DE2162018A1 - Einrichtung zur Steuerung der Seitenverstellung von Werkzeugaggregaten einer Gleisbaumaschine - Google Patents

Description

A 1458/71 19.2.1971

FRANZ PLASSER BAHNBAUMASCHINEN-INDUSTRIEGESELLSCHAFT m.b.H. in WIEN

Einrichtung zur Steuerung der Seitenverstellung von Werkzeugaggregaten einer Gleisbaumaschine

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Seitenverstellung von Werkzeugaggregaten, z.B. Gleisstopfwerkzeugen, einer Gleisbearbeitungsmaschine, bei der die Werkzeugaggregate auf dem Fahrgestellrahmen der Maschine seitenverschiebbar und/oder seitenverschwenkbar gelagert sowie durch einen Antrieb der Seite nach verstellbar sind.

Um auch im Bereich unterhalb der beiden Schienenstränge Ing.Fa/Lei/AT

209835/0651

eine möglichst gute Verdichtung des BettungsSchotters zu erzielen, ist man bei Gleisstopfmaschinen bestrebt, den Abstand zwischen Schienenfuß und den in das Schotterbett eintauchenden Stöpfpickeln so klein wie möglich zu halten. Dies erfordert jedoch eine besonders genaue Einstellung der Stopfaggregate in Bezug zur Schiene. Insbesondere in Kurvenabschnitten muß das Stopfwerkzeugaggregat seitwärts verstellt werden, um beim Absenken des Aggregates ein Anschlagen der Stopfpickel an den Schienen und damit Beschädigungen des Gleises und der Stopfpickel zu vermeiden. Aus diesem Grunde wurden die Stopfaggregate auf dem Fahrgestellrahmen seitenverschiebbar bzw. sextenverschwenkbar gelagert und mit einem Verstellantrieb versehen. Dieser Verstellantrieb wurde jedoch bisher durch den Maschinisten manuell betätigt. Dabei hing es also von der Aufmerksamkeit und Gewissenhaftigkeit des Maschinisten ab, ob sich die Werkzeugaggregate wirklich genau oberhalb des Schienen- W stranges befanden. Naturgemäß kam es dabei verhältnismäßig oft vor, daß die Stopfpickel mit der Schiene kollidierten und Beschädigungen dieser Teile auftraten. Ausserdem konnte die Seitwärtsverstellung der Werkzeugaggregate erst nach Stillstand der Maschine erfolgen, d.h. die Maschine bewegte sich jeweils von einer fertig unterstopften Schwelle oder Schwellengruppe zur nächsten zu unterstopfenden Schwelle oder Schwellengruppe weiter und erst dann wurde mit der Seiteneinstellung des

209835/0651

Werkzeugaggregates begonnen, so daß große Zeitverluste entstanden. Auch bei Weichenstopfmaschinen war die Seitenverstellung der Stopfaggregate bisher äußerst zeitraubend und umständlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Seitenverstellung der Werkzeugaggregate vollautomatisch vor sich geht und eine größtmögliche Betriebssicherheit erzielt wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß dem zu verstellenden Werkzeugaggregat ein Fühlorgan zugeordnet ist, mittels welchem die Abweichungen des Schienenverlaufes von der jeweiligen Stellung des Werkzeugaggregates während der Fahrt in elektrische Signale umwandelbar sind und das mit einer durch diese Signale kontinuierlich einstellbaren Regelvorrichtung für den Verstellantrieb des Werkzeugaggregates elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise wird das Werkzeugaggregat automatisch stets genau über dem zugehörigen Schienenstrang zentriert und die Stopfpickel weisen stets den vorgesehenen Abstand vom Schienenkopf auf, so daß beim Absenken der Stopfaggregate keine Beschädigungen der Schiene und Stopfpickel mehr auftreten können. Da die Seitenverstellung der Stopfaggregate bereits während der Vorfahrt der Maschine zur jeweils nächsten Schwelle er-

se folgt, treten auch keinerlei Zeitverluste für die/Seitenverstellung mehr auf und die Leistungsfähigkeit bzw. Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine wird wesentlich erhöht.

