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Fahrbares Gerät zum Verdichten der Bettung unter Bahnschwellen Die
Erfindung betrifft ein fahrbares Gerät zum Verdichten der Bettung unterEisenbahnschwellen,
das mit in Rüttelbewegungen versetzten, gemeinsam mit dem Rüttelantrieb heb- und
senkbaren Verdichtungswerkzeugen versehen ist. Gegenüber bekannten Geräten dieser
Art, bei denen die Verdichtungswerkzeuge an einem in Schwingungen versetzten Gestell
paarweise um einen Zapfen schwingend derart angeordnet sind, daß die ein Paar bildenden
Werkzeuge zwischen Schwellen arbeiten und beim Eindringen in den Schotter auseinanderbewegt
werden, bestehen die wesentlichen Merkmale des Erfindungsgegenstandes darin, daß
die zu beiden Seiten einer Schwelle arbeitenden Verdichtungswerkzeuge am unteren
Ende von zweiarmigen Rüttelhebeln angeordnet sind, von denen je zwei einander gegenüberliegende
Hebel durch eine zwischen ihnen angeordnete Exzenterscheibe angetrieben werden und
Drehachsen besitzen, die während der Verdichtung der Bettung unter einer Schwelle
durch ein von der Antriebsvorrichtung des Gerätes bewegtes Glied einander genähert
werden.
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Ein in dieser Weise ausgebildetes Gerät bietet zunächst den Vorteil,
daß die Rüttelbewegung der Werkzeuge zwangsläufig erfolgt und daß das die Werkzeuge
unmittelbar tragende Gestell nicht selbst in Schwingungen versetzt wird. Auch werden
die Werkzeuge während des Arbeitens nicht auseinander-, sondern aufeinander zu bewegt,
so daß die zu beiden Seiten einer Schwelle arbeitenden Werkzeuge den Schotter von
beiden Seiten unter die Schwelle pressen und die Gewähr dafür gegeben ist, daß tatsächlich
die gesamte Bettung unter einer Schwelle gleichmäßig verdichtet wird. Die Anordnung
der Verdichtungswerkzeuge ist dabei ähnlich wie bei den bekannten Stopfmaschinen,
die die Bettung unter einer Schwelle von beiden Seiten der Schwelle aus mittels
Schlagwerkzeugen bearbeiten; doch ist bei dem Gerät nach der Erfindung der diesen
bekannten Geräten anhaftende Nachteil, der auch tseim Unterstopfen der Schwellen
von Hand gegeben ist und darin besteht, daß Steine des Bettungsstoffes wegen unzulänglicher
Einstellung der Schlagstärke der Werkzeuge leicht zertrümmert werden können, nicht
vorhanden, da die Verdichtungswerkzeuge keine Schlagbewegung, sondern eine Rüttelbewegung
ausführen.
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Bei Stopfmaschinen mit beiderseits einer Schwelle arbeitenden Schlagwerkzeugen
ist es auch bekannt, diesen eine die Annäherung der beiden Werkzeuge bewirkende
Vorschubbewegung zu erteilen; jedoch wird bei den
bekannten Geräten
diese Vorschubbewegung durch Handantrieb bewirkt, was naturgemäß bei einem Gerät,
bei dem, wie bei dem Gegen-: stand der Erfindung, die durch Drehung einer, Exzenterscheibe
in eine rasch vibrierende Be= wegung versetzten Werkzeuge die Verdioh-. tung der
Bettung unterhalb einer Schwelle im Bruchteil einer Minute bewirken, nicht angängig
ist.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des Verdichtungsgerätes
nach der Erfindung ergibt sich, wenn die Drehachsen für j e zwei einander gegenüberliegende
Rüttelhebel durch Zapfen gebildet werden, die an Spindelmuttern einer mit Rechts-
und Linksgewinde versehenen, von der Antriebsvorrichtung des Gerätes gedrehten Schraubenspindel
angebracht sind; hierdurch wird eine gleichförmige, die beiden Rüttelhebel einander
nähernde Vorschubbewegung erreicht.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele eines fahrbaren Gerätes
zum Verdichten der Bettung gemäß der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Gerätes,
und Abb. 2 zeigt das gleiche Gerät in der Ansicht von vorn.
