DE3038557A1

DE3038557A1 - Vorrichtung und verfahren zum anschweissen von schienenhaltebolzen an unterlag- oder rippenplatten

Info

Publication number: DE3038557A1
Application number: DE19803038557
Authority: DE
Inventors: Angelo M. Moorestown N.J. D`Attoma; Stephen W. Lousville Ky. Walker; Harold C. Medford N.J. Wilkinson
Original assignee: Omark Industries Inc
Current assignee: Omark Industries Inc
Priority date: 1979-10-15
Filing date: 1980-10-11
Publication date: 1981-04-23
Also published as: GB2060037B; FR2474554A1; IT1145313B; CA1125865A; FR2474554B1; GB2060037A; US4315129A; DE8027231U1; IT8049880A0

Description

München, den 10. Oktober 1980

Omark Industries, Inc., 2100 S. E. Milport Road, Portland, Oregon 97222, USA

0M33P-2181

Ws/>l€

Vorrichtung und Verfahren zum Anschweißen von Schienenhaitebolzen an Unterlag- oder Ripnenplatteu

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anschweißen von Schienenhaltebolzen an Unterlag- oder Rippenplatten von verlegten Eisenbahnschienen.

Seit Jahren haben die Eisenbahnen üblicherweise hölzerne Querschvellen verwendet, auf welchen unter den Schienen Unterlag- oder Bippenplatten angeordnet sind. Die Ripyenplatten sind auf den Eisenbahnschwellen durch übIidie Sehienerin.-i·;«?! »es"änicart. Zusätzlich ist die Schiene mit der Rippenplatte durch übliche Schienennagel oder Bolzen verbunden.

— 8 —

= V//0834

SAD ORI^N.

Die kontinuierliche und wiederholte Seitenbelastung auf den Schienen durch die Fahrzeuge, die auf den Schienen laufen und durch andere Paktoren wie Eis, das sich unter dem Schienenfuß bildet, führen letztlich dazu, daß die Schienennagel nach oben aus der Schwelle herausgearbeitet werden, Wenn dies geschieht, kann eine Bewegung zwischen der Schiene und der Hippenplatte auftreten. Diese Bewegung hat selbstverständlich den Nachteil, daß die Schiene umkippen kann und Entgleisungen verursacht werden, Zusätzlich können die losen Schienennägel nicht das Schienenkriechen, d.h. eine Längsbewegung der Schiene gegenüber den Bippenplatten verhindern.

In der Vergangenheit wurde die Anwendung von verschiedenen Formen der Sicherung der Schiene auf der Rippenplatte versucht, wie mit Gewinde versehene Ankerbolzen, die in die Schwelle verschraubt wurden und mit federnden Ilaltebügeln zusammen arbeiten, die gegen den Schienenfuß anlagen. Darüberhinaus wurde die Anwendung anderer Vorrichtungen versucht, wie z.B. Schwellen aus Beton, in welche Anker eingegossen wurden, oder Sicherungsvorrichtungen, welche in ähnlicher Weise mit federnden üaltern zusammenarbeiten, um den Schienenfuß in Verbindung mit der Rippenplatte zu halten. Im letzteren Fall ist ein Ersatz der gesamten Schwelle unter einer existierenden Schiene teuer und daher nicht praktikabel.

j;;.· 17/083 4

SAD ORsGIMAL

Der Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung hat ein neues Halterungssystem für Schienen entwickelt, welches federnde Klemmen oder Klammern aufweist. Bei diesem System wird ein mit einem Kopf versehener Haltebolzen an der Rippenplatte auf jeder Seite der Schiene angeschweißt, tune federbeaufschlagte Klammer wird mit einem Teil mit dem Haltebolzen verbunden, so daß die Klammer auf dem Schienenfuß der Eisenbahnschiene aufliegt. Diese Anordnung führt zur Beweglichkeit der Klammer oder zu einer Elastizität zwischen der Schiene und der Rippenplatte, um die vorangehend beschriebenen Schwierigkeiten mit den Schienennägeln zu vermeiden« Einer der bedeutsamsten Vorteile dieses Systems besteht darin, daß die Haltebolzen und Klammern als Krneuerungs- oder Wiederherstellungssystem für existierende Schienenstränge verwendet werden können. Die Anordnung der Haltebolzen ist derart, daß sie zwischen bereits vorhandenen Schienennägeln an vorhandene Rzppenplatten angeschweißt werden können, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Schienennagel zu entfernen oder die Rippenplatten und Schwellen zu ersetzen.

Vorrichtungen zum Anschweißen von mit größeren Köpfen versehenen Haltebolzen auf einer metallischen Grundlage, wie z.B. Bippenplatten, sind seit geraumer Zeit bekannt. Bei den bekannten Vorrichtungen handelt es sich entweder um eine stationäre Maschine, die fest in einer Anlage angeordnet ist, oder um

- 10 -

130 0 17/0834

eine tragbare Ilandschweißpistole,Im Arbeitsbereich des An-Schweißens von Haltebolzen an Rippenplatten von Schienen müssen aber spezielle aus diesem Arbeitsbereich kommende Schwierigkeiten in Betracht gezogen werden. Zunächst müssen Tier
solcher Haltebolzen an jeder der beiden Uippenplatten einer
Schienenschwelle angeschweißt werden. Die tatsächliche Anzahl von Haltebolzen, die daher für einen vorgegebenen Abschnitt
einer Schienenstrecke verschweißt werden müssen, ist sehr
groß und die Notwendigkeit für eine Vorrichtung zur Führung
der Haltebolzen und zu ihrer automatischein Verschweißung ist
evident. Zusätzlich müssen die Versorgungsgeräte, wie ein
Schweiilgenerator und Steuereinrichtungen geeignet sein, entlang eines konventionellen Schienenstranges bewegt zu werden.