209835/0651

-A-

Das Fühlorgan ist zweckmäßigerweise von an jeder Seite des Schienenkopfes zumindest eines Schienenstranges befindlichen Induktivschaltern gebildet, deren Schaltkontakte durch Abstandsänderungen zwischen Schienenkopf und Induktivschalter auf induktivem Wege betätigbar sind. Es wäre an sich auch möglich als Fühlorgan ein Potentiometer vorzusehen, dessen vertikale Drehachse einen mit seinem freien Ende auf der Schiene geführten Tastarm trägt, dessen jeweilige Auslenkung einem bestimmten

Pl Spannungswert am Potentiometer entspricht, der zur Steuerung der Regelvorrichtung für den Verstellantrieb dient. Demgegenüber bietet jedoch der Induktivschalter den Vorteil einer kompakten, geschlossenen Steuereinheit, die keinerlei reibungsbedingtem Verschleiß unterliegt und dennoch äußerst robust und unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen ist. Der Abstand der Induktivschalter vom Schienenkopf wird vorteilhafterweise so gewählt, daß die Schaltkontakte des Induktivschalters, die erst

α bei einem gewissen Abstand vom Schienenkopf ansprechen, nicht bei jeder geringsten Abstandsänderung betätigt werden, sondern erst bei einer in bestimmten zulässigen Toleranzgrenzen liegenden Abstandsänderung. Auf diese Weise wird ein ständiges Hin- und Herschalten der Schaltkontakte vermieden.

Da die Vorfahrtssteuerung der Maschine ebenfalls mittels Induktivschaltern erfolgen kann, ist es zweckmäßig, wenn der Induktivschalter außer den Schaltkontakten für

209835/0651

den Seitenabstand vom Schienenkopf zusätzliche, durch die Schienenbefestigungsmittel beeinflußbare Schaltkontakte für die automatische Vorfahrtssteuerung der Gleisbearbeitungsmaschine aufweist. Es kann somit mit einem einzigen Induktivschalter eine vollautomatische Steuerung sowohl der Vorfahrt als auch der Seiteneinstellung der Aggregate durchgeführt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind an jeder Seite des Schienenkopfes zumindest eines Schienenstranges zwei Induktivschalter vorgesehen, wobei die beiden inneren Induktivschalter auf normalen Schienenabschnitten und die beiden äußeren Induktivschalter in Sonderfällen, z.B. bei Weichenherzstücken, in den Steuerkreis für die Regelvorrichtung einschaltbar sind. Auf diese Weise kann das jeweilige Weichenstopfaggregat genau über dem Herzstück oder den auseinanderlaufenden Schienensträgen zentriert werden. Auch bei Spurerweiterungen können solche zusätzliche Induktivschalter von Nutzen sein.

Obwohl der Verstellantrieb für die Werkzeugaggregate beispielsweise auch als durch einen Elektromotor angetriebene Schraubspindel ausgebildet sein könnte, wird man zweckmäßigerweise einen hydraulischen Verstellantrieb wählen. Bei einem solchen Antrieb ist die Regelvorrichtung vorteilhafterweise von einem Magnetventil gebildet, dessen Magnetspulen gegebenenfalls unter

209835/0651

Zwischenschaltung eines Verstärkers, an die Induktivschalter angeschlossen sind und dessen Hydraulikanschlüsse einerseits mit dem doppelt beaufschlagbaren Antriebszylinder für das zugeordnete Werkzeugaggregat und anderseits mit der Hydraulikpumpe bzw. mit der Rücklaufleitung des Hydrauliksystems verbunden sind.

