DE3937812C1

DE3937812C1 -

Info

Publication number: DE3937812C1
Application number: DE3937812A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Altmuenster At Pomikacsek
Original assignee: Linsinger Maschinenbau GmbH
Current assignee: Linsinger Maschinenbau GmbH
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-03-21
Anticipated expiration: 2009-11-15
Also published as: ATE87680T1; US5067283A; JPH03176501A; EP0427940A1; EP0427940B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bearbeitung der Lauffläche von Schienen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7.

Ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung ist bereits aus der DE-OS 28 01 110 sowie der DE-OS 28 01 111 bekannt. Beide zeigen Schienenschleifmaschinen, bei denen mehrere hintereinander in Längsrichtung der Schiene angeordnete, als Rutschersteine ausgebildete Schleifsteine während des Betriebes oszillierend hin und her bewegt werden. Die Rutschersteine sind daher während des Betriebs kontinuierlich mit der Oberfläche der Schiene in Berührung. Ein kontinuierliches Einwirken der Rutschersteine auf die Schienenoberfläche ist insofern nachteilig, als die Poren zwischen den Schleifpartikeln allmählich verstopft werden, wodurch eine deutliche Verschlechterung der Schleiffähigkeit verursacht wird. Zwar bewirkt die oszillierende Bewegung der Rutschersteine gemäß dem Stand der Technik eine Lockerung des auf den Arbeitsflächen entstehenden Schleifschlamms, diese Selbstreinigungswirkung ist jedoch begrenzt. Aufgrund des Einsatzes der sich oszillierend bewegenden Rutschersteine ist ferner ein spielfreier Antriebsmechanismus des Schienenfahrzeuges notwendig, um eine einwandfreie Schleifwirkung zu erzeugen. Hierdurch ist ein zusätzlicher Kostenaufwand nötig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bearbeitung der Lauffläche von Schienen zu schaffen, welches bzw. welche unter Zuhilfenahme einfacher Mittel eine kostengünstige aber hochwirksame Bearbeitung der Schienenlauffläche ermöglicht.

Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß

a) die Schleifsteine einzeln oder in Gruppen während des Betriebs periodisch in eine Arbeitsstellung abgesenkt und wieder in eine Ruhestellung angehoben werden,
b) jeweils mindestens ein Schleifstein während des Betriebs sich in der Arbeitsstellung befindet und
c) während der Ruhestellung eines jeden Schleifsteins dessen Arbeitsfläche gereinigt wird.

Durch die Erfindung wird gewährleistet, daß während des Betriebs der nachteilig wirkende Schleifschlamm von den Arbeitsflächen der Schleifsteine entfernt werden kann. Die Schleifsteine werden während des Betriebs der Vorrichtung periodisch immer wieder in einen gereinigten Zustand gebracht. Hierdurch wird eine wesentliche Erhöhung der Schleifwirkung der Schleifsteine und dadurch eine höhere Bearbeitungsqualität erzielt. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet daher eine sehr hohe Bearbeitungsqualität bei im Vergleich zu bekannten Verfahren wesentlich längeren Standzeiten der Schleifsteine. Im übrigen ist es nicht erforderlich, daß der Antriebsmechanismus des Schienenfahrzeugs spielfrei sein muß. Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Reinigung der Schleifsteine durch einfaches Eindüsen von Wasser. Die Möglichkeit der Reinigung der Arbeitsflächen von Schleifsteinen generell und hier insbesondere die Reinigung durch einfaches Eindüsen von Wasser gewährleistet ferner, daß nicht nur die Arbeitsflächen der Schleifsteine, sondern sekundär auch die Schienenlauffläche während des Betriebs der Vorrichtung gereinigt werden kann.

Eine erhöhte Schleifwirkung bei gleichzeitiger effektiver Reinigung der Arbeitsflächen wird zweckmäßigerweise dann erreicht, wenn sich die Mehrzahl, insbesondere mindestens zwei der Schleifsteine in der Arbeitsstellung befindet bzw. befinden.

Eine einfache Aktivierung bzw. Passivierung der Vorrichtung ist dadurch erreichbar, daß sämtliche Schleifsteine über einen gemeinsamen Träger abgesenkt werden und in dieser Position das Abheben bzw. Absenken einzelner Schleifsteine über separate Antriebe erfolgt. Bei Beendigung des Bearbeitungsvorganges kann über den gemeinsamen Träger die komplette Vorrichtung in eine Passiv-Stellung gebracht werden.

