DE20004932U1 - Vorrichtung zum Schleifen von Schienen - Google Patents
Vorrichtung zum Schleifen von SchienenInfo
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von Schienen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.
Es ist bereits bekannt, Schienen insb. im Bereich der Schweißraupe zwischen zusammengeschweißten Schienenteile mit einem Schleifaggregat glatt zu schleifen. Die das Schleifaggregat haltende Halteeinrichtung wird dabei von einer Bedienungsperson so geführt, daß das Schleifwerkzeug an der Schweißraupe solange hin und her geschoben und gezogen wird, bis diese abgeschliffen ist. Dabei ist das Schleifaggregat oder die Halteeinrichtung mit einem Steueraggregat ausgerüstet, mit dem der Schleifmotor ein- und ausgeschaltet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine derartige Schleifvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß ein sehr genaues Schleifen auch mit sehr geringen Toleranzen innerhalb kurzer Zeit durchführbar ist. Dabei sollen insb. personenbedingte Fehler beim Schleifen, die beispielsweise zum zu weiten Abschleifen führen, weitgehend vermieden werden.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. In Unteransprüchen sind weitere Verbesserungen beansprucht und in der
...12
folgenden Beschreibung sowie in den Zeichnungen sind besonders bevorzugte Ausführungen der Erfindung veranschaulicht.
Gemäß der Erfindung ist das Schleifaggregat mit dessen Halteeinrichtung auf einem Fahrzeug montierbar und längs der Strecke der Schiene bewegbar. Ein solches Fahrzeug kann beispielsweise ein Lastkraftwagen sein, mit dem die gesamte Schleifvorrichtung an die betreffende Schleifstelle gefahren werden kann. Um das Schleifaggregat jeweils längs der Strecke von Schleifstelle zu Schleifstelle zu bewegen, empfiehlt es sich, wenn das Fahrzeug zusätzlich ausfahrbare Fahrsätze aufweist, mit denen es auf die Schienen setzbar und längs des Gleises entlangbewegbar ist. Hierdurch wird die Positionierung in Längsrichtung der betreffenden Schiene erleichtert.
Darüber hinaus weist das Steueraggregat eine Datenverarbeitungseinrichtung, einen sogen. „Computer" auf. Dieser verarbeitet manuell oder maschinell eingebbare Daten insb. gemäß einem vorgegebenen Datenverarbeitungsprogramm in Form einer sogen. „Software", um das Schleifaggregat vor allem beim Feinschleifen genau zu steuern. Das Datenverarbeitungsprogramm ist insb. durch die eingebbaren Daten so einstellbar, daß an den Schleifstellen gerade so viel Material von der Schweißraupe abgeschliffen wird wie zum Glattschleifen ohne Bildung von sog. „Tälern" notwendig ist.
Begünstigt wird das Automatisieren des SchleifVorganges durch insb. als Lasereinrichtungen ausgebildete Meßaggregate, die an einer Strecke bei der Schleifstelle den Abstand zwischen Schleifwerkzeug und Schiene messen, so daß auch die Meßdaten zu Steuerzwecken der Datenverarbeitungseinrichtung des Steueraggregats verwendbar sind. Dabei kann ein Meßaggregat auch den
Verschleiß des Schleifbandes oder anderen Schleifwerkzeuges messen, so daß auch diese Meßdaten der Datenverarbeitungseinrichtung zu Steuerzwecken zuführbar sind und Abnutzungserscheinungen des Schleifwerkzeuges nicht zu einer Beeinträchtigung der Qualität der spanabhebenden Feinschleifbearbeitung an der betreffenden Schienenstelle Anlaß geben.
Die Datenverarbeitungseinrichtung sollte ein Steuersystem, z.B. eine P-MAC, statt eines Analogmodulators aufweisen. Es können hierdurch beispielsweise 200 Meßwerte bzw. Meßdaten pro Sekunde verarbeitet werden. Um Temperaturunterschiede auszugleichen, sollten die Meßaggregate bzw. Meßsonden automatisch kalibriert sein.
Es hat sich gezeigt, daß eine derartige erfindungsgemäße Schienenfeinschleifmaschine eine maximale Schleiftoleranz von
± 0,1 mm einhalten kann, ohne daß Bedienungspersonen zum Vermessen des IST-Zustands der Schleifstelle erforderlich sind. Gleichzeitig kann der gemessene Schienenursprungs- bzw. IST-Zustand durch die gemessenen Meßdaten gespeichert und dokumentiert werden. Die Festlegung der Schleifparameter und die Steuerung des Schleifvorganges selbst ist automatisiert. Bei einer Schleiflänge von etwa 1 Meter können Fehler bis auf maximal 1 Promille des Anfangswertes ausgeschliffen werden. Auch das schließlich erreichte SOLL-Profil ist automatisch vermeßbar; auch hier findet eine automatische Dokumentation des endgültig erreichten Zustandes statt.
