleifwerkzeug-Antriebe A_i sind drei Schleifwerkzeuge W_ij zugeordnet, so dass für den Index j beispielhaft gilt: j = 1, 2, 3. Dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₁ sind die Schleifwerkzeuge W_1j, dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₂ die Schleifwerkzeuge W_2j, dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₃ die Schleifwerkzeuge W_3j und dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₄ die Schleifwerkzeuge W_4j zugeordnet. Dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₁ sind also die Schleifwerkzeuge W₁₁, W₁₂ und W₁₃ zugeordnet, wohingegen dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₂ die Schleifwerkzeuge W₂₁, W₂₂ und W₂₃ zugeordnet sind. Entsprechend sind dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₃ die Schleifwerkzeuge W₃₁, W₃₂ und W₃₃ zugeordnet, wohingegen dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₄ die Schleifwerkzeuge W₄₁, W₄₂ und W₄₃ zugeordnet sind.
Die Schleifwerkzeuge W_ij sind in der x-Richtung nacheinander an einem Träger 28 befestigt, der wiederum an dem Schlitten 27 befestigt ist, der von dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₁ bewegt wird. Für die Schleifwerkzeuge W_2j, W_3j und W_4j und die zugehörigen Schleifwerkzeug-Antriebe A₂, A₃ und A₄ gilt entsprechendes.
Das Schleifaggregat 16 hat somit eine Anzahl N = 12 von Schleifwerkzeugen W_ij. Das jeweilige Schleifwerkzeug W_ij hat in der ersten Schienenlängsrichtung D₁ bzw. in der zweiten Schienenlängsrichtung D₂ eine Länge L_W. Eine Querschnittsform des jeweiligen Schleifwerkzeugs W_ij an einer den Schienen 2, 3 zugewandten Seite ist negativ zu einer Soll-Querschnittsform bzw. einem Soll-Querschnittsprofil der Schienen 2, 3 ausgebildet.
Zum Anpressen der Schleifwerkzeuge W_ij umfasst das Schleifaggregat 16 eine Anpressvorrichtung 29. Die Anpressvorrichtung 29 ist zwischen dem Fahrzeugrahmen 7 und dem Traggestell 18 angeordnet und befestigt das Traggestell 18 in der z-Richtung höhenverstellbar an dem Fahrzeugrahmen 7. Die Anpressvorrichtung 29 umfasst vier Kolben-Zylinder-Einheiten 30, die in der x-Richtung endseitig im Bereich der Schienen 2, 3 an dem Traggestell 18 befestigt sind. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 30 sind hydraulisch mittels einer nicht näher dargestellten Pumpe betätigbar.
Zur Dämpfung einer Bewegung quer zu der ersten Schienenlängsrichtung D₁ bzw. der zweiten Schienenlängsrichtung D₂ umfasst das Schleifaggregat 16 Dämpfungselemente 31, die zwischen dem Traggestell 18 und dem Fahrzeugrahmen 7 angeordnet sind. Die Dämpfungselemente 31 sind beispielsweise als Gasdruckdämpfer ausgebildet.
Eine Steuereinrichtung 32 dient zum Steuern des Schleifaggregats 16 und insbesondere der Schleifwerkzeug-Antriebe A_i.
Die Funktionsweise des Instandhaltungsfahrzeugs 1 bzw. des Schleifaggregats 16 ist nachfolgend beschrieben:

Zum trockenen Schleifen der Schienen 2, 3 werden die Schleifwerkzeuge W_ij mittels der Anpressvorrichtung 29 in Kontakt mit den Schienen 2, 3 gebracht. Hierzu werden die Schleifwerkzeuge W_ij mittels der Anpressvorrichtung 29 bzw. den Kolben-Zylinder-Einheiten 30 in der z-Richtung zu den Schienen 2, 3 zugestellt und mit einer Anpresskraft F_A gegen die Schienen 2, 3 gepresst. Für die Anpresskraft F_A gilt: 0,1 kN ≤ F_A ≤ 20 kN, insbesondere 0,5 kN ≤ F_A ≤ 10 kN, und insbesondere 1 kN ≤ F_A ≤ 5 kN.