Dadurch, daß gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Lage eines jeden einzelnen Schleifsteins quer zur Längsrichtung der Schiene aktiv nachgeführt wird, können Schienenbereiche mit Krümmungen (Weichenbereiche etc.), bei denen sich eine Veränderung der Lage der Schiene relativ zum Werkzeughalter aufgrund des Radstandes des Fahrgestells ergibt, ausgeglichen werden. Folglich läßt sich auch in gekrümmten Bereichen von Schienen eine optimale Laufflächenqualität der bearbeiteten Schiene erzielen.

Zur Lösung der eingangs erwähnten Aufgabe ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß die Schleifsteine einzeln oder in Gruppen vertikal bewegbar sind derart, daß während des Betriebs ein periodisches und zwischen den Schleifsteinen alternierendes Abheben in die Ruhestellung und Wiederabsenken in die Arbeitsstellung der Schleifsteine erzielbar ist und eine Reinigungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Arbeitsfläche des in Ruhestellung befindlichen Schleifsteins reinigt.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein periodisches Reinigen der einzelnen Schleifsteine während des Betriebs ermöglicht und dadurch eine wesentliche Erhöhung der Schleifwirkung der Schleifsteine und als Folge davon eine Erhöhung der Bearbeitungsqualität der Schienenfahrfläche erzielt.

Zweckmäßigerweise sind als Reinigungsvorrichtung im Bereich des jeweiligen Schleifsteins befindliche Wasserdüsen vorgesehen. Die Möglichkeit der Reinigung generell und hier insbesondere die Reinigung durch Einstrahlen von Wasser bietet den zusätzlichen Vorteil, daß neben der Reinigung der Arbeitsflächen der Schleifsteine sekundär auch die Schienenoberfläche gereinigt wird, so daß die sich in der Arbeitsstellung befindenden Schleifsteine eine frisch gereinigte Schienenoberfläche bearbeiten können.

Zweckmäßigerweise ist jedem Schleifstein oder jeder Schleifsteineinheit ein eigener Halterahmen zugeordnet. Die Steuerung der vertikalen Bewegung des Schleifsteins kann daher in vorteilhafter Weise unabhängig von den restlichen Schleifsteinen erfolgen. Zusätzlich lassen sich bei separaten Halterahmen weitere Bewegungsmöglichkeiten der Halterahmen erzielen.

Zweckmäßigerweise wird als Antrieb zur vertikalen Bewegung des Schleifsteines eine Hydraulikeinheit verwendet, welche mit dem zentralen Rahmen oder zentralen Träger in Verbindung steht, wobei der Halterahmen als Gegenlager der Hydraulikeinheit dient. Diese Ausgestaltung ist konstruktionstechnisch besonders einfach zu realisieren.

Dadurch, daß gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Halterahmen und/oder die Hydraulikeinheit über eine Querführung mit dem zentralen Träger in Verbindung stehen, kann der Halterahmen und/oder die Hydraulikeinheit eines jeden Schleifsteines unabhängig von den übrigen Schleifsteinen horizontal bewegt werden. Insbesondere ist es möglich, die in Längsrichtung der Schiene hintereinander angeordneten Schleifsteine dem Krümmungsverlauf der Schiene entsprechend anzupassen.

Die im unteranspruch 11 beschriebene Nachführung der Lage eines Schleifsteines quer zur Längsrichtung der Schiene ist zweckmäßigerweise dadurch erzielbar, daß mittels der Querführung der die Vertikalbewegung bewirkende Antrieb, insbesondere die Hydraulikeinheit, quer zur Längsachse der Schienen verschiebbar ist, der Halterahmen sowohl in Querrichtung als auch senkrecht zur Schiene bewegbar an dem die Vertikalbewegung bewirkenden Antrieb angeordnet ist und Näherungsschalter zur Begrenzung einer quer zur Schiene erfolgenden Verschiebung des Halterahmens vorgesehen sind. Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, daß Abweichungen von der Sollposition des Schleifwerkzeugs aufgrund der besonderen Anordnung des Halterahmens erfaßbar sind und eine Nachstellung der Querposition über die Querführung erfolgen kann.