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Abb.3 zeigt die Seitenansicht zweier zusammengehöriger Verdichtungswerkzeuge
dieser Ausführungsform mit einer in durchbrochenen Linien dargestellten Abänderung,
und Abb. 4 zeigt die Lagerung der Rüttelhebel dieser Ausführungsform in vergrößertem
Maßstab.
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In Abb. 5 ist eine zweite Ausführungsform des Verdichtungsgerätes
an Hand einer Darstellung der Verdichtungswerkzeuge und ihres Antriebes veranschaulicht,
und die Abb.6 und 7 zeigen Abänderungen der Verdichtungswerkzeuge bei dieser Ausführungsforrii.
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Abb. 8, zeigt in vergrößertem Maßstab Einzelheiten der in Abb.7 dargestellten
Anordnung im Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 7.
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Abb. 9 ist eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des Gerätes.
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Das in Abb. i dargestellte Gerät besteht aus einem Fahrzeugrahmen
i mit Rädern 4, mittels, deren das Gerät zur Beförderung auf dem Geleis 12 der zu
bearbeitenden Strecke fahrbar ist. Während der Arbeit wird das Gerät durch Feststellen
der Räder an Ort und Stelle gehalten. Der Fahrzeugrahmen i trägt senkrechte Pfosten
3 zur Führung zweier nebeneinander angeordneter Rahmen 2, die mittels der Ketten
9, g' heb- und senkbar sind und auf denen die Verdichtungswerkzeuge io paarweise
derart angeordnet sind,. daß sich die beiden Werkzeuge eines jeden Paares bei herabgelassenem
Rahmen 2 zu beiden Seiten einer Schwelle i i befinden. Ein auf dem Fahrzeug befestigter
Motor 5 treibt mittels eines Riemens 6 ein Rad 6a und dieses mittels eines Riemens
7 die Achse zweier Räder 4 des Fahrzeuges. Vom Rad 611 führt ein weiterer Riemen
8 zu dem Antrieb für die Verdichtungswerkzeuge io. Dieser weist für jeden der Werkzeugrahmen
2 eine Welle 14 auf (vgl. Abb. i bis 3), die mittels des Riemens 8 in Umdrehung
versetzt wird und eine der Zahl der Werkzeugpaare entsprechende Anzahl - in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel zwei - Exzenterscheiben 15 für den Antrieb von
j e zwei an einem gemeinsamen Exzenterring 16 befestigten Exzenterstangen 17 trägt
(Abb.3). Diese Exzenterstangen sind durch Buchsen 18 geführt und besitzen an den
Enden 2o Gewinde, auf die Muttern 2 1 aufgeschraubt sind, mittels deren die
Spannung der zwischen den Buchsen 18 und den Exzenterringen 16. angeordneten
Federn ig geregelt werden kann. Die Buchsen 18 dienen als Kreuzstücke mit Zapfen,
auf denen die oberen Enden der als zweiarmige Hebel ausgebildeten Verdichtungswerkzeuge
io beweglich lagern. Die Drehachsen für je zwei dieser Hebel io, die an ihrem unteren
Ende mit zur Bearbeitung des Schotters geeigneten Backen 22 versehen sind, werden
durch Zapfen 27 gebildet, die an Spindelmuttern 25 angebracht sind, die mittels
einer in Lagern des Rahmens 2 drehbaren, mit Links- und Rechtsgewinde23 bzw.23'
versehenenSchraubenspindel24 verstellbar sind. Die äußeren Enden der Zapfen 27 sind
in Gleitstücken 26a gelagert, die in Führungen 26 verschiebbar sind. Zum Drehen
der Spindel 24 dient eine vom Geräteantrieb bewegte Kette 24" und Kettenräder 24'.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform des Gerätes ist folgende:
Das Fahrzeug i wird mit der in Abb. i in durchbrochenen Linien dargestellten Stellung
der Verdichtungswerkzeuge auf den Schienen i2 in die dargestellte Stellung über
eine Schwelle ii gebracht und gegen eine Verschiebung auf dem Geleis gesichert.
