DE2843649A1

DE2843649A1 - Eisenbahnschienenschleifwagen

Info

Publication number: DE2843649A1
Application number: DE19782843649
Authority: DE
Inventors: Fritz Buhler; Fredy Scheuchzer
Original assignee: SCHEUCHZER FILS AUGUSTE
Current assignee: SCHEUCHZER FILS AUGUSTE
Priority date: 1977-10-10
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1979-04-12
Also published as: CH614476A5; DE2843649C2; AT362413B; FR2405329A1; FR2405329B1; ATA727278A; US4347688A; IT7828487A0; IT1099694B; IT7822967V0

Description

Eis enbahnschienenschleifwagen Stand der Technik

Man kennt Schienenschleifvorrichtungen, deren Schleifscheiben auf einer vertikalen Achse angeordnet sind und die mit einer konstanten Kraft an den zu bearbeitenden Schienen anliegen. Die Schleifköpfe werden in vertikaler Ebene geführt und durch hydropneumatische Zylinderkolben belastet. Diese Einrichtungen besitzen jedoch den Nachteil, dass sie den Schienenwellungen folgen, sobald deren Wellung länger ist als der Durchmesser der Schleifscheibe. In Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen ist dargestellt, wie die Schleifscheibe der Schienenwellung folgt, wobei das Tal dieser Wellung auf der Länge (n) nicht bearbeitet wird. In der Praxis wirkt sich dieser Nachteil noch verstärkt aus durch die Tatsache, dass die Schleifscheibe nicht absolut horizontal arbeitet, sondern um einen Winkel (ß) geneigt ist. Sobald dieser Winkel (ß) grosser ist als der Winkel (oe) der Wellung, folgt die Schleifscheibe den Schienenwellungen auf ihrer ganzen Länge.

Eine andere bekannte Vorrichtung, welche ähnlich der vorstehend beschriebenen Ausführung ausgebildet und schematisch in Fig. 2 dargestellt ist,besitzt mehrere Schleifscheiben mit vertikalen Achsen, die starr an einem Schleifscheibenträger sitzen. Dabei wirken wenigstens zwei Schleifscheiben eines Schleifscheibenträgers mit konstanter Kraft auf die zu bearbeitende Schiene. Diese Ausführung besitzt gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausbildung den Vorteil, dass die Arbeitslänge (b) länger ist und dass sie dadurch nur den Schienenwellungen folgt, deren Länge (L) gleich oder länger ist als die Arbeitslänge dieser Schleifeinheit.

Eine andere bekannte Vorrichtung (CH-PS 500 335) ist schematisch in Fig. 3 dargestellt und besitzt eine Schleifscheibe mit horizontaler Achse,

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welche über einen hydraulischen Zylinderkolben an einem Führungsrahmen sitzt, welcher selbst über Kufen auf der Schiene aufliegt. Die Absenkgeschwindigkeit (VM) der Schleifscheibe wird durch diesen Zylinderkolben gesteuert und in der Weise eingestellt, dass die Schleifscheibe von dem Wellenberg (S) auf die Flanke (F) der nächsten Schienenwellung springt.

Zur Erzielung einer einwandfreien Schleifarbeit muss die Absenkgeschwindigkeit (VM) der Schleifscheibe aber veränderbar sein, und zwar in Abhängigkeit von der Länge und Tiefe der Schienenwellungen sowie von der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Wagens. Dies ist aber bei den bekannten Ausführungen nicht der Fall, sondern man stellt fest, dass, sobald die Absenkgeschwindigkeit (VM) zu gross ist, die Schleifscheiben den Schienenwellungen folgen. Andererseits werden bei einer zu kleinen Absenkgeschwindigkeit nur die Wellenberge der Schienenwellungen bearbeitet. Alle diese bekannten Vorrichtungen besitzen daher den Nachteil, dass sie bestimmte Schienenwellungen stehen lassen.

Aufgab e

Der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Schienenschleifwagen zu schaffen, dessen Schleifvorrichtung sich automatisch in Abhängigkeit von der Länge und Tiefe der zu bearbeitenden Schienenwellungen und der Arbeitsgeschwindigkeit des Schleifwagens sowie auch von der Abnutzung der Schleifscheibe(n) auf die optimalen Arbeitsbedingungen einstellt.