Zweckmäßigerweise ist der Halterahmen U-förmig ausgebildet und weist an seiner offenen Seite den Werkzeughalter auf. Halterahmen und Werkzeughalter umschließen dann gleichsam die Hydraulikeinheit, bilden also eine geschlossene Einheit, wobei jedoch eine Querbeweglichkeit der Hydraulikeinheit möglich bleibt.

Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elastisches Glied zwischen dem Halterahmen und der Hydraulikeinheit vorgesehen ist. Dieses elastische Glied bewirkt eine elastische Vertikalbeweglichkeit sowie Querbeweglichkeit des Halterahmens.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung sieht vor, daß als elastisches Glied mindestens ein Gummipuffer eingesetzt wird, welcher sowohl komprimiert werden kann als auch eine querwirkende Elastizität aufweist.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung der Lauffläche von Schienen in schematisierter, stark vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 das Prinzip der Ansteuerung bzw. Aufhängung eines einzelnen Schleifsteines aus einer Blickrichtung parallel zur Längsachse der Schiene, wobei der Schleifstein sich hier in der Arbeitsstellung befindet,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 aus einer Blickrichtung quer zur Längsachse der Schiene,

Fig. 4 die Ansteuerung bzw. Anlenkung des Schleifsteins, wobei sich der Schleifstein hier im abgehobenen Zustand in der Ruhestellung befindet,

Fig. 5 die Anordnung gemäß Fig. 4 aus einer Blickrichtung quer zur Längsachse der Schiene.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zur Bearbeitung der Lauffläche von Schienen 3. Die Vorrichtung umfaßt ein Fahrgestell 2, welches selbst angetrieben oder aber über eine (nicht dargestellte) Zugmaschine bewegbar ist. An jeder Seite des Fahrgestells 2 befindet sich eine Bearbeitungseinheit, welche einen zentralen Träger 4 aufweist, der über Hydraulikzylinder 6 sowie Schwingen 5 vertikal bewegbar angeordnet ist. Die Bearbeitungseinheit kann folglich über den gemeinsamen Träger 4 in eine während des Betriebs vorherrschende Aktiv-Position abgesenkt werden. Ist der Bearbeitungsvorgang beendet, wird über die Hydraulikzylinder 6 die gesamte Bearbeitungseinheit angehoben.

Die Bearbeitungseinheit umfaßt eine Mehrzahl in Längsrichtung der Schiene 3 entlang des Trägers 4 hintereinander angeordneter Schleifsteine 7, welche auf die Oberfläche der Schiene während des Betriebs einwirken. Die Unterseite des jeweiligen Schleifsteins 7 weist ein der Oberflächenkontur einer Schiene angepaßtes Profil auf.

Aus Fig. 2 ist die Konstruktion der Lagerung bzw. Aufhängung der einzelnen Schleifsteine 7 ersichtlich. Der gemeinsame Träger 4 steht mit einer Hydraulikeinheit 11 über eine Querführung 10 in Verbindung. Die Hydraulikeinheit 11 umfaßt einen Druckstempel 15, welcher von einem Stützteil 16 getragen ist. Das Stützteil 16 sowie der Druckstempel 15 bilden die Hydraulikeinheit 11.

Der Druckstempel 15 und das Stützteil 16 sind von einem U- förmigen Halterahmen 8 umgeben, dessen offenes Ende durch einen Werkzeughalter 9 verschlossen ist, an dem der Schleifstein 7 angebracht ist. Der U-förmige Halterahmen 8 sowie der Werkzeughalter 9 umgeben die Hydraulikeinheit 11, wobei der Druckstempel 15 der Hydraulikeinheit 11 an der Innenseite der Schmalseite des U- förmigen Rahmens 8 angreift.

Zwischen dem Werkzeughalter 9 und der Unterseite des Stützteils 16 der Hydraulikeinheit 11 sind - wie aus Fig. 3 ersichtlich - zwei Gummipuffer 13 eingesetzt. Die beiden Gummipuffer 13 erlauben bei Betätigung des Druckstempels 15 der Hydraulikeinheit 11 eine vertikale Bewegung zwischen Halterahmen 8 und Hydraulikeinheit 11, wobei sich die Hydraulikeinheit 11 an dem Werkzeughalter 9 über die beiden Gummipuffer 13 abstützt. Diese Konstruktion erlaubt jedoch nicht nur eine vertikale Bewegung zwischen Halterahmen 8 und Hydraulikeinheit 11, sondern auch eine horizontale Verschiebbarkeit der beiden Teile zueinander. Hierbei werden die beiden Gummipuffer 13 in Richtung der Auslenkung deformiert.