Die Schleifwerkzeuge W_ij werden mittels der Schleifwerkzeug-Antriebe A_i abwechselnd bzw. oszillierend in der ersten Schienenlängsrichtung D₁ und der zweiten Schienenlängsrichtung D₂ relativ zu dem Traggestell 18 bzw. relativ zu den Schienen 2, 3 bewegt. Die Schleifwerkzeuge W_ij bewegen sich während des Schleifens ausschließlich translatorisch bzw. linear. Die Schleifwerkzeuge W_ij rotieren während des Schleifens nicht.
Zum Bewegen der Schleifwerkzeuge Wij werden die Antriebsmotoren 22 der Schleifwerkzeug-Antriebe A_i mit einer Winkelgeschwindigkeit ω_S drehangetrieben, so dass die Schleifwerkzeuge W_ij mit einer Frequenz f_S oszillierend bewegt werden. Für die Frequenz f_S gilt: 0,1 Hz ≤ f_S ≤ 25 Hz, insbesondere 0,5 Hz ≤ f_S ≤ 15 Hz, und insbesondere 1 Hz ≤ f_S ≤ 10 Hz.
Bezüglich einer Symmetrieebene E haben die Schleifwerkzeug-Antriebe A₁ und A₂ sowie die Schleifwerkzeug-Antriebe A₃ und A₄ einen symmetrischen Aufbau und eine einander entsprechende Position. Der Schleifwerkzeug-Antrieb A₁ wird entgegengesetzt zu dem Schleifwerkzeug-Antrieb A₂ drehangetrieben, so dass die Schleifwerkzeuge W_1j in der ersten Schienenlängsrichtung D₁ bewegt werden, wohingegen die Schleifwerkzeuge W_2j zeitgleich in der zweiten Schienenlängsrichtung D₂ bewegt werden und umgekehrt. Die Drehrichtungen der Antriebsmotoren 22 sind in 3 mit Pfeilen veranschaulicht. In entsprechender Weise werden die Schleifwerkzeug-Antriebe A₃ und A₄ in entgegengesetzten Drehrichtungen drehangetrieben, so dass die Schleifwerkzeuge W_3j in der ersten Schienenlängsrichtung D₁ bewegt werden, wohingegen zeitgleich die Schleifwerkzeuge W_4j in der zweiten Schienenlängsrichtung D₂ bewegt werden und umgekehrt. Die Schleifwerkzeuge W_1j und W_3j werden synchron zueinander bewegt, also gleichzeitig in der ersten Schienenlängsrichtung D₁ bzw. in der zweiten Schienenlängsrichtung D₂. Entsprechend werden die Schleifwerkzeuge W_2j und W_4j synchron zueinander bewegt, also zeitgleich in der zweiten Schienenlängsrichtung D₂ bzw. in der ersten Schienenlängsrichtung D₁. Die Steuereinrichtung 32 steuert die Schleifwerkzeug-Antriebe A_i, so dass die Schleifwerkzeuge W_ij in der gewünschten Weise bewegt werden. Die Schleifwerkzeuge W_ij und W_2j führen das trockene Schleifen der ersten Schiene 2 durch, wohingegen die Schleifwerkzeuge W_3j und W_4j das trockene Schleifen der zweiten Schiene 3 durchführen.
Die einem jeweiligen Schleifwerkzeug-Antrieb A_i zugeordneten Schleifwerkzeuge W_ij definieren eine Schleiflänge L_W'. Die Schleiflänge L_W' ist in 3 veranschaulicht. Durch die oszillierende Bewegung mit der Amplitude A_S ergibt sich eine dynamische Schleiflänge L_S, wobei gilt: $L_{S} = 2 \cdot A_{S} + L_{W}' .$
Für die dynamische Schleiflänge L_S gilt insbesondere: 20 cm ≤ L_S ≤ 120 cm, insbesondere 40 cm ≤ L_S ≤ 100 cm, und insbesondere 60 cm ≤ L_S ≤ 80 cm.