Das dem rechten Schienenstrang zugeordnete Werkzeugaggregat und das dem linken Schienenstrang zugeordnete Werkzeugaggregat kann jeweils entweder mittels eines gemeinsamen Antriebes verstellbar sein oder getrennte Verstellantriebe aufweisen. Die letztgenannte Ausführungsform ist insbesondere für Weichenstopfmaschinen vorgesehen, bei denen die Stopfaggregate unabhängig voneinander seitenverstellbar sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehene Gleisstopf-Nivellier- und Richtmaschine in Seitenansicht, die Fig. 2 und 3 Ausschnitte von Seitenansichten der in Fig. 1 dargestellten Maschine bzw. einer Weichenstopfmaschine, die Fig. 4 und 5 den Fig. 2 und entsprechende Draufsichten, Fig. 6 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Einrichtung, und Fig. 7 einen Querschnitt durch den Schienenbereich.

Die in Fig. 1 dargestellte Gleisstopf-Nivellier- und Richtmaschine weist einen von Fahrwerken 1 und 2 getra-

209835/0651

genen Fahrgestellrahmen 3 auf, auf dem die einzelnen Werkzeugaggregate, wie Gleisstopfwerkzeuge 4, Gleishebewerkzeuge 5 und Gleisseitenrichtwerkzeuge 6 gelagert sind. Die Arbeitsrichtung der Maschine ist durch den Pfeil A angedeutet. Außerdem sind am Fahrgestellrahmen 3 mehrere bei Überstellungsfahrten der Maschine vom Gleis 7 abhebbare Meßfahrwerke 8, 9, Io gelagert, wobei sich zwischen dem vorderen Meßfahrwerk 8 und dem hinteren Meßfahrwerk Io eine Bezugsgerade 11 für den Nivelliervorgang erstreckt. Sofern über jeder Schiene eine solche Bezugsgerade 11 angeordnet ist, ergibt sich eine Bezugsebene, die genau parallel zur Soll-Gleisebene liegt. Mit der Bezugsgeraden 11 arbeitet jeweils ein am mittleren Meßfahrwerk 9 angebrachtes Fühlorgan 12 zusammen, das die Tätigkeit der Gleishebewerkzeuge 5 steuert. Als Bezugsgerade kann beispielsweise ein Lichtstrahl oder ein Spanndraht dienen. Auch zur Steuerung der Gleisrichtwerkzeuge 6 ist selbstverständlich ein Bezugssystem vorgesehen, das in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist. Diese Bezugssysteme bzw. Steuerungen sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und werden daher auch nicht weiter erläutert.

Im vorliegenden Fall soll vielmehr auf die Seitenverstellung der Werkzeugaggregate 4, insbesondere der Stopfwerkzeugaggregate, näher eingegangen werden. Wie bereits eingangs erwähnt, müssen die Stopfwerkzeuge stets genau über dem jeweiligen Schienenstrang 7 zen-

209835/0651

triert werden, um ein Anschlagen der Stopfpickel 4 a an diesem Schienenstrang und damit Beschädigungen dieser Teile zu verhindern. Zu diesem Zweck sind die jedem Schienenstrang zugeordneten, höhenverstellbaren Stopfwerkzeugaggregate 4 in Querführungen 13 des Fahrgestellrahmens 3 auch seitenverschiebbar gelagert und mittels eines Hydraulikzylinders 14 seitenverstellbar. Anstelle des Hydraulikantriebes könnten selbstverständlich auch andere mechanische Antriebe, wie z.B. eine durch einen Elektromotor angetriebene Schraubspindel, Verwendung finden.

Zur Steuerung dieses Verstellantriebes 14 ist jedem zu verstellenden Stopfwerkzeugaggregat 4 ein mit dem zugehörigen Schienenstrang 7 zusammenarbeitendes Fühlorgan 15 zugeordnet. Diese Fühlorgane werden im vorliegenden Fall von Induktivschaltern gebildet, die beidseits des jeweiligen Schienenstranges in bestimmtem Abstand vom Schienenkopf 7 a angeordnet sind. Dieser Abstand wird so gewählt, daß ein dauerndes Betätigen der Schaltkontakte des Induktivschalters 15 vermieden wird, d.h. daß dieser nur bei Abstandsänderungen in Funktion tritt, die über eine gewisse Mindesttoleranz hinausgehen. Die Induktivschalter 15 sind jeweils mit dem seitenverstellbaren Stopfwerkzeugträger 16, in welchem die Stopfwerkzeugaggregate 4 höhenverstellbar gelagert sind, mechanisch verbunden, so daß sie dessen Seitenbewegungen mitmachen, wobei selbstverständlich eine Einstellmög-