Eine erste Lösung könnte darin bestehen, eine Vorrichtung zur Anschweißung der Haltebolzen auf einem Eisenbahnfahrzeug anzuordnen und entlang der Schienen zu bewegen und zwei Haltebolzen auf jeder Seite jeder Schiene einer vorhandenen Schienenschwelle gleichzeitig oder im wesentlichen gleichzeitig
anzuschweißen und dann das Fahrzeug zur nächsten Schiene usw. zu bewegen. Gleichwohl bestehen aufgrund der physikalischen
Einflußgrößen eines Eisenbahnsystems viele praktische Schwierigkeiten, die bei einer solchen Lösung berücksichtigt werden müssen.

- 11 -

130017/0834

Eine solche Einflußgröße bestellt darin, daii die Schienenschwellen sehr oft nicht absolut senkrecht zu den Schienen liegen. Das Ausrichten der Schweißpistolen zum Anschweißen eines Satzes von mix Köpfen versehenen Ilaltebolzen an einer Rippenplatte führt nicht notwendigerweise zum Ausrichten des anderen Paares der Schweißpistolenanordnung in einem genauen Längsverhältnis zur Rippen-^ platte unter der gegenüberliegenden Schiene. In ähnlicher Weise rufen Variationen in den Abmessungen, die durch Verschleiß und Versetzung der Rippenplatten bewirkt werden, Abweichungen in der Lage der Schienenanordnungen gegenüber der Schweißlage hervor.

Eine weiter noch in Betracht zu ziehende Schwierigkeit besteht in Hindernissen, welche entlang des Schienenstranges auftreten. Eine Form eines Hindernisses, die Störungen gegenüber den Schweißpistolenanordnungen bewirken kann, ist die Verwendung von Stoßlaschen oder Kupplungen, die für die Verbindungen der Schienen verwendet werden. Andere Formen von Hindernissen, welche Schwierigkeiten verursachen, bestehen aus Schienennägeln, die sich nach oben aus der Schwelle so weit herausgearbeitet haben, daß sie ein Hindernis bilden.

Eine weiter; Einflußgröße _} die Schwierigkeiten beim Schweißen an Ort und Stelle hervorrufen kann, besteht in dem vertikalen Ab stand zwischen einem vorgegebenen Eisenbahnfahrzeug und einer

- 12 -

;-—■..■; 7/0834

Schiene, da das Eisenbahnfahrzeug sich entlang des Schienenstranges bevegt. Ausschläge oder Ablenkungen auf den Schienen auf losen Schwellen, Verschleiß der Schienen und ähnliches rufen einen vertikal variierenden Abstand zwischen einer Schweißpistole und der Schiene hervor, der kompensiert werden muß.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche automatisch die Ilaltebolzen an die Unterlag- oder liippenplatten aufeinanderfolgender Schwellen eines bereits verlegten Gleises anschweißt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung an einem angetriebenen und auf den Schienen verfahrbaren Eisenbahnfahrzeug angeordnet ist und aus zwei jeweils einer Schiene zugeordneten Schlitten besteht, die mittels eines Antriebes längs und quer zur Schiene innerhalb bestimmter Endstellungen bewegbar sind, wobei jeder Schlitten wenigstens eine auf die Rippenplatte richtbare Schweißpistole und eine Lagebestimmungs- und Steueranordnung zur Erfassung der Ilelativlage der Rippenplatte in Bezug auf die Schweißpistole und zur Steuerung des Schlittenantriebes trägt, um die Schweißpistole auf die Rippenplatte auszurichten.

- 13 ~

1 3 Γ Ο ι 7 / 0 8 3 4

5038557

Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die Schweißpistolen automatisch eingestellt werden können, um Abweichungen in der Längsanordnung der Rippenplatten kompensieren zu können. Ks sind hierzu zwei Schlittenanordnungen Torgesehen, von denen jeder Schiene des Gleises ein Schlitten zugeordnet ist. An jedem Schlitten können zwei Schweißpistolen vorgesehen sein, deren Träger sich in einem Winkel abwärts zur Rippenplatte erstrecken, auf welcher die mit Köpfen versehenen Haltebolzen angeschweißt werden sollen. Jede Schlittenanordnung weist einen Schlittenantrieb auf, der die Schlittenanordnung und die damit verbundenen Schweißpistolenanordnungen in beiden Richtungen sowohl längs zur Rippenplatte als auch quer dazu bewegt, um die Schweißpistolen genau auf die Rippenplatte einstellen zu können.

In vorteilhafter Veise weist hierzu die Lagebestimmungs- und Steueranordnung einen Rippenplattensensor zum Anhalten des Fahrzeuges in einer bestimmten Stellung des Rippenplattensensors gegenüber einer Rippenplatte nach deren Erfassung auf. Ferner weist jede Lagebestimmungs- und Steueranordnung einen Schienenstegsensor auf, welcher seine Lage in Bezug auf die Schiene feststellt und den Schlittenantrieb steuert, um die Schweißpistole quer zur Rippenplatte in eine genaue Schweißlage zu bewegen.