Die Erfindung erlaubt eine Zykluszeit für das Hin- und Herfahren des Schleifwerkzeuges an der betreffenden Stelle von etwa 5 bis 6 Minuten bei einer Standzeit des jeweiligen Schleifwerkzeuges bei Verwendung von Schleifbändern von min-
destens 15 bis 20 Schleifstellen (verschweißten Schienenstößen)
. Bei einer Schweißraupe von etwa 1 mm vom Vorschleifen verbliebenem Überstand benötigt die Vorrichtung nur etwa 3
Minuten, um einen glatten und vollkommen ebenen Verlauf der
Schienenfahrflache innerhalb der o.g. Maximaltoleranz zu
erzielen.
. Bei einer Schweißraupe von etwa 1 mm vom Vorschleifen verbliebenem Überstand benötigt die Vorrichtung nur etwa 3
Minuten, um einen glatten und vollkommen ebenen Verlauf der
Schienenfahrflache innerhalb der o.g. Maximaltoleranz zu
erzielen.
Dabei empfiehlt sich die Anwendung eines Hydrauliksystems und insb. eines Dreiwege-Druckregulators mit einem Hydraulikzylinder, um das Schleifwerkzeug beim Schleifen unter konstantem
Anpreßdruck an die Schweißstelle der Schiene zu drücken. Diese bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist besonders bei einer
weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, bei der das
Schleifwerkzeug nicht nur die sogen. „Fahrfläche" auf der
Schienenoberkante schleift, sondern den Schienenkopf auch an
den Seiten bearbeitet. Durch Eingabe der Daten für den gewünschten
Querschnitt des Schienenkopfes kann der Anpreßdruck beim Bewegen des Schleifwerkzeugs von der Schienenoberkante an die Seiten entsprechend modifiziert werden. Dabei wird der
SchleifVorgang insb. nach einem Rhombus- oder Rautenmuster der zu beschleifenden Fläche beim Hin- und Herfahren des Schleifwerkzeuges
gesteuert. Das Schleifband ist zweckmäßigerweise
über Rollen antreibbar, die hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch betätigbar sind.
Anpreßdruck an die Schweißstelle der Schiene zu drücken. Diese bevorzugte Ausbildung der Erfindung ist besonders bei einer
weiteren Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, bei der das
Schleifwerkzeug nicht nur die sogen. „Fahrfläche" auf der
Schienenoberkante schleift, sondern den Schienenkopf auch an
den Seiten bearbeitet. Durch Eingabe der Daten für den gewünschten
Querschnitt des Schienenkopfes kann der Anpreßdruck beim Bewegen des Schleifwerkzeugs von der Schienenoberkante an die Seiten entsprechend modifiziert werden. Dabei wird der
SchleifVorgang insb. nach einem Rhombus- oder Rautenmuster der zu beschleifenden Fläche beim Hin- und Herfahren des Schleifwerkzeuges
gesteuert. Das Schleifband ist zweckmäßigerweise
über Rollen antreibbar, die hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch betätigbar sind.
Die Verwendung eines Hydrauliksystems ermöglicht auch die einfache Handhabung einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung, wonach die Halteeinrichtung über einen kranartigen
Auslegearm am Fahrzeug befestigbar ist. Nach dieser Ausbildung befindet sich die Halteeinrichtung mit dem Schleifaggregat
normalerweise auf dem Fahrzeug. Es wird erst an der Stelle des vorzunehmenden Schleifens mittels des Auslegearms vom Fahrzeug
Auslegearm am Fahrzeug befestigbar ist. Nach dieser Ausbildung befindet sich die Halteeinrichtung mit dem Schleifaggregat
normalerweise auf dem Fahrzeug. Es wird erst an der Stelle des vorzunehmenden Schleifens mittels des Auslegearms vom Fahrzeug
abgehoben, ausgeschwenkt und an der betreffenden Schiene in Position gebracht.
Darüber hinaus empfiehlt es sich, an der Halteeinrichtung und/oder dem Schleifaggregat Stütz- oder Greifarme anzuordnen, mit denen die Halteeinrichtung bzw. das Schleifaggregat seitlich der zu schleifenden Schiene abstützbar ist. Dabei ist es ratsam, die Greifarme insb. an deren Enden mit Greifklauen auszurüsten, die an der jeweiligen Nachbarschiene des betreffenden Gleises befestigbar sind. Solche Greifarme sollten an den Stirnenden der Halteeinrichtung angeordnet sein.
Das Schleifaggregat ist zweckmäßigerweise innerhalb einer käfigartigen Halteeinrichtung angeordnet, wobei das Schleifwerkzeug bis unter die Halteeinrichtung reicht, um die Schiene bzw. Schweißraupe abschleifen zu können.