209835/0651

Iichk3xt vorgesehen ist, um die Induktivschalter 15 in Bezug Z¹Xm. Schienenkopf 7 a zu justieren.

Aufbau und die Punktionsweise der an sich bekannten Induktivschalter 15 ist folgendermaßen: Jeder Induktivschalter weist einen in seiner Längsmitte schwenk bar gelagerten Schalthebel auf, der an seinen Enden mit Schaltkontakten versehen ist. Diese beweglichen Schaltkontakte arbeiten mit starren Schaltkontakten zusammen, dsnen jeweils ein Permanentmagnet zugeordnet ist, wobei sizh der eine Magnet in größerem Abstand vom jeweiligen Sehsltkontakt befindet als der andere. Auf die'se Weise irt- der eine Schaltkontakt einem stärkeren Magnetfeld ausgesetzt als der andere und somit gewöhnlich geschlossen, während der dem in größerem Abstand angeordneten Magneten zugeordnete Schaltkontakt auf Grund des sehsräeheren Magnetfeldes geöffnet ist. Wird nun das dem geschlossenen Kontakt zugeordnete Magnetfeld durch Einwirkung eines Eisenteiles in diesem Magnetfeld so weit abgeschwächt, daß die Feldstärke des dem anderen Kontakt zugeordneten Magneten die verbleibende Feldstärke des erstgenannten Kontaktes überwiegt, so wird dieser Kontakt geöffent und der gewöhnlich offene Kontakt gescnlossen, um irgendwelchen Steuerfunktionen zu dienen. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der dem normalerweise stärkeren Magnetfeld zugeordnete Schaltkontakt bzv_t dieses Magnetfeld dem Schienenstrang 7 zugewandt» Je näher nun der Schienenstrang dem Induktiv-

209835/0651

schalter 15 kommt., umso mehr wird das Magnetfeld abgebaut, bis schließlich der Umsehaltvorgang erfolgt, d.h. bei einer eine bestimmte Toleransgrenze überschreitenden Abweichung des Schienenstranges 7 gegenüber dem Stopfaggregat 4 und einer daraus resultierenden Abstandsänderung zwischen Schienenkopf 7 a und Induktivschalter 15 spricht der jeweils auf der Seite der Abstandsverringerung befindliche Induktivschalter 15 an und gibt elektrische Steuerimpulse an eine kontinuierlich einstellbare Regelvorrichtung für den Verstellzylinder 14 ab, die im Zusammenhang mit Fig. 6 noch erläutert wird.

Während in Fig. 4 angedeutet ist, daß die Jedem Schienenstrang 7 zugeordneten Stopfwerkzeugaggregate 4 der in Fig. 1 bzw. Fig. 2 dargestellten Maschine gemeinsam durch einen einzigen Verstellzylinder 14 seitlich einstellbar sind, u. zw. aus der strichliert angedeuteten Normallage (gerades Gleis) in die voll gezeichnete, gegenüber dem Fahrgestellrahmen 3 seitlich versetzte Lage (in Kurvenabschnitten), sind bei der in Fig. 3 dargestellten Weichenstopfmaschine die Aggregate 4 b zusammen mit den Bedienungsständen 17 einzeln verstellbar. Zu diesem Zweck ist jedem Weichenstopfaggregat 4 b ein eigener Hydraulikzylinder 14 a, 14 b zugeordnet (Fig. 5). Außerdem können die Weichenstopfaggregate 4 b nicht nu2* seitenverschiebbar sondern um Gelenke 18 auch seitenverschwenkbar am Fahrgestellrahmen 3 gelagert seinj vm

209835/0651

' - 11 -

eine möglichst individuelle Einstellung der einzelnen Aggregate zu gewährleisten. Im übrigen ist auch die in Fig. 3 und 5 dargestellte Weichenstopfmaschine mit Laufrädern 19, einem Meßfahrwerk 2o, einem Bezugssystem 21, einer Seitenführung 22 sowie den am Stopfaggregatrahmen 23 angebrachten Induktivschaltern 15 versehen.