Vorteile

Der Vorteil der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Lösung besteht vor allem darin, dass durch eine von den genannten Kriterien in ihrer Tätig-

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keit beeinflusste Regeleinrichtung einen einfachen, hydraulisch oder mechanisch verstellbaren Anschlag steuert, welcher seinerseits die Schleifscheibe(n) immer in der richtigen Arbeitsstellung hält, ohne dass diese unkontrolliert den Schienenw ellung en folgen.

Darstellung der Erfindung

In den beigefügten Zeichnungen ist -wie erwähnt- schematisch sowohl der Stand der Technik als auch das erfindungsgemässe Konstruktions prinzip dargestellt, letzteres an einigen verschiedenen Ausführungsformen. Dabei zeigen:

Fig. 1-3 den Stand der Technik,

Fig. 4 das Prinzip der Erfindung,

Fig. 5, 6, 7 u. 11 eine erste Ausführungsform,

Fig. 8, 9 u. 10 die Regeleinrichtung,

Fig. 12 - 17 eine abgewandelte Ausführungsform einer Schleif

einheit und

Fig. 18 u. 19 in Seitenansicht und Draufsicht einen Schleifwagen.

Danach besteht die Schleifvorrichtung als Einheit im wesentlichen aus einer drehbaren Schleifscheibe 1 und einem Führungsrahmen mit Kufen. Der Kolbenzylinder 12 ist über einen verstellbaren, hydraulisch oder mechanisch betätigbaren Anschlag 14 mit dem Rahmen verbunden. Die Höhe dieses Anschlages 14 verstellt sich automatisch in der Weise,

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dass der Angriffspunkt C der Schleifscheibe 1 nicht unterhalb des Punktes Cl (Fig. 4) in der Arbeitsebene absinken kann, welche durch die Punkte A und B der Kufen gegeben ist. Durch diese symmetrische Arbeitsebene A, Cl, B folgt der Punkt Cl in einer asynchronen Kurve k der Wellung der Schiene. Der Kreuzungspunkt D zwischen der Kurve k und der Schienenwellung variiert in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der Länge b der Schleif ebene und der Länge L der Schienenwellung. Hieraus folgt wiederum:

L>-b/2 die untere Hälfte der Schienenwellung (Länge n) wird

L:s2b nicht geschliffen.

L=*2b die nicht geschliffene Länge (n) nimmt proportional

der Schienenwellungslänge ab (n=L-b).

L=-2b der Schienenwellung wird theoretisch gefolgt mit einer

Schleif ebene ohne Kufe. Die Länge P der Kufe bestimmt hierbei die nicht geschliffene Länge n.

Bei kurzen Schienenwellungen L<=±>/2 verändert sich die nicht geschliffene Länge η in Abhängigkeit von der Länge der Schleif ebene b und der Länge der Kufen P.

Das erste Ausführungsbeispiel einer Schleifvorrichtung nach den Fig. 5, 6, 7 und 11 besitzt die folgenden vier Konstruktionselemente:

Drehbare Scheiben mit Antriebsmotor

Fuhrungsrahmen

Steuerung und

Regeleinrichtung.

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Fig. 6 ist ein Schnitt nach VI-VI in Fig. 5 und zeigt einen üblichen Schleifkopf mit einer drehbaren Schleifscheibe 1 auf einer Spindel 2, welche über Riemen 3 von einem Elektromotor 4 angetrieben wird. Der Schleifkopf sitzt an einem Arm 5, welcher über ein Gelenk 6 an dem Schleifwagen angelenkt ist. Die Schleifscheibe mit horizontaler Achse kann auch ersetzt werden durch eine Schleifscheibe mit vertikaler Achse und direktem Antrieb.

Der Führungsrahmen besteht nach den Fig. 5 und 6 aus denGhassis 7, 7.1 und 7. 2 der benachbarten Schleifeinheiten, welche über die Gelenke 10 miteinander verbunden sind, und aus den Kufen 8 und 8. L Dieser Rahmen ist über Stangen 9, Gelenke 11 und pneumatische Zylinder mit dem Schleifwagen verbunden. Diese pneumatischen Zylinder gestatten eine Belastung der Schleif einheit en und deren Anheben bei Leerfahrt.