Für ein Verhältnis der Amplitude A_S zu der Länge L_W des jeweiligen Schleifwerkzeugs W_ij gilt: 0,1 ≤ As/Lw ≤ 1,5, insbesondere 0,2 ≤ A_S/L_W ≤ 1, und insbesondere 0,3 ≤ A_S/L_W ≤ 0,5.
Das Instandhaltungsfahrzeug 1 wird während des Schleifens mit einer Arbeitsgeschwindigkeit v_A in einer Fahrtrichtung F bewegt. Das Bewegen des Instandhaltungsfahrzeugs 1 erfolgt insbesondere kontinuierlich. Für die Geschwindigkeit v_A gilt: 0,1 km/h ≤ v_A ≤ 10 km/h, insbesondere 0,5 km/h ≤ v_A ≤ 8 km/h, und insbesondere 1 km/h ≤ v_A ≤ 6 km/h.
Die Fahrtrichtung F entspricht der ersten Schienenlängsrichtung D₁ oder der zweiten Schienenlängsrichtung D₂.
Eine zu schleifende Stelle der Schienen 2, 3 wird insbesondere M mal mittels der Schleifwerkzeuge W_ij bearbeitet. Für die Anzahl M gilt vorzugsweise: 2 ≤ M ≤ 20, insbesondere 3 ≤ M ≤ 18, und insbesondere 4 ≤ M ≤ 16. Eine Schleifbearbeitung ist dann beendet, wenn das jeweilige Schleifwerkzeug W_ij die Bewegungsrichtung wechselt, also von der ersten Schienenlängsrichtung D₁ zu der zweiten Schienenlängsrichtung D₂ und umgekehrt.
Das trockene Schleifen der Schienen 2, 3 ist mittels des Schleifaggregats 16 einfach und effizient möglich. Durch das Schleifen entstehende Partikel P haben aufgrund der oszillierenden translatorischen bzw. linearen Bewegung der Schleifwerkzeuge W_ij und/oder dem Fehlen einer rotatorischen Bewegung der Schleifwerkzeuge W_ij eine geringe kinetische Energie und/oder eine geringe thermische Energie. Derartige Partikel P sind beispielsweise Metallpartikel der Schienen 2, 3 und/oder Schleifpartikel der Schleifwerkzeuge W_ij. Die durch das Schleifen entstehenden Partikel P können einfach und effizient abgesaugt werden, wodurch das Schleifen umweltschonend ist. Das Absaugen kann nachträglich mittels eines weiteren Instandhaltungsfahrzeugs erfolgen.
Nachfolgend ist anhand der 5 bis 8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ergänzend zu dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst das Schleifaggregat 16 vier Absaugvorrichtungen S_i und vier Einblasvorrichtungen B_i. Der Index i kennzeichnet die Zugehörigkeit zu dem jeweiligen Schleifwerkzeug-Antrieb A_i und den zugehörigen Schleifwerkzeugen W_ij.
Die jeweilige Absaugvorrichtung S_i umfasst einen Absaugtrichter 33 mit einer schlitzförmig ausgebildeten Absaugöffnung s_i und eine Absaugleitung 34. Die Absaugvorrichtungen S_i haben einen gemeinsamen Fluidstromerzeuger 35 und einen gemeinsamen Behälter 36 zum Sammeln der abgesaugten Partikel P und einen gemeinsamen Filter 37. Der Fluidstromerzeuger 35, der Behälter 36 und der Filter 37 sind an dem Fahrzeugrahmen 7 befestigt.