Die Hydraulikeinheit 11 ist über die Querführung 10 mittels eines Hydraulikzylinders 18 quer zur Längsachse der Schiene verschiebbar angeordnet. Des weiteren sind Näherungsschalter 12 am Halterahmen 8 zur Bestimmung von Änderungen des Abstandes der Hydraulikeinheit zu dem jeweiligen Näherungsschalter 12 vorgesehen. Die Näherungsschalter 12 sind mit einer Steuerung verbunden, welche auf ein Hydraulikventil 17 einwirkt.

Die Fig. 2 und 3 stellen den Schleifstein bzw. dessen Ansteuerung in Arbeitsstellung, d. h. in unmittelbarem Kontakt mit der Lauffläche der Schiene dar.

Fig. 4 zeigt demgegenüber die Ruhestellung des Schleifsteins 7, welche durch Betätigung des Druckstempels 15 erreicht werden kann. Hierbei werden die Gummipuffer 13 entsprechend komprimiert.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind im Bereich des Schleifsteins 7 Wasserdüsen 14 vorgesehen, welche während des Aufenthalts des jeweiligen Schleifsteins 7 in der Ruhestellung dessen Arbeitsflächen und sekundär auch die Schienenoberfläche von anhaftendem Schleifschlamm befreien.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert werden. Während des Betriebs (Träger ist abgesenkt = Aktiv-Position) der Vorrichtung werden die einzelnen Schleifsteine 7 durch Betätigung des jeweiligen Druckstempels 15 alternierend angehoben bzw. abgesenkt, wobei jeweils die Arbeitsfläche der angehobenen Schleifsteine mittels Wasserstrahl gereinigt werden. Die Taktfolge der in Arbeits- bzw. Ruhestellung befindlichen Schleifsteine kann beliebig eingestellt werden, es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, immer eine Mehrzahl von Schleifsteinen in der Arbeitsstellung zu halten.

Die Betätigung der einzelnen Hydraulikeinheiten 11 bzw. Druckstempel 15 erfolgt hintereinander periodisch unter Zuhilfenahme einer geeigneten Steuerung. Die übrigen Schleifsteine 7 bleiben in Arbeitsstellung, wobei die ausgeübten Druckkräfte wegen des zentralen Trägers 4 konstant sind und sich auf die sich in Arbeitsstellung befindlichen Schleifsteine auswirken. Konstante Bearbeitungskräfte werden gewährleistet, da die Reibungskraft von der Fläche unabhängig ist.

Bei Spurweitenänderungen oder bei Änderung der Lage des Fahrgestells zum Schienenstrang beispielsweise in Kurvenbögen ist es möglich, die Lage der Schleifsteine nachzustellen. Ändert sich folglich die Spurweite bzw. die Lage des Fahrzeugs zum Schienenstrang, führt dies aufgrund der freien Querbeweglichkeit des den Schleifstein 7 haltenden Halterahmens 8 zu einer Änderung der Position des Halterahmens 8 relativ zum Fahrzeug, wodurch eine Deformierung der Gummipuffer 13 verursacht wird. Mit anderen Worten, es verändert sich die Lage des Halterahmens 8 bzw. des Werkzeughalters 9 zur fest mit dem Träger 4 in Verbindung stehenden Hydraulikeinheit 11. Die Abweichung von der jeweiligen Sollposition wird in beiden Richtungen mit Hilfe von Näherungsschaltern 12 erfaßt. Mit Hilfe der Signale der Näherungsschalter 12 wird das Hydraulikventil 17 betätigt, womit der Hydraulikzylinder 18 über die Querführung 10 eine Kompensationsbewegung der Hydraulikeinheit 11 durchführt. Diese Kompensationsbewegung wird so lange aktiviert, bis bei Erreichen der Soll-Position des Schleifsteins 7 der jeweilige Näherungsschalter 12 abschaltet.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die diesbezügliche Vorrichtung ermöglichen eine höchst effiziente Bearbeitung von Schienenoberflächen bei im Vergleich zum Stand der Technik erhöhten Standzeiten der Schleifsteine 7. Des weiteren wird eine im Vergleich zu den eingangs erwähnten bekannten Vorrichtungen erhöhte Baudichte von Schleifsteinen ermöglicht. Letztendlich sind an den Antriebsmechanismus des Zugfahrzeuges keine besonderen Forderungen gestellt. Alles in allem bringt die Erfindung einen wesentlichen Fortschritt auf dem Gebiet der Oberflächenbearbeitung von Schienen.