- 14 -

130 0 17/0834

Vorteilhaft ist es, wenn der Rippenplattensensor den Schlittenantrieb so steuert, daß dieser die Schweißpistole längs der Rippenplatte in eine genaue Schweißlage bewegt. Zweckmäßigerveise trägt jeder Schlitten zwei Schweißpistolen für das Anschweißen je eines Haltebolzens auf jeder Seite der Schiene.

Die Lagebestimmungs- und Steueranordnung kann bewegliche Sensortragarme für den Rippenplattensensor und den Schienenstegsensor zur Bewegung beider Sensoren zwischen einer ersten Lage neben der Rippenplatte und der Schiene und einer zweiten Lage oberhalb davon haben.

Der Rippenplattensensor ist also an einer Seite der Schiene angeordnet, während der Schienenstegsensor an der gegenüberliegenden Seite der Schiene liegt*

Venn das Fahrzeug sich von einer Querschwelle zur nächsten bewegt, wird einer der Rippenplattensensoren als Lehrensensor ausgewählt und erfaßt die Annäherung der nächsten Rippenplatte und stoppt das Fahrzeug in genauer Ausrichtung der Schweißpistolenanordnung mit der Rippenplatte. Danach tritt der andere ftippenplattensensor in Tätigkeit, um über die Steuerung der Schweißpistolenanordnung den gegenüberliegenden Schlitten längs in einer Richtung

- 15 -

1 30017/0834

zu bewegen, in welcher die durch diese Anordnung getragenen Schweißpistolen in eine genaue Längsschweißposition für die gegenüberliegende Rippenplatte gebracht werden. Darauf treten die beiden Sensoren in Tätigkeit, um über die Steuereinrichtung der Schweißpistole die Schweißpistole quer gegenüber den beiden Rippenplatten zu verschieben.

Nach der Erfassung und Ausrichtung der Schweißpistolen gegenüber den beiden Rippenplatten werden die Sensoren aus ihrer Lage herausbewegt und die Schweißpistoleaanordnung in eine Lage bewegt, in welcher die Kaltebolzen mit der Rippenplatte verschweißt werden« Danach werden die Schweißpistolenanordnungen zurückgezogen und der Prozeß wiederholt.

Ein llindernissensor ist unterhalb des Fahrzeuges in der Nähe des inneren Steges beider Schienen angeordnet, um Hindernisse zu erfassen. Der llindernissensor ist in Fahrtrichtung vor den Schweißpistolen und den Lagebestimmungs- und Steueranordnungen angeordnet. Bei der Erfassung eines Hindernisses tritt der llindernissensor in Tätigkeit und stoppt über Steuermittel das Fahrzeug, bevor eine Beschädigung der Schweißpistolenanordnungen und der Lagebestimmungs- und Steueranordnungen auftreten kann.

- 16 -

:,:: .17/0834

Zweckmäßigerweise hat jede Schweißpistole eine Spannvorrichtung für die Haltebolzen sowie Lichtbogenschutzmittel und ein erstes Hydraulikaggregat zur Bewegung der Spannvorrichtung zwischen einer angehobenen Lage und einer Schweißlage, in welcher sich der Haltebolzen in Kontakt mit der Hippenplatte befindet.

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn Steueranordnungen für die Schweißpistolen vorgesehen sind, um das erste Hydraulikaggregat an einer Stelle festzulegen, in welcher es zur Bildung einer ersten Ausgangsebene einen bestimmten Druck auf den Haltebolzen ausübt.

Hierbei kann jede Schweißpistole ein zweites Hydraulikaggregat aufweisen, welches die Spannvorrichtung und die Lichtbogenschutzmittel oder deren Halterungen trägt,und das um eine zweite Grundebene herum zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Lage beweglich ist, um den Haltebolzen anzuheben und abzusenken. Die Lichtbogenschutzmittel können auch aus den Lichtbogen abdeckenden Zusatzwerkstoffen bestehen, die über Halterungen der Schweißstelle zugeführt werden. Andere Abdeckungen sind möglich. Die Lichtbogenschutzmittel oder deren Halterungen sind federbeaufschlagt, um gegenüber der Spannvorrichtung bewegbar zu sein und um damit den Kontakt des Haltebolzens mit der Bippenplatte zu ermöglichen.

- 17 -

1 3v. .!'7/0834

Bei einem Verfahren zum Anschweißen von Schienenhaltebolzen an Unterlag- oder Rippenplatten von verlegten Eisenbahnschienen wird ein mit an Schlitten angeordneten Schweißpistolen ausgerüstetes Eisenbahnfahrzeug entlang der Schienen mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, hierbei die Annäherung einer Rippenplatte festgestellt und das Fahrzeug in einer Lage angehalten, in welcher ein Haltebolzen sich in Längsausrichtung in Bezug auf eine Rippenplatte befindet, wobei die Lage des Haltebolzens quer zur Rippenplatte festgestellt und dieser genau in Bezug auf die Rippenplatte ausgerichtet wird, wobei die Schweißpistolen mittels ihres Schlittens quer zur Rippenplatte bewegt werden. Zweckinäßigerweise werden die Schweißpistolen mittels ihres Schlittens auch längs zur Rippenplatte bewegt.