Die Absaugtrichter 33 sind derart an dem Traggestell 18 befestigt, dass die Absaugöffnungen S_i an einer jeweiligen Außenseite der Schienen 2, 3 parallel zu einer Kontaktfläche zwischen den Schienen 2, 3 und den Schleifwerkzeugen W_ij bzw. zu einer Schleifebene verlaufen. Das Absaugen der Partikel P erfolgt somit quer bzw. senkrecht zu der ersten Schienenlängsrichtung D₁ bzw. zu der zweiten Schienenlängsrichtung D₂. Die Absaugtrichter 33 sind in der z-Richtung höhenverstellbar an dem Traggestell 18 angeordnet. Zur besseren Veranschaulichung der Schleifwerkzeuge W_1j ist der Ansaugtrichter 33 der Absaugvorrichtung S₁ in 7 in einer höhenverstellten oberen Position dargestellt.
Die jeweilige Absaugleitung 34 mündet in den gemeinsamen Behälter 36, wo sich die abgesaugten Partikel P ablagern. Der mittels des Fluidstromerzeugers 35 erzeugte Fluidstrom bzw. Luftstrom wird mittels des Filters 37 gefiltert und verlässt durch eine Behälteröffnung 38 den Behälter 36. Die Absaugvorrichtungen S_i ermöglichen somit ein Absaugen der durch das Schleifen entstehenden Partikel P während des Schleifens.
Die jeweilige Absaugöffnung s_i definiert in der ersten Schienenlängsrichtung D₁ eine Absauglänge L_A. Für ein Verhältnis der Absauglänge L_A zu der dynamischen Schleiflänge L_S gilt: 0,8 ≤ L_A/L_S ≤ 1,3, insbesondere 0,9 ≤ L_A/L_S ≤ 1,2, und insbesondere 1 ≤ L_A/L_S ≤ 1,1.
Die Einblasvorrichtungen B_i umfassen jeweils einen Blastrichter 39 mit einer zugehörigen Blasöffnung b_i und eine Blasleitung 40. Die Einblasvorrichtungen B_i umfassen einen gemeinsamen Fluidstromerzeuger 41. Der Fluidstromerzeuger 41 ist an dem Fahrzeugrahmen 7 befestigt. Die Blastrichter 39 sind an dem Traggestell 18 befestigt. Die jeweilige Blasleitung 40 verbindet den Fluidstromerzeuger 41 mit dem jeweiligen Blastrichter 39, so dass aus der jeweiligen Blasöffnung b_i ein Fluidstrom bzw. ein Luftstrom austritt. Die jeweilige Blasöffnung b_i verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Kontaktfläche zwischen den Schienen 2, 3 und den Schleifwerkzeugen W_ij bzw. einer Schleifebene. Die jeweilige Blasöffnung b_i ist gegenüberliegend zu der zugehörigen Ansaugöffnung s_i angeordnet. Der durch die jeweilige Blasöffnung b_i austretende Fluidstrom bzw. Luftstrom nimmt die durch das Schleifen erzeugten Partikel P in Richtung der zugehörigen Absaugöffnung s_i mit. Die in Richtung der jeweiligen Absaugöffnung s_i geblasenen Partikel P können in einfacher und zuverlässiger Weise durch die Absaugöffnung s_i abgesaugt werden.