Die Greifarme ermöglichen auch ein Übersetzen des Schleifaggregats von einer Schiene seitlich zur Nachbarschiene, ohne daß das sehr sperrige (Länge beträgt fast 5 m) Schleifaggregat um 180° verschwenkt werden müßte.
Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Schleifaggregat mit einer oder mehreren Schleifplatten versehen, die im wesentlichen aus Vanadium 4 bestehen und mit einer sehr harten Legierung, wie Titankarbamid bzw. BALLENIT B belegt sind. Es empfiehlt sich, die Schleifplatten mit Wasser oder anderer Kühlflüssigkeit zu kühlen.
Schließlich ist es empfehlenswert, das Schleifband mittels einer Zentriereinrichtung am Schleifaggregat zu zentrieren.
• ·
Anhand der Zeichnung sind bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung im folgenden näher erläutert; dabei stellen auch die Zeichnungen Offenbarungsträger für Details der Erfindung dar. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht auf einen
Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2 eine schematische Seitenansicht auf Teile
der Halteeinrichtung und des Schleifaggregats;
Figur 3 einen schematischen Querschnitt durch
Teile des Schleifaggregats beim Schleifen der Oberfläche und der Seitenränder des Schienenkopfes;
Figur 4 und 5 schematische Teilschnitte A-A und B-B der
Darstellung von Figur 2;
Figur 6 und 7 schematische Ansichten von Stützaggregaten
für die Halteeinrichtung bzw. das Schleifaggregat unter Verwendung von Greifarmen;
Figur 8 ein Detail beim Überfahren einer Schweiß
raupe und
Figur 9 ein Zeitdiagramm von Fahrzeugerschütte
rungen .
Gemäß Figur 1 ist auf einer Schiene 1 ein Fahrzeug 2 mit Rädern 3 aufgesetzt. Bei dieser Ausbildungsform ist in das Fahrzeug 2 ein Steueraggregat 4 in Form einer elektronischen
Datenverarbeitungseirnichtung eingebaut, welche von der Seite aus bedienbar ist. Der Bildschirm, die Tabulatur und Eingabeschlitze für Disketten oder andere Daten- und Programmträger sind nur schematisch angedeutet.
Über eine Halteeinrichtung 8 , die mittels eines hydraulischen Auslegearms 8a am Fahrzeug 2 angelenkt ist, ist das Schleifaggregat 6 mit seinen Rollen 7 auf die betreffende Schiene 1 gesetzt. Sowohl der Antriebsmotor für das Schleifwerkzeug 5 als auch die hier nur angedeuteten Meßaggregate 9 sind über Kabel 10 mit dem Computer des Steueraggregats 4 elektrisch verbunden. Sobald die Meßaggregate 9 durch Hin- und Herfahren des Schleifwerkzeugs 5 die Profilierung des Schienenkopfes in Längsrichtung ermittelt und in den Datenspeicher des Computers eingegeben haben, erfolgt entweder manuell oder automatisch der Antrieb des Schleifwerkzeuges 5 und das allmähliche Absenken desselben bis zum dem endgültigen SOLL-Schleifniveau durch Hin- und Herfahren des Schleifwerkzeuges 5.
In Figur 2 ist besser verdeutlicht, wie das Schleifband 5b um die beiden Antriebsrollen 5a angetrieben wird, die von einem insb. hydraulischen Motor antreibbar sind. Eine Zentriereinrichtung 13 am Schleifwerkzeuges 5 dient zum Zentrieren des Schleifbandes 5b.
Hydraulikzylinder 12 von Dreiwege-Druckreglern setzen Zuführrollen jeweils unter konstanten Anpressdruck. Die Halteeinrichtung für das Schleifaggregat 6 ist hier käfigartig ausgebildet; es weist Träger und Verbindungsstege auf, um die im folgenden erläuterten Möglichkeiten zu bieten:
Gemäß Figur 4 wird deutlich, daß das flache ebene Schleifband 5b im Bereich der Schleifstelle auf der „Fahrfläche", d.h. dem oberen Rand des Kopfes, der Schiene 1 entlangschleift.
Nach dem Schnitt A-A von Figur 5 greifen darüber hinaus Steuerrollen 14 an beiden Seitenränder des Kopfes der Schiene 1 an, um das Schleifwerkzeug 5 seitlich zu stabilisieren.
Die Halbkreisführung ist in Figur 3 durch den Führungskranz 11 für das Schleifwerkzeug 5 schematisch dargestellt.