Die Steuerung nach den Fig. 5 und 7 besteht aus dem Schleifscheibenzylinder 12 und einem hydraulischen Anschlag 14 oder einem mechanischen Anschlag 15. Der Schleifscheibenzylinder 12 regelt die Auflagekraft und begrenzt den Arbeitsweg der Schleifscheibe. Er ist über eine Wippe 13 mit dem Anschlag 14 oder 15 verbunden. Dieser Anschlag ist nun so verstellbar, dass der Angriffspunkt C der Schleifscheibe nicht unter die Schleifebene A-B absinken kann, welche von den beiden Kufen 8 und 8. 1 gebildet wird. Dieser Anschlag 14 oder 15 wird seinerseits gesteuert durch eine Regeleinrichtung, um die Abnutzung der Schleifscheibe auszugleichen.

Das Hydraulikschema in Fig. 11 zeigt die Steuerung des Zylinderkolbens 12. Danach speist die Pumpe 22 mehrere Schleif zylinder mit einem konstanten Druck, welcher von dem Ventil 23 geregelt wird. Ein anderer Regler 24 für Durchsatz und Druck steuert die Schleifkraft sowie die Absenk- und Anhebgeschwindigkeit der Schleifscheibe. Das Elektroventil

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dient zur Handsteuerung des Anschlages 14. Diese Regeleinrichtung, deren Tätigkeit von der Schleifscheibenabnutzung gesteuert wird, kann in zwei verschiedenen Weisen arbeiten, und zwar einmal in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme und zum anderen durch die Steuerung der Vertikalbewegung der Schleifscheibe in Abhängigkeit von der durchlaufenden Arbeite strecke oder der Zeit.

Fig. 8 zeigt die Regeleinrichtung für die Schleifscheibenabnutzung in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 4. Diese Leistungsaufnahme ändert sich nämlich während des Schleifens der Schienenwellungen. Sie erreicht ein Maximum, sobald sich die Schleifscheibe auf einem Wellenberg befindet, und fällt auf einen Leerlaufwert ab, wenn sie ein Wellental durchläuft, wie es in der grafischen Darstellung in Fig. 9 wiedergegeben ist.

Der Durchmesser der Schleifscheibe vermindert sich mit zunehmender Abnutzung, so dass deren Angriffspunkt C gegenüber der Schleifebene A-B nach oben wandert und die Schleiflänge m sich allmählich verkürzt. In dem Augenblick, wo die Abnutzung der Schleifscheibe grosser wird als die Hohe h der Schienenwellung zwischen den beiden Punkten A und B, wird die Schleif länge m gleich null.

Das Messgerät N misst die Leistungsaufnahme des Elektromotors 4. Die Periode der geringsten Leistungsaufnahme wird dabei gemessen, entweder in Abhängigkeit von der durchlaufenen Arbeitsstrecke, gemessen von dem Gerät O oder in Abhängigkeit von der Zeit und der Laufgeschwindigkeit, gemessen von den Geräten T und V. Sobald die Periode geringster Leistungsaufnahme eine vorbestirnrnte Strecke oder Zeit überschreitet, senki; die Regeleinrichtung den hydraulischen oder mechanischen Anschlag um einen Betrag r ab. Alle die Parameter N, O, T und r sind entsprechend den Arbeitsbedingungen einstellbar.

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Fig. 10 zeigt die Regulierung durch Messung der Vertikalverschiebung der Schleifscheibe, welche in gleicher Weise vor sich geht wie die Regelung durch Messung der Leistungsaufnahme. Die Vertikalbewegung h wird von dem Hebel 16 übersetzt, welcher sich gegenüber einem Taster 17 an dem Anschlag 15 verschiebt. Sobald die Kontaktzeit zwischen dem Hebel 16 und dem Taster 17 einen vorbestimmten Zeitabschnitt oder Abstand überschreitet, senkt die Regeleinrichtung den Anschlag um einen Betrag r ab.