Sofern bei einem solchen Verfahren Schweißpistolenanordnungen Verwendung finden, welche ein erstes Ilyaraulikaggregat, ein zweites vom ersten Hydraulikaggregat gehaltertes Hydraulikaggregat und eine ebenfalls vom ersten Hydraulikaggregat gehalterte Spannvorrichtung sowie Lichtbogenschutzmittel aufweist, wird das erste Hydraulikaggregat in Schweißposition bewegt, bis der Haltebolzen die Rippenplatte berührt und ein bestimmter Druck auf den Haltebolzen ausgeübt wird, worauf das erste Hydraulikaggregat nach Erreichen

- 18 -

130017/0834

des bestimmten Druckes zur Bildung einer ersten Ausgangsebene fixiert wird, worauf das zweite Ilydraulikaggregat zur Bildung einer zweiten Ausgangsebene in eine bestimmte Lage gebracht wird und worauf der durch den Haltebolzen laufende Schweißstrom eingeschaltet wird, während das zweite Hydraulikaggregat über die erste Ausgangsebene angehoben wird und danach sich nach unten in eine Lage unterhalb der zweiten Ausgangsebene bewegt, um ein Anheben und Absenken während des AnschweißTorganges des Haltebolzens zu bewirken.

Hierbei können Lichtbogenschutzraittel vorgesehen sein, die gegenüber dem anzuschweißenden Haltebolzen federnd angeordnet sind, um es diesem zu ermöglichen, in Kontakt mit der Hippenplatte zu kommen.

- 19 -

1 30017/0834

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Kisenbalmfahrzeuges, welches mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgerüstet ist.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Schlit-

tenanordnuns mit Schweißpistolen und Lagebestimmungsund Steuereinrichtungen.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung die Lagebestimnrangs- und Steuereinrichtung im einzelnen«

Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine der Schweißpistolen.

Fig. 5 zeigt in Ansicht einen Teil der Lagebestimmungsund Steuereinrichtung nach den Fig. 1 und 3·

Fig. 6 zeigt in Ansicht den unteren Abschnitt der

Schweißpistolen in ihrer Schweißlage gegenüber einer Rippenplatte.

Fig. 7 zeigt in Ansicht den unteren Abschnitt eines Hindernissensors.

- 20 -

1^0,17/0834

Gemäß Fig. 1 wird ein Eisenbahnfahrzeug 10 mit Achsen 11, von denen in Fig. 1 eine gezeigt ist, mittels eines nicht gezeigten Antriebes entlang von Schienen 12 mit einer bestimmten Geschwindigkeit verfahren. Der Antrieb ermöglicht zwei Geschwindigkeiten, und zwar eine erste, mit welcher das Eisenbahnfahrzeug entlang der Schiene mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 27 km/h bewegt wird, während eine zweite geringe Geschwindigkeit von etwa 6l cm/min während des nachstehend beschriebenen Schweißvorganges angewendet wird.

Das Fahrzeug weist, wie strichpunktiert angedeutet, Versorgungsgeräte, wie einen Schweißgenerator, Hydraulikpumpen, einen Spannungsgenerator und andere entsprechende Steuer- und Antriebseinrichtungen auf, die für den Schweißvorgang notwendig sind aber keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.

Das Fahrzeug 10 enthält außerdem an seinem rückwärtigen Abschnitt zwei Schlitten 13» wobei zwei Schweißpistolen 14 von jedem der Schlitten 13 gehaltert werden, die sich nach unten in ihre Schweißlage gegen Unterlag- oder Kipperiplatten 15 bewegen können, welche auf Querschwellen 16 angeordnet sind (vgl. auch Fig. 6).

Jeder Schlitten 13 weist außerdem eine Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 auf, die sich vom Schlitten 13 nach unten

- 21 -

13 0 0 17/0834

in den Bereich der Rippenplatte 15 und des Steges der Schienen 12 erstreckt, um, wie nachstehend beschrieben, die Schweißpistole genau auszurichten.

Das Fahrzeug weist ferner eine Steuerkonsole 18 und einen Sitz 19 für die Bedienungsperson auf, von welchem aus das Fahrzeug und die Schweißpistolen sowie die Schienenhaltebolzen und Lichtbogenschutzmittel bedient werden können«

Ein Hindernissensor 20 ist auf der Innenseite des Schienensteges jeder Schiene angeordnet und erstreckt sich dort abwärts, wobei er am Fahrzeug in Fahrtrichtung vor den Schweißpistolen und der Lagebestimmungs- und Steueranordnung gehaltert ist. Dieser Sensor dient der Feststellung von Hindernissen und kann das Fahrzeug anhalten, ehe die Schweißpistolen oder die Lagebestimmungs- und Steuereinrichtung beschädigt werden.

Fig. 2 zeigt die Einzelheiten des Schlittens 13. Dieser weist einen Kastenrahmen 21 auf, an welchem die beiden Schweißpistolen 14 befestigt sind. Der Kastenrahmen 21 wird durch eine nicht dargestellte Hydraulikanordnung entlang von zwei Führungsstangen 22 bewegt.

- 22 -

1 30017/0834

Der gesamte Kastenrahmen einschließlich der daran montierten Anordnungen ist in schwalbenschwanzförmigen Führungsblocks 23 beweglich, die an Seitenschienen 2k auf jeder Seite des Kastenrahmens 21 montiert sind. Ein Schlittenantrieb 25, der eine Hydraulikanordnung sein kann, ist an dem Kastenrahmen 21 befestigt und bewegt auf Kommando den Kastenrahmen 21 und die daran befestigten Schweißpistolen in Längsrichtung in Bezug auf die Schiene und die Rippenplatte.