Aus der schematischen Darstellung des Schaltkreises nach Fig. 6 ist ersichtlich, daß die beiden Induktivschalter 15 mit jeweils einer Magnetspule 24 eines Magnetventils 25 verbunden sind. Gegebenenfalls können zwischen Induktivschalter 15 und Magnetspulen 24 Verstärker 26 angeordnet werden. Das Magnetventil 25 beaufschlagt beim Empfang eines elektrischen Impulses vom einen oder anderen Induktivschalter 15 die eine oder andere Kolbenfläche des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 14, so daß das Stopf Werkzeugaggregat (und damit

weg ^ .-, =-

die Induktivschälter) von der Seite/verschoben wird, an der der Induktivschalter 15 einen zu geringen Abstand vom Schienenkopf 7 a signalisiert hat. Sobald der richtige Abstand wieder hergestellt ist und der Schienenstrang außerhalb des Magnetfeldes dieses Induktivschalters 15 gelangt, so daß dessen Feldstärke wieder diejenige des anderen Magneten überwiegt, erfolgt ein Umschalten der Schaltkontakte des Induktivschalters und das Magnetventil 25 wird wieder geschlossen und die Seitenverschiebung des Stopfwerkzeugaggregates wird beendet. Auf diese Weise wird das Aggregat 4 stets

209835/0651

genau über dem Schienenstrang 7 zentriert, so daß die Stopfpickel 4 a nicht mit dem Schienenfuß kollidieren können. In Fig. 6 sind außerdem noch die Hydraulikpumpe 27 mit Druckleitung 28 sowie der Vorratsbehälter 29 für das Drucköl und die Rücklaufleitung 3o des Hydrauliksystems angedeutet, das gleichzeitig auch die dem anderen Schienenstrang zugeordnete Steuervorrichtung für das Stopfwerkzeugaggregat versorgen kann.

Gemäß Fig. 7 sind neben den beiden inneren Induktivschaltern 15 jedem Schienenstrang 7 noch zwei äußere Induktivschalter 15 a zugeordnet, die bedarfsweise bei breiteren Schienenteilen, z.B. Weichenherzstücken, zum Einsatz gelangen. Dabei können die inneren Induktivschalter 15 außer Betrieb gesetzt werden. Außerdem ist in Fig. 7 angedeutet, daß in ein- und demselben Gehäuse auch zwei Induktivschalter mit vier Magneten angeordnet sein können, die verschiedene Steuerfunktionen ausführen, wobei die beeinflußbaren Magnetfelder aus zwei verschiedenen Gehäuseflächen austreten. So kann beispielsweise das aus der Gehäusefläche 31 austretende Magnetfeld für die bereits beschriebene Seitenzentrierung von GleisstopfWerkzeugaggregaten über dem zugeordneten Schienenstrang ausgenützt werden, während das aus der unteren Gehäusefläche 32 austretende Magnetfeld durch den Einfluß der Schienenbefestigungsmittel 7 b abbaubar ist und die damit verbundene Umschaltung der zugehörigen Schaltkontakte für die Vorfahrts-

209 835/0651

steuerung der Maschine ausgenutzt werden kann, d.h. sobald der Induktivschalter bei der Vorfahrt in den Einflußbereich der Schienenbefestigungsmittel 7 b gelangt, wird die Maschine abgebremst, so daß die Stopfwerkzeuge 4, 4 b auch zu den Schwellenlängsseiten genau symmetrisch eingetaucht werden können.