Die Spindeln 24 sind dabei so eingestellt, daß die unteren Enden der Hebel io auseinandergespreizt
sind. Durch entsprechende Steuerung der Kette g wird nun der beweglicheRahmen 2
so weit gesenkt, daß sich die Backen 22 der beiden Werkzeuge io zu beiden Seiten
einer Schwelle ii auf die Gleisbettung 13 aufstützen. ,Sie üben auf diesen
durch das eigene Gewicht °und das des beweglichen Rahmens 2 einen Drück aus. Ein
Teil des Gewichtes kann dabei zweckmäßig durch die Kette g aufgenommen werden. Wenn
nun die Welle
14 in Umdrehung versetzt wird, so erteilen die Exzenter
15, 16 den Werkzeughebeln io Schwingungen, deren Ausschlag an denEnden der Backen
22 beispielsweise i bis 2 cm beträgt und die sich im wesentlichen in waagerechter
Richtung auswirken. Dabei wird die Kette 9, 9' derart gesteuert, daß die Verdichtungswerkzeuge
während der Ausführung der Rüttelbewegungen mit ihren Backen 22 in die Gleisbettung
bis zu der gewünschten Tiefe einsinken können. Da ferner während des Absenkens der
in Rüttelbewegungen versetzten Hebel io die Spindeln 24 so gedreht werden, daß je
zwei gegeneinanderarbeitende Hebel io sich einander nähern, wird der unter der Schwelle
i i befindliche Schotter unter Ausfüllung der gesamten Hohlräume fest unter -die
Schwelle gepreßt und in ganzer Höhe gleichmäßig verdichtet, wie es in Abb. i, rechte
Seite, dargestellt ist. Die in Abb.2 dargestellten beiden Werkzeugrahmen 2 können
gleichzeitig oder nacheinander in Arbeitsstellung gebracht werden, je nachdem, ob
ihre Rüttelwerkzeuge die Bettung zugleich auf der gesamten Länge der Schwelle bearbeiten
sollen oder ob in zwei Abschnitten nacheinander gearbeitet werden soll.
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Nach Beendigung der Verdichtung unterhalb einer Schwelle werden die
Rüttelhebel mittels der Spindeln 24 wieder voneinander entfernt; die Rahmen 2 werden
alsdann durch die Kette 9 angehoben, das Fahrzeug verschoben und ein neuer Arbeitsgang
an einer anderen Schwelle begonnen. Soll eine größere Menge Schotter unter eine
Schwelle gestopft werden, so ist ein Arbeitsgang, d. h. das Senken der Hebel i o,
das Anziehen der Backen 22, das Bearbeiten des Schotters, das Spreizen der Backen
und das Anheben der Hebel, nach der Zuführung neuen Schotters so lange zu wiederholen,
bis die erforderliche Verdichtung erreicht ist. Die zum Verstellen der Werkzeuge
io dienenden Spindeln 24 sind so lang, daß auch die Bettung unter Doppelschwellen
bearbeitet werden kann (vgl. Abb. 3).
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Diese Abbildung zeigt in durchbrochenen Linien eine abgeänderte Ausführungsform
der Rüttelhebel. Bei dieser Ausführungsform tragen die Muttern 25 einen Arm 30,
und die Enden 29 der Hebel io sind auswechselbar angebracht, so daß sie abgenommen
und durch die in durchbrochenen Linien dargestellte Vorrichtung 3i, 32, 33, 34 und
36 ersetzt werden können. Der Lenker 36 überträgt die Bewegung der Hebel io auf
den am Arm 30 schwenkbar befestigten zweiarmigen Hebel 32, der andererseits mit
dem Träger 33 des Werkzeuges 34 verbunden ist; der Werkzeugträger 33 wird dabei
durch den Hebel 32 und den Lenker 31 in schräger Lage zu der Gleisbettung
gehalten. Zweckmäßig ist die Schräglage des Werkzeuges regelbar, was durch Veränderung
der Länge des Hebels 32 erreicht werden kann. Die Möglichkeit derEinstellung ist
insbesondere bei Holzschwellen angebracht, bei denen es sich darum handelt, beim
Verdichten der Bettung einen Druck in senkrechter und waagerechter Richtung zu erzielen.
Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Vorrichtung die gleiche wie bei der Ausbildung
und Anordnung der Verdichtungswerkzeuge nach Abb. i und 2.