Diese Regulierung kann auch mechanisch erfolgen, wie es in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. In diesem Fall besteht der Anschlag 15 aus einer Schraube 27 mit einer Mutter, die über ein Untersetzungsgetriebe mit einem Schrittmotor angetrieben wird. Das Steuergerät UC steuert in Abhängigkeit der Parameter N, O oder N, T den Schrittmotor, welcher die Schraube 27 dann um einen bestimmten Wert r absenkt. Ein Potentiometer gestattet die Veränderung des Absenkbetrages r der Schraube 27 in der Grössenordnung von l/lOO mm und eine Handsteuerung bietet die Möglichkeit, den Anschlag 15 schnell zu verstellen.

Die Regelung kann aber auch hydraulisch erfolgen, wie es in den Fig.

5 und 11 dargestellt ist. In diesem Fall besteht der Anschlag aus einem hydraulischen Kolbenzylinder 14, einem elektrischen Schalter 19, einer Pumpe 18 mit veränderlichem Durchsatz und dem Steuergerät UC. Um nun den Anschlag um einen Betrag r abzusenken, steuert das Steuergerät UC das Elektroventil 19, um ein bestimmtes Volumen an Hydraulikflüssigkeit durchzulassen. Dieses zu dem Kolbenzylinder geführt Volumen ist veränderbar durch den Durchsatz der Pumpe und durch die Oeffnungsdauer des Elektroventiles 19. Der Kolben des Anschlages 14 wird in seiner Stellung durch einen Gegendruck gehalten, welcher aus dem Sammler 20 und der Pumpe 18 kommt, die von dem Ventil 21 gesteuert werden.

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Die Schleif einheit en oder -vorrichtungen können ebenfalls unterschiedlich ausgeführt sein.

So zeigt Fig. 12 eine abgewandelte Ausführungsform einer Schleif einheit, wobei der Schleifkopf an einem Arm 26 angeordnet ist, welcher gleichzeitig zur Steuerung der Vertikalbewegung der Schleifscheibe dient, und zwar durch einen Taster 17 an dem hydraulischen Anschlag 14. Auch dieser Anschlag 14 kann durch einen mechanischen Anschlag ersetzt werden.

Die Schleif einheit nach Fig. 13 ist mit einem kombinierten Zylinderkolben ausgestattet. Hiervon arbeitet der obere Teil als Schleifzylinder und der Kolben im unteren Teil hat die Funktion eines verstellbaren Anschlages.

Diese Schleifeinheiten sind natürlich mit den in vorstehend beschriebenen Steuer- und Regeleinrichtungen versehen.

Wie bereits erwähnt, hat jede Schleifeinheit die Tendenz, den Schienen-

wellungen auf einer bestimmten Länge zu folgen. Zur Vermeidung dieses Nachteiles gibt es zwei Möglichkeiten, nämlich die Ausstattung des Schleifwagens mit mehreren Schleifköpfen unterschiedlicher Arbeitslängen, asymmetrische Anordnung der Schleifköpfe oder die Ausstattung jeder Schleifvorrichtung mit mehreren Sc hie if köpf en, wie es in den Fig.14 und 15 dargestellt ist. Diese Schleifvorrichtungen mit mehreren Schleifköpfen können nun gesteuert werden in Abhängigkeit von der Abnutzung einer einzigen Schleifscheibe oder aber auch in Abhängigkeit von der Abnutzung jeder Schleifscheibe mittels mehrerer Regel- und Steuereinrichtungen, wie es Fig. 15 zeigt. Die Schleifscheibe! mit horizontaler Achse schleifen nur die Rolloberflächen der Schienen, während die Grate an den Innenseiten der Schienen nicht entfernt werden. Um auch diesen Teil der Schienen zu bearbeiten, kann die Achse der Schleifscheibe um einen Winkel n· geneigt werden. Fig. 16 zeigt einen solchen Schleifkopf mit

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einer geneigten Schleifscheibe an einem Führung s rahm en nach Fig. 12. In diesem Fall muss der Rahmen nicht nur in vertikaler Ebene, sondern auch in horizontaler Ebene geführt werden. Deswegen sind die Kufen 29 mit einer seitlichen Führung versehen und werden von einem Zylinder kolben 30 gegen die Schiene gedrückt.