Das trockene Schleifen ist äußerst umweltschonend, da die entstehenden Partikel P während des Schleifens einfach und zuverlässig abgesaugt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2886714 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum trockenen Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises mit den Schritten: - Bereitstellen eines Schleifaggregats (16) mit einem Traggestells (18), mindestens einem Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) und mindestens einem Schleifwerkzeug-Antrieb (A₁, A₂, A₃, A₄), und - Trockenes Schleifen der mindestens einen Schiene (2, 3) derart, dass -- das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) in Kontakt mit der zu schleifenden mindestens einen Schiene (2, 3) ist, und -- das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) mittels des mindestens einen Schleifwerkzeug-Antriebs (A₁, A₂, A₃, A₄) abwechselnd in einer ersten Schienenlängsrichtung (D₁) und in einer entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung (D₂) relativ zu dem Traggestell (18) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) während des Schleifens ausschließlich translatorisch bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) während des Schleifens nicht rotiert.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) mit einer Frequenz f_S relativ zu dem Traggestell (18) bewegt wird, wobei gilt: 0,1 Hz ≤ f_S ≤ 25 Hz, insbesondere 0,5 Hz ≤ f_S ≤ 15 Hz, und insbesondere 1 Hz ≤ f_S ≤ 10 Hz.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) mit einer Anpresskraft F_A gegen die mindestens eine Schiene () gepresst wird, wobei gilt: 0,1 kN ≤ F_A ≤ 20 kN, insbesondere 0,5 kN ≤ F_A ≤ 10 kN, und insbesondere 1 kN ≤ F_A ≤ 5 kN.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) in der ersten Schienenlängsrichtung (D₁) eine Länge L_W hat und mit einer Amplitude A_S relativ zu dem Traggestell (18) bewegt wird, wobei gilt: 0,1 ≤ A_S/L_W ≤ 1,5, insbesondere 0,2 ≤ A_S/L_W ≤ 1, und insbesondere 0,3 ≤ A_S/L_W ≤ 0,5.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schleifwerkzeuge (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) relativ zu dem Traggestell (18) bewegt werden, wobei für eine Anzahl N der Schleifwerkzeuge (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) insbesondere gilt: 2 ≤ N ≤ 20, insbesondere 4 ≤ N ≤ 16, und insbesondere 8 ≤ N ≤ 12.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃) in der ersten Schienenlängsrichtung (D₁) und zeitgleich mindestens ein Schleifwerkzeug (W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) in der zweiten Schienenlängsrichtung (D₂) bewegt werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (18) während des Schleifens in einer der Schienenlängsrichtungen (D₁, D₂) bewegt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Schleifen entstehende Partikel (P) abgesaugt werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Schleifen entstehende Partikel (P) in Richtung mindestens einer Absaugöffnung (s₁, s₂, s₃, s₄) geblasen werden.
Schleifaggregat zum trockenen Schleifen mindestens einer Schiene eines Gleises mit - einem Traggestell (18) und - mindestens einem an dem Traggestell (18) angeordneten Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃), gekennzeichnet durch mindestens einen Schleifwerkzeug-Antrieb (A₁, A₂, A₃, A₄) zum Bewegen des mindestens einen Schleifwerkzeugs (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) abwechselnd in einer ersten Schienenlängsrichtung (D₁) und in einer entgegengesetzten zweiten Schienenlängsrichtung (D₂) relativ zu dem Traggestell (18).
Schleifaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schleifwerkzeuge (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) an dem Traggestell (18) angeordnet sind, wobei für eine Anzahl N der Schleifwerkzeuge (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) insbesondere gilt: 2 ≤ N ≤ 20, insbesondere 4 ≤ N ≤ 16, und insbesondere 8 ≤ N ≤ 12.
Schleifaggregat nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch mindestens eine Absaugvorrichtung (S₁, S₂, S₃, S₄) zum Absaugen von durch das Schleifen entstehenden Partikeln (P).
Schleifaggregat nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schleifwerkzeug (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) eine Schleiflänge L_S definiert und mindestens eine Absaugöffnung (s₁, s₂, s₃, s₄) zum Absaugen von durch das Schleifen entstehenden Partikeln (P) eine Absauglänge L_A definiert, wobei gilt: 0,8 ≤ L_A/L_S ≤ 1,3, insbesondere 0,9 ≤ L_A/L_S ≤ 1,2, und insbesondere 1 ≤ L_A/L_S ≤ 1,1.
Schleifaggregat nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch mindestens eine Einblasvorrichtung (B₁, B₂, B₃, B₄) zum Einblasen von durch das Schleifen entstehenden Partikeln (P) in mindestens eine Absaugöffnung (s₁, s₂, s₃, s₄).
Schleifaggregat nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch eine Anpressvorrichtung (29) zum Anpressen des mindestens einen Schleifwerkzeugs (W₁₁, W₁₂, W₁₃, W₂₁, W₂₂, W₂₃, W₃₁, W₃₂, W₃₃, W₄₁, W₄₂, W₄₃) an die mindestens eine Schiene (2, 3).
Instandhaltungsfahrzeug mit mindestens einem Schleifaggregat (16) nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 17.