Aufgrund dieser Konstruktion kann der Schlitten 13 beide Schweißpistolen quer und längs zur Rippenplatte entsprechend dem jeveiligen Steuerdruck der verschiedenen Hydraulikanordnungen bewegen.

Eine Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 ist an jedem Schlitten 13 befestigt und erstreckt sich abwärts in den Bereich der Rippenplatte und des Schienensteges, wie dies in den Figuren 2, 3 und 5 dargestellt ist. Gemäß Fig. 3 bat die Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 zwei Sensorträgerarme 26. Die Sensorträgerarme 26 sind mit einer Hydraulikanordnung 28 über eine Scherenanordnung 27 verbunden. Die durch die Hydraulikanordnung 28 betätigte Scherenanordnung 27 läßt die Sensorträgerarme 26 aufwärts aue dem Weg oder abwärts in ihre Betriebslage schwingen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

- 23 -

1300 17/0834

Die Sensorträgerarme 26 weisen einen Rippenplattensensor 29 an einem Arm und einen Schienenstegsensor 30 an dem gegenüberliegenden Arm auf. Bei dem Rippenplattensensor und dem Schienenstegsensor handelt es sich um elektromagnetische Vorrichtungen, velche die Nähe der Rippenplatte zum Rippenplattensensor und des Steges zum Stegsensor feststellen und vie nachstehend beschrieben arbeiten«

Fig. k zeigt eine Schweißpistole 14 im einzelnen. Diese weist ein erstes Hydraulikaggregat mit einem Hydraulikzylinder 31 und einer zugeordneten Kolbenstange 32 auf. Das erste Hydraulikaggregat hat außerdem einen Führungsstab 3^ und zugeordnete Führungen 35» die in einem Trägerblock 36 enden, der aufwärts und abwärts durch das Hydraulikaggregat bewegbar ist.

Ein zweites Hydraulikaggregat 33 ist auf dem Trägerblock 36 befestigt. Dieses hat eine Mittenstellung zwischen den beiden Endstellungen seines Hubes, die normalerweise auch die Ausgangsstellung ist. Der Hub des Kolbens aufwärts und abwärts von dieser Grundebene aus vollzieht sich in bestimmten Grenzen zwischen den angehobenen und abgesenkten Lagen, um das Anheben und Absenken eines zu verschweißenden Haltebolzens, wie nachstehend beschrieben, zu steuern»

- 24 -

13 0 0 17/0834

Eine Spannvorrichtung 37 für den Etaltebolzen ist gemäß Fig. 4 an dem unteren Ende des zweiten Hydraulikaggregates 33 vorgesehen. Zusätzlich ist ein nicht dargestellter Lichtbogenschutz am unteren Ende des zweiten Hydraulikaggregates 33 vorgesehen und gegenüber der Spannvorrichtung 37 durch Federn so gehaltert, daß er sich relativ zum zweiten Hydraulikaggregat und der Spannvorrichtung 37 bewegen kann, so daß der Haltebolzen in der Spannvorrichtung austreten und die Schiene berühren kann, mit welcher er während de« Schweißvorganges für den nachstehend beschriebenen Zweck verschweißt wird. s

Fig. 7 zeigt den Hindernissensor 20, welcher von einer langen Tragstange 38 gehaltert wird, die an dem Fahrzeug befestigt ist. Der Hindernissensor 20 kann außerdem von Hand aufwärts bewegbar sein, um ihn aus dem Bereich der Eisenbahnschienen zu bringen. Gleichwohl nimmt die Trägerstange 38 in der normalen Arbeitsposition eine solche Lage ein, daß der Bindemissensor 20 sich neben dem inneren Steg der Schiene befindet. Der Hindernissensor weist eine Kontaktplatte 39 auf, die über einen Arm 40 mit dem Hindernissensor 20 verbunden ist. Bei einem Hindernis, das von der Kontaktplatte 39 erfaßt wird, wie beispielsweise ein aus der Bippenplatte nach oben hervorstehender Schienennagel oder

- 25 -

13 0 017/0834

ein vorstehender Verbindungsbolzen für eine Stoßlasche 41, wird der nindernissensor eingeschaltet, um ein Signal zu geben, welches das Vorhandensein eines Hindernisses anzeigt. Dieses Signal wird, vie nachstehend beschrieben, dafür benutzt, das Eisenbahnfahrzeug zu stoppen, bis die Schweißpistolen und die Lagebestimmung s- und Steueranordnung von Hand zurückgezogen und an dem Hinternie vorbeibewegt sind.

Beim Arbeitsablauf wird das Fahrzeug und die damit verbundene Ausrüstung entlang der Schienenstrecke mit hoher Geschwindigkeit zu dem Punkt bewegt, an welchem die Schweißung beginnen soll. Dabei steuert die Bedienungsperson das Fahrzeug vom Sitz 19 aus über die Konsole 18. Das Fahrzeug wird dann auf die niedrige Geschwindigkeit geschaltet und bewegt sich entlang der Schiene mit etwa 61 cm/min.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Hindernissensor 20 in seine Arbeitsposition abgesenkt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die Schweißpistolen 14 befinden sich ebenso wie die Lagebestimmungs- und Steueranordnung in ihren zurückgezogenen Lagen, wie dies in Fig. 1 dargestellt und in Fig. 5 strichpunktiert wiedergegeben ist.