Alle die vorstehend beschriebenen Schleifeinheiten können ebenfalls mit Schleifköpfen ausgerüstet werden, deren Schleifscheiben eine vertikale Achse aufweisen und die in gleicher Weise gesteuert werden wie die Schleifscheiben mit horizontaler Achse. Fig. 17 zeigt eine solche Schleifeinheit mit zwei Schleifscheiben mit vertikaler Achse an einem Schleifscheibenträger, welcher von einem Parallelogramm geführt wird. Der obere Führungsarm 26 stützt sich hierbei auf den kombinierten Kolbenzylinder 28 ab und steuert die Vertikalbewegung der Schleifscheiben. Dieser als Anschlag wirkender Kolbenzylinder 28 wird von einer Regeleinrichtung gesteuert, um die Abnutzung der Schleifscheiben auszugleichen.

Der Schleifwagen selbst besitzt ein Chassis, womit er auf den Gleisen rollen kann und welches mit einer oder mehreren Schleifeinheiten für jeden Schienenstrang ausgestattet ist.

Die Fig. 18 und 19 zeigen einen solchen Wagen mit vier Schleifeinheiten, wovon zwei Einheiten Doppelköpfe 32 mit vertikalen Schleifscheiben und zwei Einheiten geneigte Schleifköpfe 33 aufweisen, um auch den inneren Teil der Schienen bearbeiten zu können. Diese Schleifeinheiten werden geführt und bewegt mittels der Stangen 9 und von den Zylinderkolben 31 belastet, welche gleichzeitig auch zum Anheben der Schleifeinheiten bei der Leerfahrt dienen.

Mehrere solcher Wagen, ausgestattet mit verschiedenen Schleifeinheiten, nämlich mit unterschiedlichen Arbeitslängen, symmetrischer oder asymmetrischer Anordnung der Schleifscheiben, Schleifköpfe mit mehreren vertikalen oder geneigten Schleifscheiben oder einfacher oder mehrfacher

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Schleifköpfe mit Schleifscheiben auf vertikalen Achsen, können in einfacher Weise aneinander gefügt werden, um auf diese Weise einen ganzen Schleifzug zu bilden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

f 1.JEisenbahnschienenschleifwagen mit wenigstens einer Schienenschleifvorrichtung, deren Lage gegenüber der Schiene mittels wenigstens einer Stelleinrichtung und Kufen verstellbar ist, gekennzeichnet durch einen verstellbaren Anschlag (14;15), welcher von einer Regeleinrichtung in Abhängigkeit von der Abnutzung der Schleifscheibe(n) und den Abmessungen der Schien enw ellung en steuerbar ist und den Angriffspunkt (C) der Schleifscheibe^) in der von den Kufen (8, 8. l) bestimmten Schleifscheibe hält.
2. Schleifwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere, gelenkig untereinander verbundene Schleifvorrichtungen, von denen eine Einheit an einem Ende mit zwei Kufen ausgestattet ist, während die anderen Einheiten sich jeweils einerseits auf der benachbarten Einheit und andererseits auf einer Kufe abstützen (Fig. 18).
3. Schleifwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schleifvorrichtung mit wenigstens einer asymmetrisch zur Länge der Schleifebene angeordneten Schleifscheibe (Fig. 16 und 19).
4. Schleifwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schleifvorrichtung mit wenigstens zwei einzeln steuerbaren Schleifscheiben (Fig. 15).
5. Schleifwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schleifvorrichtung mit wenigstens zwei von einem Parallelogramm geführten Schleifscheiben (Fig. 17).
6. Schleifwagen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Schleif ν or richtung en mit unterschiedlichen Arbeitslängen zum Schleifen von beim Durchgang einer Schleifvorrichtung stehengebliebenen Schien enwe llung en durch die

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nachfolgende Einheit.
7. Schleifwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung, deren Tätigkeit von der Leistungsaufnahme des Schleifscheibenantriebsmotors (4) und der durchlaufenen Arbeitsstrecke steuerbar ist.
8. Schleifwagen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung, deren Tätigkeit von der Vertikalverschiebung der Schleifscheibe(n) und der durchlaufenen Arbeitsstrecke steuerbar ist.

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