Obwohl die" Seitenzentrierung der Stopfwerkzeugaggregate 4 und 4 b bereits während der Vorfahrt der Maschine von einer zu unterstopfenden Schwelle zur nächsten erfolgt, ist es ferner zweckmäßig, eine Absenksperre vorzusehen, die das Absenken der Aggregate in jedem Fall erst nach Beendigung der Seitenbewegung zuläßt, falls dieser Vorgang beim Stillstand der Maschine noch nicht abgeschlossen sein sollte.

209835/0651

Claims (5)

1. Pat ent a η s ρ r il.c- h e.

   Einrichtung zur Steuerung der Seitenverstellung von Werkzeugaggregaten, z.B. Gleisstopfwerkzeugen, einer Gleisbearbeitungsmaschine, bei der die Werkzeugaggregate auf dem Fahrgestellrahmen der Maschine seitenverschiebbar und/oder seitenverschwenkbar gelagert sowie durch einen Antrieb der Seite nach verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu verstellenden Werkzeugaggregat (4? 4 b) ein Fühlorgan (15) zugeordnet ist, mittels welchem die Abweichungen des Schienenverlaufes von der jeweiligen Stellung des Werkzeugaggregates (45 4 b) während der Fahrt in elektrische Signale umwandelbar sind und das mit einer durch diese Signale kontinuierlich einstellbaren Regelvorrichtung (24> 25) für den Verstellantrieb (14J 14 a, 14 b) des Werkzeugaggregates (4ι 4 b) elektrisch verbunden ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlorgan von an jeder Seite des Schienenkopfes (7 a) zumindest eines Schienenstranges (7) befindlichen Induktivschaltern (15) gebildet ist, deren Schaltkontakte durch Abstandsänderungen zwischen Schienenkopf und Induktivschalter (15) auf induktivem Wege betätigbar sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivschalter (15) außer den

   20983 5/06 51

   Schaltkontakten für den Seitenabstand vom Schienenkopf (7 a) zusätzliche, durch die Schienenbefestigungsmittel (7 ,b) beeinflußbare Schaltkontakte für die automatische Vorfahrtssteuerung der Gleisbearbeitungsmaschine aufweist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seite des Schienenkopfes (7 a) zumindest eines Schienenstranges (7) zwei Induktivschalter (15> 15 a) vorgesehen sind, wobei die beiden inneren Induktivschalter (15) auf normalen Schienenabschnitten und die beiden äußeren Induktivschalter (15 a) in Sonderfällen, z.B. bei Weichenherzstücken, in den Steuerkreis für die Regelvorrichtung (24, 25) einschaltbar sind.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit hydraulischem Verstellantrieb für die Werkzeugaggregate, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung von einem Magnetventil (25) gebildet ist, dessen Magnetspulen (24), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Verstärkers (26), an die Induktivschalter (15, 15a) angeschlossen sind und dessen Hydraulikanschlüsse einerseits mit dem doppelt beaufschlagbaren Antriebszylinder (14; 14 a, 14 b) für das zugeordnete Werkzeugaggregat (4; 4 b) und anderseits mit der Hydraulikpumpe (27) bzw. mit der Rücklaufleitung (3o) des Hydraüliksystems verbunden sind.

   209835/0651

   ■ - 16 -

   6« Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß das dem rechten Schienenstrang (7) zugeordnete Werkzeugaggregat (4) und das dem linken Schienenstrang (7) zugeordnete Werkzeugaggregat (4) mittels eines gemeinsamen Antriebes (14) verstellbar sind. - -

   7« Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 .bis S, dadurch gekennzeichnet, daß das dem rechten Schienenstrang (7) zugeordnete Werkzeugaggregat (4b) und das dem linken Schienenstrang (7) zugeordnete Werkzeugaggregat (4 b) getrennte Verstellantriebe (14 a, 14 b) aufweisen.

   209835/0651