Wenn die erste Bippenplatte, auf welcher die Haltebolzen ver schweißt verden sollen, erreicht ist, bewegen sich der

- 26 -

1 30017/0834

Rippenplattensensor 29 und der Schienenstegsensor 30 in ihre Arbeitslage, wie dies in Fig. 5 mit ausgezogenen Linien wiedergegeben ist. Die Steuerung der Schweißpistolen ist so programmiert, daß nun der Kastenrahmen 21 des Schlittens 13 in seine äußerste rechte Lage verschoben wird, in welcher der Rippen-, plattensensor 29 dem Schienensteg am nächsten ist. Damit ist sichergestellt, daß der Rippenplattensensor 29 sich oberhalb der äußeren Kante der Rippenplatte befindet. In dieser Anfangslage wird außerdem der Schienenstegsensor 30 am weitesten vom Schienensteg bei Beginn des Arbeitszyklus abgehalten,,

Einer der beiden Schlitten 13 und die damit verbundene Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 wird als Lehre ausgewählt. Es sei angenommen, daß im vorliegenden Fall die links in Fig. wiedergegebene Schlittenanordnung 13 die Lehre.sein soll. Diese wird auf die Mitte ihrer Längsbewegung eingestellt und in die ser Lage fixiert. Die andere Schlittenanordnung wird dann so programmiert, daß sie ihren Kastenrahmen 21 zu einer rückwärtigen Lage über eine Strecke von etwa 15 cm bewegt. Diese . Zurücksetzung ist im Hinblick auf die ,ungünstigsten Bedingungen für eine Schienenschwelle berechnet, die sich außerhalb der senkrechten Ausrichtung mit den Schienen und den Rippenplatten befindet. Demgemäß wird der Rippenplattensensor 29 für den

- 27 -

1300 1 7/0 83

auf der rechten Seite angeordneten Schlitten stets hinter dem auf der linken Seite angeordneten Sensor um einen Betrag zurückbleiben, der in Bezug auf die größte Versetzung der Schwelle in Rückwärterichtung berechnet ist.

Venn sich das Eisenbahnfahrzeug vorwärts bewegt, erfaßt der ■Rippenplattensensor 29 des linken Schlittens 13 die Vorderkante der Rippenplatte. Wenn dies geschieht, wird ein Mikroprozessor, der den Arbeitsablauf steuert, so programmiert, daß das Eisenbahnfahrzeug sich in einem vorbestimmten Abstand nach vorn bewegt, worauf es an einem Punkt gestoppt wird, an welchem die Schweißpistolen des linken Schlittens in der Längsmitte der Rippenplatte liegen. Eine solche Lage ist in Fig. 1 wiedergegeben.

Zu die8em Zeitpunkt stellt der Mikroprozessor die Lage des Rippenplattensensors 29 der rechten Schlittenanordnung fest. Unter diesen vorher festgelegten Bedingungen hat der Rippenplattensensor der rechten Seite noch nicht die Vorderkante der zugehörigen Rippenplatte erfaßt. Der Mikroprozessor bewegt sodann, beaufschlagt durch die Steueranordnung der Schweißpistole, die Schlittenanordnung 13 in einer Längsrichtung, um die Schweißpistole gegen die Rippenplatte zu bewegen, bis der Rippenplattensensor 29 die Rippenplatte erfaßt.

- 28 -

130 0 17/0834

Wenn dies geschieht, bewegt der Mikroprozessor die Schlittenanordnung in Längsrichtung um eine bestimmte Strecke nach vorn, um die Schweißpistolen in Bezug auf die Rippenplatte in Längsrichtung genau zu zentrieren.

Wie zuvor ausgeführt, besteht die ungünstigste zu berücksichtigende Bedingung bei Eisenbahnschwellen darin, daß diese etwa 10 cm vorwärts oder rückwärts aus ihrer Senkrechten zu den Schienen versetzt sind. Wenn die Rückwärtsversetzung etwa 15 cm beträgt, ist die ungünstigste Bedingung für eine Eisenbahnschwelle in Rückwärtsrichtung berücksichtigt. Die Schlittenanordnung hat aber eine Bewegung in Längsrichtung von wenigstens etwa 20 cm. Damit kann die ungünstigste Vorwärtsversetzung von etwa 10 cm durch die Schlittenanordnung, die sich durch die senkrechte Lage hindurch um etwa 10 cm außerhalb der senkrechten Ausrichtung bewegen kann, kompensiert werden.

Die nächste Stufe im Lagebestimmungsprozeß besteht darin, daß beide Schlittenanordnungen unter der Steuerung des Mikroprozessors nach links bewegt werden, um den Schienenstegsensor 30 an den Schienensteg heranzubringen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn der Schienenstegsensor 30 sich in der Nähe des Schienensteges befindet, wird ein Signal ausgelöst, welches unter der Steuerung

- 29 -

130017/0834

des Mikroprozessors die weitere Bewegung der Schlittenanordnung nach links stoppt. In diesem Punkt sind die Spannvorrichtungen und Haltebolzen der Schweißpistole genau in Längs- und Querrichtung der Schiene für ein genaues Schweißen ausgerichtet.