An den vorderen und hinteren Enden der käfigartigen Halteeinrichtung für das Schleifaggregat 6 nach Figur 2 befinden sich Abstützorgane in Form der Greifarme 15 gemäß Figur 6/7, die an ihren Enden Greifklauen 16 aufweisen und jeweils an der Nachbarschiene la der zu schleifenden Schiene 1 zur Abstützung angreifen können. Es können auch Greifklauen 16 unmittelbar an der zu schleifenden Schiene 1 angreifen, so daß das Schleifaggregat 6 und deren Halteeinrichtung an den am weitesten in Längsrichtung des Gleises ausladenden Stellen fest verankert werden und lediglich dafür gesorgt werden muß, daß das Schleifband 5b allmählich von oben auf die Schiene 1 im Bereich der Schweißraupe zum Schleifen zu bewegt wird. Es versteht sich, daß bei dieser Art der „Verankerung" der Halteeinrichtung das Schleifaggregat 6 feststeht.
Eine einfache Möglichkeit der automatischen Positionierung des Schleifaggregats an der richtigen Stelle geschieht gemäß Figur 8/9 z.B. dadurch, daß zuerst der Zeitpunkt to des Überfahrens der Schweißraupe tb vom Rad 3 auf der Fahrbahn la der Schiene 1 ermittelt wird. In Abhängigkeit von der Zeitdauer der Weiterbewegung des betreffenden Rades 3 bis z.B. dem Zeitpunkt
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tj. wird eine Strecke S1 zurückgelegt. Es ist dann dafür zu sorgen, daß das Fahrzeug 2 zu einem Zeitpunkt ts stoppt und das Schleifwerkzeug 5 auf die Schiene 1 .gelangt, um seine Arbeit aufzunehmen, wenn der Abstand S3 zwischen dem Rad 3 auf dem dahinter abzusenkenden Schleifwerkzeug 5 erreicht ist.
Claims (17)
1. Vorrichtung zum Schleifen von Schienen mit einem Schleifaggregat (6) zum materialabtragenden Schleifen an der betreffenden Stelle, zum Beispiel verschweißten Stoßstelle der Schiene (1), mit einer Halteeinrichtung (8), welche das Schleifaggregat (6) in die gewünschte Position bringt und dort hält, und mit einem Steueraggregat (4) zum Steuern des Schleifaggregats (6) und ggf. der Halteeinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (8) auf einem Fahrzeug (2) montierbar und längs der Strecke der Schiene (1) bewegbar ist und daß das Steueraggregat (4) eine Datenverarbeitungseinrichtung (Computer) aufweist, die manuell und/oder maschinell eingebbare Daten gemäß einem Datenverarbeitungsprogramm (Software) zur Steuerung des Schleifaggregats (6) verarbeitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Meßaggregate (9) an einer Strecke bei der Schleifstelle den Abstand zur Schiene (1) messen und die Meßdaten zu Steuerzwecken der Datenverarbeitungseinrichtung des Steueraggregats (4) zuführbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steueraggregat (4) mit Hilfe der Meßdaten ein Schleifwerkzeug (5) derart steuert, daß ein programmierbares Schleifen der Flächen in Abhängigkeit von Meßdaten erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schleifband (5b) als Schleifwerkzeug (5) des Schleifaggregats (6) dient.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßaggregat den Verschleiß des Schleifbandes (5b) mißt und die Meßdaten zu Steuerzwecken der Datenverarbeitungseinrichtung des Steueraggregats (4) zuführbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß Lasereinrichtungen als Meßaggregate (9) dienen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung eine P-MAC zur Verarbeitung von Meßwerten aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektro- oder Hydrauliksystem zu Steuerzwecken des Schleifaggregats (6) und/oder der Halteeinrichtungen (8) dient.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dreiwege-Druckregulator mit einem Hydraulikzylinder (12) Zuführrollen (7) beim Schleifen unter konstantem Anpressdruck an die Schleifstelle der Schiene (1) drückt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifband (5b) über elektro- oder hydraulikgetriebene Rollen (5a) antreibbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (8) über einen kranartigen Auslegerarm (8a) am Fahrzeug (2) befestigbar und von diesem abschwenkbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung Greifarme (15) aufweist, mit denen die Halteeinrichtung seitlich der zu schleifenden Schiene (1) abstützbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Greifarme (15) am Ende Greifklauen (16) zur Befestigung an der zu schleifenden Schiene (1) und/oder an der Nachbarschiene (1a) desselben Gleises aufweisen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (15) an den Stirnenden der Halteeinrichtung angeordnet sind und daß das Schleifwerkzeug (5) innerhalb einer käfigartigen Halteeinrichtung angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (5) um den Kopf der Schiene (1) schwenkbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (5) Schleifplatten aufweist, die im wesentlichen aus Vanadium bestehen und mit BALLENIT B belegt und wasserkühlbar sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Zentrieren des Schleifbandes (5b) dienende Zentriereinrichtung (13) am Schleifwerkzeug (5) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE20004932U DE20004932U1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Vorrichtung zum Schleifen von Schienen |
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| DE20004932U DE20004932U1 (de) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Vorrichtung zum Schleifen von Schienen |
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Country Status (1)
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