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Bei der in Abb. 5 dargestellten Ausführungsform des Verdichtungswerkes
werden' die Drehachsen der Rüttelhebel io von Doppelhebeln 37 getragen, die auf
Zapfen 44 drehbar gelagert sind, welche in einem nicht dargestellten Führungslager
parallel zum Gleis verschoben werden können. - Jeder Hebel io eines Hebelpaares
ist dabei mit seinem oberen Ende an eine Stange 43 angelenkt, die mit dem. Exzenterring
16 des Exzenterantriebes 14, 15 gekuppelt ist. An den Drehzapfen 44 der die
Werkzeughebel io tragenden Doppelhebel 37 greift je ein Lenker 4o an, und beide
Lenker 40 sind je mit einem Ende eines doppelarmigen Hebels 39 verbunden, der auf
einer Welle 38 drehbar gelagert ist. Auf dieser Welle ist ein Steuerhebel 5o aufgekeilt.
Jeder Hebel 37 ist ferner mit seinem oberen Ende bei 45 am Ende einer Kolbenstange
46. eines sich in dem Zylinder 48 bewegenden Kolbens 47 angelenkt. Die Zylinder
48 stehen mit einem von einem nicht dargestellten Luftverdichter gespeisten Preßluftbehälter
49 in Verbindung, der zweckmäßig mit einem Reguliermanemeter versehen ist, so daß
der Druck auf die Kolben 47 eine vorgeschriebene Grenze nicht übersteigt. Der Steuerhebel
5o ist am oberen Ende gabelförmig ausgebildet und umgreift einen Zapfen
5 1 eines Schaftes 52, der am Ende einer längs verschiebbar gelagerten Schraubenspindel
befestigt ist. Die Spindel wird durch eine von der Antriebsvorrichtung der Werkzeuge
gedrehte Spindelmutter 53 bewegt.
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In Abb. 5 sind die einzelnen Teile dieser Vorrichtung nach beendetem
Stopfen unter einer Schwelle i i in vollen Linien dargestellt. Um nun die Vorrichtung
an anderer Stelle verwenden zu können, wird zunächst die Mutter 53 angetrieben,
wodurch der Steuerhebel 5o von links nach rechts geschwenkt wird und die Hebel
37 und io in die in durchbrochenen Linien dargestellte Lage bewegt werden.
Der die Werkzeuge io und ihre Antriebsmittel tragende Rahmen, der ebenso wie bei
der Ausführungsform des Gerätes nach Abb. i und 2 heb- und senkbar ist, wird nun
angehoben und, nachdem das Gerät über eine andere Schwelle gefahren ist, mit gespreizten
Hebeln
37 auf die Gleisbettung heruntergelassen. Dann wird die Welle 1q. und gleichzeitig
die Mutter 53 in Umdrehung versetzt, so daß die Rüttelhebel io eine schwingende
Bewegung ausführen. Dabei wird durch die infolge der Drehung der Mutter 53 stattfindende
Verschiebung des Schaftes 51 der Hebel 5o von rechts nach links bewegt und somit
die Hebel 37 und die Werkzeuge io einander genähert. Die oberen Enden der Hebel
37 werden dabei aber durch die Stangen 46 und die unter der Wirkung der Druckluft
stehenden Kolben 47 festgehalten. Die durch die Exzenter 15 hervorgerufenen
vibrierenden Schwingungen der Hebel io haben zur Folge, daß der Schotter unter der
Schwelle zusammengepreßt, also verdichtet wird. Nachdem die Rüttelhebel io eine
Zeitlang gearbeitethaben und einänder genähert wurden, wird der Schotter immer mehr
verdichtet, bis schließlich der Widerstand, den der Schotter einer weiteren Zusammenpressung
entgegensetzt, größer wird als die Kraft, mit der die Kolben 47 das obere Ende der
Hebel 37 festhalten. Die Kolben 47 weichen dann aus, und die Hebel 37 beginnen nun
um die Zapfen 44 zu schwingen. Die Welle 14 kann somit weitergedreht werden, ohne
daß die Bewegung der Rüttelhebel io eine Zerstörung des fest verdichteten Schotters
verursacht, da die unteren Endpunkte der Hebel io keine vibrierende Bewegung mehr
ausführen, sondern stillstehen und den Drehpunkt der Hebel io bilden, während die
Zapfen 41 mit den Hebeln 47 hin und her schwingen. Der Grad der Verdichtung des
Schotters unter einer Schnelle hängt also vom Druck der Luft im Behälter 49 ab.