Wenn die genaue Lage in Längs- und Querrichtung erreicht ist, schwingt die Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 und ihre damit verbundenen Sensorträgerarme und Sensoren aus dem Weg aufwärts, wie dies in Fig. 5 strichpunktiert dargestellt ist. Sodann bewegen die durch die ersten Hydraulikaggregate betätigten Schweißpistolenanordnungen die zweiten Hydraulikaggregate und die damit verbundenen Spannvorrichtungen und Haltebolzen abwärts bis der Kontakt mit der Rippenplatte 15, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, hergestellt ist* Der federnde Lichtbogenschutz erlaubt es dem Haltebolzen, in vollen Kontakt mit der Bippenplatte zu kommen.

Jede Schweißpistole wird beaufschlagt, bis ein bestimmter Druck in dem Schweißpistolen-Hydraulikzylinder erzeugt ist. Dieser Druck wird unabhängig für jede Schweißpistole erfaßt und wenn er erreicht ist, wird die erste Hydraulikanordnung an der erreichten Stelle fixiert, um eine erste Ausgangsebene zu bilden. Auf diese Weise werden Abweichungen in der Höhe der Bippenplatte von Schwelle zu Schwelle kompensiert*

1 3 C0 17/0834

Der Mikroprozessor steuert dann die Betätigung der Schweißpistole, um den Schweißstrom jeder der Schweißpistolenanordnungen zuzuführen. Dies kann gleichzeitig oder aufeinanderfolgend in Abhängigkeit von der Größe der Schweißstromquelle geschehen. Nach einer bestimmten Zeit, die im Verhältnis zum Beginn der Auslösung des Schweißstromes steht, wird das zweite Hydraulikaggregat betätigt, um die damit verbundene Spannvorrichtung:und den Haltebolzen aufwärts in eine bestimmte Lage von der zweiten Ausgangsebene aus zu heben, die durch die normale Kolbenlage des zweiten Hydraulikaggregates, wie oben beschrieben, bestimmt ist. Venn dies geschieht, wird ein Lichtbogen gezogen, der ein Schmelzen in einem normalen bekannten Lichtbogenschweißverfahren hervorruft.

Nach einer bestimmten Zeit während des Schweißzyklus wird jedes zweite Hydraulikaggregat in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, um seinen Kolben in eine bestimmte Lage unterhalb der zweiten Ausgangsebene zu bewegen und damit ein Absenken des Haltebolzena in das geschmolzene Bad zu erreichen, das während des Schweißprozesses gebildet wurde. Nach einer bestimmten Zeit des Absenkzustandes wird der Schweißstrom abgeschaltet und der Haltebolzen wird in das geschmolzene Bad eingetaucht und erstarrt dort, um den Schweißprozeß abzuschließen.

An dieser Verfahrensstelle werden die Schweißpistolenanordnungen

- 31 -

1300 17/0834

von den Rippenplatten und den darauf verschweißten Haltebolzen zurückgezogen. Danach beginnt unter der Steuerung des Mikroprozessors das Fahrzeug langsam zur nächsten Schwelle zu fahren« Während dieses Intervalls lädt die Bedienungsperson von Hand die Schweißpistolen mit Haltebolzen und Lichtbogenschutzmitteln. Der die Anordnung steuernde Mikroprozessor senkt nach einer bestimmten Zeit die Trägerarme und Sensoren der Lagebestimmungsund Steueranordnung an einem Punkt in der Mitte zwischen den Querschwellen und an einem Punkt, wo die Lagebestimmungs- und Steueranordnung frei von gerade verschweißten Haltebolzen ist, ab. Danach setzt das Fahrzeug seinen Weg zur nächsten Rippenplatte fort, bei welcher der Vorgang nach Erfassen der Vorderkante der linken Rippenplatte wiederholt wird.

Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt der Hindernissensor 20 ein Hindernis entlang der Schiene erfaßt, wird der automatische Prozeß unterbrochen und das Fahrzeug gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Bedienungsperson durch Augenschein die Art des Hindernissee feststellen und von Hand die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges steuern und falls nötig, die Lagebestimmungs- und Steueranordnung soweit zurückziehen, wie dies zur Umgehung des Hindernisses notwendig ist. Anschließend kann zum automatischen Arbeiteablauf zurückgekehrt werden.

13 0 017/0834

Leers eite

• ; f;

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Anschweißen von Sehienenhaltebolzen an Unterlag- oder llippenplatten von verlegten Eisenbahnschienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung an einem angetriebenen und auf den Schienen verfahrbaren Eisenbahnfahrzeug (lO) angeordnet ist und aus zwei jeweils einer Schiene (12) zugeordneten Schlitten (13) bestellt, die mittels eines Antriebes (25) längs und quer zur Schiene innerhalb bestimmter Endstellungen bewegbar sind, wobei jeder Schlitten wenigstens eine auf die Rippenplatte (15) richtbare Schweißpistole (14) und eine Lagebeetimmungs- und Steueranordnung (l7)

1 2C01 7/0834 BAD ORIGINAL

zur Erfassung der Relativlage der Rippenplatte (15) in Bezug auf die Schweißpistole und zur Steuerung des Schlittenantriebes (25) trägt, um die Schweißpistole auf die Rippenplatte (15) auszurichten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagebestimmungs- und Steueranordnung (17) einen Rippenplattensensor (29) zum Anhalten des Fahrzeuges in einer bestimmten Stellung des Rippenplatteiisensors (29) gegenüber einer Rippenplatte (15) nach deren Erfassung aufweist»

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagebestimmungs- und Steueranordnung (17) einen Schienenstegsensor (30) aufweist, welcher seine Lage in Bezug auf die Schiene feststellt und den Schlittenantrieb (25) steuert, um die Schweißpistole (l4) quer zur Rippenplatte (l5) in eine genaue Sthweißlage zu bewegen.