Claims

1. Verfahren zur Bearbeitung der Lauffläche von Schienen, bei dem mittels beweglichen, an einem entlang der Schienenstrecke bewegbaren Fahrgestell angeordneten Schleifsteinen auf die Lauffläche von Schienen eingewirkt wird, wobei eine Mehrzahl von Schleifsteinen verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß

a) die Schleifsteine einzeln oder in Gruppen während des Betriebs periodisch in eine Arbeitsstellung gesenkt und anschließend wieder in eine Ruhestellung angehoben werden,
b) in jedem Fall ein Schleifstein während des Betriebs sich in Arbeitsposition befindet sowie
c) während der Ruhestellung eines jeden Schleifsteins dessen Arbeitsfläche gereinigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reinigung durch Einstrahlen von Wasser erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Schleifsteine sich ständig in Arbeitsstellung befinden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche Schleifsteine über einen gemeinsamen Träger abgesenkt werden und in dieser Position das Abheben bzw. das Absenken einzelner Schleifsteine über separate Antriebe erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage eines jeden einzelnen Schleifsteines quer zur Längsrichtung der Schiene aktiv nachgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Nachführung jedes Schleifsteines unabhängig von den weiteren Schleifsteinen erfolgt.

7. Vorrichtung zur Bearbeitung der Lauffläche von Schienen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Fahrgestell, mindestens einem am Fahrgestell abstützbaren Träger, welcher mit auf die Lauffläche von Schienen anpreßbaren Schleifsteinen in Verbindung steht, und bei der die Schleifsteine in Längsrichtung der Schiene hintereinander angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleifsteine (7) einzeln oder in Gruppen vertikal bewegbar sind derart, daß während des Betriebes ein periodisches und zwischen den Schleifsteinen alternierendes Abheben in die Ruhestellung und Wiederabsetzen in die Arbeitsstellung der Schleifsteine (7) erzielbar ist und eine Reinigungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Arbeitsfläche des in Ruhestellung befindlichen Schleifsteines (7) reinigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Reinigungsvorrichtung im Bereich des jeweiligen Schleifsteines (7) Wasserdüsen (14) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Schleifstein (7) oder jeder Schleifsteingruppe ein eigener Halterahmen (8) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb zur vertikalen Bewegung des Schleifsteins (7) hydraulisch erfolgt und als Gegenlager der Hydraulikeinheit der Halterahmen (8) dient.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage eines jeden einzelnen Schleifsteins (7) quer zur Längsrichtung der Schiene (3) während des Betriebs aktiv nachführbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halterahmen (8) und/oder die Hydraulikeinheit (11) über eine Querführung mit dem zentralen Träger (4) in Verbindung stehen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels der Querführung (10) der die Vertikalbewegung bewirkende Antrieb, insbesondere die Hydraulikeinheit (11), quer zur Längsrichtung der Schienen (3) verschiebbar ist, der Halterahmen (8) sowohl in Querrichtung als auch senkrecht zur Schiene (3) bewegbar an der Hydraulikeinheit (11) angeordnet ist und Näherungsschalter (12) zur Begrenzung einer Querverschiebung des Halterahmens (8) vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halterahmen (8) U-förmig ausgebildet ist und an seiner offenen Seite einen Werkzeughalter (9) aufweist und mit diesem eine geschlossene Einheit bildet.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein elstisches Glied zwischen dem Halterahmen (8) und der Hydraulikeinheit (11) vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß als elastisches Glied mindestens ein Gummipuffer (13) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulikeinheit (11) über ein Stützteil (16) sowie zwei Gummipuffer (13) auf dem Werkzeughalter (9) abgestützt ist.