DE3833373A1 - Schienenschleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schienenschleif­ maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Seit der Verwendung von stählernen Schienen als wichtigstes Element der Fahrbahn für spurgeführte Schienenfahrzeuge treten Fehler an der Fahrfläche der Schiene - genauer ausgedrückt an der Schienenkopfoberfläche - auf, die neben den nicht periodischen Fehlern (z.B. Übergratungen, Schleuderstellen, Abblätterungen) als sog. periodische Fahr­ flächenfehler (wie Riffeln, kurze Schlupf­ wellen, lange Wellen) bekannt sind.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Problem, Fahrflächenfehler, die bei Neuschienen schon vor Inbetriebnahme vorhanden sein können, insbesondere aber die im Betrieb auftretenden periodischen Fahrflächenfehler durch Schleifen im Gleis zu beseitigen. Dabei soll mittels einer Schienenschleif­ maschine die Fahrfläche der Schiene und die Seitenflächen des Schienenkopfes (Fahrkante und äußere Kante), d.h. das mit der Lauffläche des Rades in Berührung kommende Schienenkopfprofil derart bearbeitet werden, daß unabhängig von der Größe und Form des vorhandenen Fehlers eine in Schienen­ längsrichtung ebene Fahrfläche und Fahrkante hergestellt wird (Rektifizierung) und auch das Querprofil des Schienenkopfes wieder an sein Ursprungsprofil herangeführt wird (Reprofilierung). Das setzt natürlich die genaue Kenntnis der Art, Größe und Lage des Fehlers und des Zustandes des Schienenkopf- Querprofils voraus, die durch Messungen festgestellt und mit Erhaltungs- bzw. Funktionsgrenzmaßen verglichen werden müssen.

Beim Schienenschleifen wird entsprechend der Eigenbewegung der Schleifkörper, die die genenerelle Schleiffahrt der Schienen­ schleifmaschine in Schienenlängsrichtung überlagert, zwischen dem rotierenden Verfahren mittels rotierender Schleifscheiben, dem Verfahren mittels starr in der Schleifmaschine gehaltenen Schleifsteinen und dem oszillieren­ den Verfahren mittels in Schienenlängsrichtung hin- und her bewegten Schleifsteinen unter­ schieden. Bei allen Verfahren ist es möglich, neben der Rektifizierung eine gezielte Reprofilierung des Schienenkopf-Querprofils dadurch zu erreichen, daß die Lage der Schleifkörper relativ zum Schienenkopf während des Schleifvorganges verändert wird, z.B. indem das Schleifaggregat mit den rotierenden, starren oder oszillierenden Schleifkörpern auf einer schwenkbaren Wiege montiert ist, die ein Verschwenken der Schleifkörper gegenüber der Vertikalachse der Schiene von z.B. 15-30° nach außen (äußere Kante des Schienenkopfprofils) bis 90° nach innen (innere Fahrkante des Schienenkopfprofils) ermöglicht.

Obgleich die gezielte Reprofilierung mit allen genannten Schleifverfahren durchführbar ist, hat sie sich in der Praxis wegen ihres geräteseitigen und steuerungstechnischen Aufwandes nur bei Verwendung von rotierenden Schleifscheiben durchgesetzt, die mit der zur Rotationsachse senkrechten Stirnfläche der Schleifscheibe den Schienenkopf berühren. Denn nur bei dieser Berührungsart zwischen Schienenkopf und rotierender Schleifscheibe wird vermieden, daß die Schleiffläche des Schleifkörpers ungleichmäßig abnutzt, da grundsätzlich die gesamte Schleiffläche, d.h. die gesamte senkrecht zur Rotationsachse stehende Stirnfläche der rotierenden Schleifscheibe auf dem Schienenkopf arbeitet.

Daraus resultiert aber zwangsläufig die Gefahr, daß durch die quer zur Schienen­ längsrichtung auf dem Schienenkopf arbeitende Schleifscheibe in der Schienenkopfoberfläche Schleifspuren quer zur Schienenlängsrichtung angelegt werden, die sich riffelfördernd auswirken können, und zwar hinsichtlich der höchst unerwünschten Querriffeln, die im Vergleich zu den parallel zur Fahrkante der Schiene auftretenden Längsriffeln wesent­ lich negativere Auswirkungen auf die Laufruhe und Wirtschaftlichkeit des Schiene/Rad- Systems haben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Schienen­ schleifmaschinen des Typs, bei denen die Schleifkörper ausschließlich in Schienen­ längsrichtung, d.h. parallel zur Fahrkante der Schiene auf dem Schienenkopf arbeiten, so weiterzuentwickeln, daß sie in der Praxis nicht nur in bekannter Weise zur Rektifi­ zierung der Fahrfläche und Kanten des Schienenkopfes, sondern mit vertretbarem Aufwand auch zur gezielten Reprofilierung des Schienenkopf-Querprofils eingesetzt werden können. Dabei soll in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung auch gewähr­ leistet sein, daß die Gefahr von riffel­ fördernden Schleifspuren in der Schienen­ kopfoberfläche ohne wesentlichen Mehraufwand vermieden werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schienenschleifmaschine mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1.

Die Verwendung von Schleifsteinen mit quer zur Schienenlängsrichtung aneinander gereihten Schleifzonen, die relativ zueinander unter­ schiedliche Härten aufweisen, die von Zone zu Zone gegeneinander abgegrenzt oder konti­ nuierlich ineinander übergehen können, hat den Vorteil, daß trotz des einfach und kosten­ günstig durchzuführenden Schleifverfahrens, bei dem die Schleifsteine in Schienenlängs­ richtung auf der Schienenkopfoberfläche arbeiten, eine Reprofilierung des Schienen­ kopf-Querprofils erreicht werden kann, ohne daß zu diesem Zweck das Schleifaggregat gegenüber der Vertikalachse der Schiene verschwenkt werden muß.