4. Vorrichtung n£;ch Anspruch ~y_t dadurch gekennzeichnet, daß der Rippenplatte-iisensor (29) den Schlittenantrieb (25) so steuert, daß dieser d-.e Schweißpistole (l4) längs der Rippenplatte (l5) in eine genaue Schweißlage bewegt.

13 0 0 17/08 34

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitten (l3) zwei Schweißpistolen (14) für ria^c Anschweißen je eines Haltebolzens auf jeder Seite der Schiene (12) trägt.

6« Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagebestimmungs- und Steueranordnung (l?) bewegliche Sensortragarme (26) für den Kippenplattensensor (29) und den Schienenstegsensor (30) zur Bewegung beider Sensoren (29t30) zwischen einer ersten Lage neben der Hippenplatte (15) und der Schiene (12) und einer zweiten Lage oberhalb davon hat.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein nindernissensor (2Oj vorgesehen ist, der am Fahrzeug (lO) in Fahrtrichtung vor den Schlitten (lO) und neben dem Schienensteg angeordnet ist, um vor diesen Teilen liegende Hindernisse der Schiene zu erfassen und das Fahrzeug (lO) zu stoppen.

8« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schweißpistole (l4) eine Spannvorrichtung (37) für die Haltebolzen, Lichtbogenschutzmittel und ein erstes Hydraulikaggregat (31>32) zur Bewegung der Spannvorrichtung (37) zwischen einer angehobenen Lage und einer Schweißlage, in welcher sich der Haltebolzen in Kontakt mit der Kippenplatte befindet, aufweist.

1 :\: -. ■■ '; 7 / 0 8 S L

BAD ORIGINAL

9« Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueranordnung für die Schweißpistole (ih) vorgesehen ist, um das erste Hydraulikaggregat (31,32) an einer Stelle festzulegen, in welcher es zur Bildung einer ersten Ausgangsebene einen bestimmten Druck auf den llaltebolzen ausübt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schweißpistole (l4) ferner ein zweites iiydraulikaggregat (33) aufweist, welches die Spannvorrichtung (37) und die Lichtbogenschutzmittel trägt, und das um eine zweite Grundebene herum zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Lage beweglich ist, um den ITaltebolaen anzuheben und abzusenken*

11« Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenschutzmittel federbeaui'schlagt und gegenüber der Spannvorrichtung (37) bewegbar sind, um den Kontakt des Haltebolzens mit der Rippenplatte (l5) zu ermöglichen,

12. Verfahren zum Anschweißen von Schienenhaltebolzen an Unterlagoder Rippenplatten von verlegten Eisenbahnschienen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit an Schlitten angeordneten Schweißpistolen ausgerüstetes Eisenbahnfahrzeug entlang der Schienen mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird, daß die

. Ί 7 / 0 8 3 A

BAD ORIGINAL

Annäherung einer Rippenplatte festgestellt und das Fahrzeug in einer Lage angehalten wird, in welcher ein Haltebolzen sich in Längsausrichtung in Bezug auf eine Hippenplatte befindet, daß die Lage des Haltebolzens quer zur Rippenplatte festgestellt und dieser genau in bezug auf die Rippenplatte ausgerichtet wird, wobei die Schweißpistole mittels ihres Schlittens quer zur Rippenplatte bewegt wird«

13« Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpistolen mittels ihres? Schlittens längs zur Rippen platte bewegt werden,

14» Verfahren zum Anschweißen von Schienenhaitebolzen an einer Rippenplatte mittels einer Schweißpistolenanordnung, welche ein erstes Hydraulikaggregat_f ein zweites vom ersten Hydraulikaggregat gehaltertes Ilydraulikaggregat und eine ebenfalls vom ersten Hydraulikaggregat gehalterte Spannvorrichtung sowie Lichtbogenschut-smittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Hydraulikaggregat in Schweißposition bewegt wird, bis der Haltefcolzez! die Rippenplatte berührt und ein bestimmter Druck auf den Haltebolzen ausgeübt wird, daß das erste Hydraulikaggregat nach Erreichen des bestimmten Druckes zur Bildung einer ersten Ausgangsebene fixiert wird, daß das

- 6

130 0 17/083 4 BAD ORIGINAL

-JO 385

zweite Hydraulikaggregat zur Bildung einer zweiten Ausgangsebene in eine bestimmte Lage gebracht wird und daß der durch den Haltebolzen laufende Schweißstrom eingeschaltet wird, während das zweite Hydraulikaggregat über die erste Ausgangsebene angehoben wird und danach sich nach unten in eine Lage unterhalb der zweiten Ausgangsebene bewegt, um ein Anheben und Absenken während des Anschweißvorganges des llaltebolzens zu bewirken,

15· Verfahren zum Anschweißen eines Haitebolzens nach Anspruch Ik₁ dadurch gekennzeichnet,, daß Lichtbogenschutzmittel vorgesehen sind, die gegenüber dem anzuschweißenden Haltebolzen federnd angeordnet sind_f um es diesem zu ermöglichen, in Kontakt mit der Rippenplatte zu kommen.

130017/0834

BAD ORIGINAL