Die Reprofilierung wird durch die Schleif­ zonen der Schleifsteine erreicht, deren Härte z.B. ausgehend von der Fahrflächenmitte der Schiene zu beiden Seiten in Richtung der Seitenfläche des Schienenkopfes zunimmt.

Dabei kann die innere Fahrkante des Schienenkopfes durch eine Schleifzone übergriffen sein, die mit der größten Härte ausgestattet ist.

Entsprechend den gewählten Härten der Schleifzonen wird das Querprofil des Schienenkopfes geschliffen und wieder an das Ursprungsprofil herangeführt. Kennt man durch vorangegangene Messungen den Ist-Zustand des zu schleifenden Profils und dessen Abweichung von dem Ursprungs­ profil, dann ist es problemlos und auf einfache Weise möglich, durch Auswahl von Schleifsteinen mit der jeweils richtigen Härtekombination der Schleifzonen und Einbau derselben in die Schleifaggregate der Schienen­ schleifmaschine eine gezielte Reprofilierung des Schienenkopf-Querprofils zu erreichen.

Bei einer speziellen und besonders vorteil­ haften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß den Schleifzonen der vor­ laufenden Schleifsteine eines Schleifaggregates Schleifzonen der nachlaufenden Schleifsteine folgen, die mit einer relativ zur vorlaufenden Schleifzone geänderten Breite und Härte ausgestattet sind.

Hierdurch wird erreicht, daß beim Schleifen der Schienenkopfoberfläche jede möglichen riffelfördernden Schleifspuren von vorne­ herein mit großer Sicherheit vermieden sind.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in der Seitenansicht ein Schleif­ aggregat,

Fig. 2 ein Schaubild zur Verdeutlichung der Schleifzonen eines Schleif­ steins.

Das dargestellte Schleifaggregat 3 ist üblicherweise Bestandteil einer Schienen­ schleifmaschine, die mit mehreren solcher oder ähnlich aufgebauter Aggregate ausgerüstet sein kann.

Das Schleifaggregat läuft auf zwei Laufrollen und wird beim Arbeiten durch zwei Hydraulik­ zylinder 5 auf die Schiene gedrückt. Zwischen den Laufrollen liegt ein Horizontalbalken 6, an dem die Schleifsteine 7 in vertikalen Führungen mit Druck beaufschlagt werden.

Das dargestellte Aggregat ist mit unab­ hängiger hydraulischer Einzelsteinsteuerung ausgerüstet, kann aber auch als "Lineal" mit gemeinsamer Nachstellung arbeiten.

Die Schleifsteine führen auf dem Schienen­ kopf in Schienenlängsrichtung oszillierende Bewegungen aus, die die normale Schleiffahrt der Schienenschleifmaschine auf der Schiene überlagern.

Das Auswechseln verbrauchter Schleifsteine in den Schleifaggregaten ist relativ einfach. Zu diesem Zweck ist pro Schleifstein nur das Lösen bzw. Anziehen einer Klemmschraube erforderlich.

Fig. 2 zeigt als Schaubild den Querschnitt in Richtung II-II (siehe Fig. 1) durch einen nach der Lehre der Erfindung ausge­ bildeten Schleifstein.

Verdeutlicht ist der Aufbau eines Schleif­ steins 7 aus mehreren Schleifzonen 8-14, die quer zur Schienenlängsrichtung aneinander gereiht sind, wobei sich jede Schleifzone in Schienenlängsrichtung erstreckt.

Jede Schleifzone besitzt im Vergleich zu ihrer benachbarten Schleifzone eine andere Härte des Schleifmaterials. In dem Schaubild gemäß Fig. 2 ist dies mit Bezug auf den Materialabtrag am Schienenkopf (= Abriebwert Q) kenntlich gemacht. Die Schleifzonen sind in ihrer Härte bei dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel so eingestellt, daß der Materialabtrag in der Mitte des Schienen­ kopfprofils null ist (Q=0) und zu den Kanten des Schienenkopfprofils hin zunimmt (Q=3). Die Fahrkante des Schienenkopf­ profils ist in der Darstellung gemäß Fig. 2 mit F.K. bezeichnet.

Durch die Wahl unterschiedlicher Härten der Schleifzonen bzw. des Materialabtrages am Schienenkopf wird auf einfache Weise eine gezielte Reprofilierung des Schienenkopf- Querprofils erreicht. Dabei ist es problemlos möglich, durch Bereithaltung von Schleif­ steinen mit unterschiedlichen Schleifzonen- Kombinationen, die wahlweise in die Schleif­ aggregate einzusetzen sind, sich auf die jeweiligen Ist-Zustände der zu schleifenden Schienenköpfe optimal einzustellen.

Claims (2)

1. Schienenschleifmaschine mit in Schienenlängsrichtung auf der Schienen­ kopfoberfläche arbeitenden Schleifsteinen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schleifstein (7) quer zur Schienenlängsrichtung aneinandergereihte Schleifzonen (8-14) mit unterscniedlichen Härten aufweist.

2. Schienenschleifmaschine nach Anspruch 1, mit pro Schiene mindestens zwei in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordneten Schleifsteinen, dadurch gekennzeichnet, daß den Schleifzonen (8-14) des vor­ laufenden Schleifsteines jeweils Schleif­ zonen des nachlaufenden Schleifsteines mit einer relativ zur vorlaufenden Schleifzone geänderten Breite und Härte folgen.