Erfahrungsgemäß kann das Stopfen einer Schwelle in weniger als 2o Sekunden erfolgen.
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Der Steuerhebel 5o kann gleichzVitig sämtliche an einem beweglichen
Rahmen 2 befindlichen Werkzeugpaare steuern. An Stelle des gabelförmlig ausgebildeten
Hebels 5o kann auch ein in eine Schnecke eingreifender gezahnter Sektor zur Drehung
der Welle 38 verwendet werden.
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Bei der Darstellung nach Abb.6 ist der Rüttelhebel io in umgekehrter
Richtung wie bei der vorherigen Darstellung gekröpft. Diese Ausführungsform ist
besonders zum Verdichten des Schotters unter hölzernen Schwellen (vgl. Schwelle
iib) geeignet, weil die mittlere Bewegungsrichtung des Werkzeuges sich mit der Annäherung
der Backen 22 kaum ändert; die Backen 22 wirken daher ständig in nahezu waagerechter
Richtung, während bei der in Abb. 5 dargestellten Anordnung die Form der Hebel io
bedingt, daß die Arbeitsrichtung der Werkzeuge sich ändert, wenn die beiden Werkzeuge
eines Paares sich nähern, und zwar derart, daß gegen das Ende der Verdichtungsarbeit
unter einer Schwelle der Schotter nach oben in das Innere der eisernen Hohlschwelle
hineingepreßt wird.
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Bei der in Abb. 7 dargestellten Ausführungsform sind die Rüttelhebel
io durch einen Lenker 5 5 mit dem unteren Ende eines Doppelhebels 56 verbunden,
der auf einer längs einer Schraubenspindel 58 verschiebbaren Mutter 57 gelagert
ist. Das obere Ende des Hebels 56 ist mit einer Kolbenstange 59 eines in einem Zylinder
61 verschiebbaren Kolbens 6o verbunden, während das obere Ende des Rüttelhebels
io mit dem Ende der Exzenterstange 62 des Exzenterantriebes i4, 15, 16 verbunden
ist. Zwischen dem äußeren Ende der Kolbenstange 59 und dem Zylinder 61
be-
findet sich eine Feder 63, die bestrebt ist, den Kolben 6o nach dem Zylinderdeckel
hin zu ziehen.
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Abb. 8 zeigt einen Schnitt durch den Boden des Zylinders
6 1 nach der Linie A-B der Abb. 7. Aus dieser Darstellung ist zu ersehen,
daß im Zylinderboden Ventile 64 und 65 angeordnet sind. In den Zylinder 61 münden
zwei Leitungen 66 und 67, von denen die erste mit dem Raum unterhalb des Ventils
64 und die zweite mit dem Raum über dem Ventil 65 in Verbindung steht. Das Ventil
64 wird durch eine starke Feder 68 in der Schließstellung gehalten, wobei der Druck
der Feder 68 mittels eines mit einer Verzahnung 70 versehenen Schraubstöpsels
69 regelbar ist. Der Hohlraum über dem Ventil 64 und derjenige unter dem Ventil
65 stehen mit einer Leitung 71 in Verbindung, die mit einem eine Flüssigkeit, z.
B. Glycerin, enthaltenden Behälter verbunden ist.
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Bei dieser Ausführungsform bildet der Kolben 6o, solange der Schotter
sich durch die Schwingungen der Rüttelhebel io verdichten läßt, ein festes Widerlager
und verhindert auch, durch die Teile 56 und 55, daß die Drehachse des Hebels io
ausweichen kann. Die Hebel io schwingen daher um diese Drehachse wie um eine festgelagerte
Achse. Die Spannung der Ventilfeder 68 ist dabei so geregelt, daß bei einem gewissen
Grade der Verdichtung der Druck des Püttelhebels io auf den Kolben 6o und infolgedessen
der Flüssigkeitsdruck im Zylinder so groß wird, daß das Ventil 64 entgegen dem Druck
der Feder 68 geöffnet wird und Flüssigkeit aus dem Zylinder 61 in den Vorratsbehälter
gelangt. Infolge der Feder 63 wird dann eine schwingende Bewegung des Hebels io
mit seinem unteren Ende 22 als festen Drehpunkt erzeugt, da die Feder den Kolben
nach außen zurückzieht, sobald die Exzenterstange 62 das obere Ende des Hebels io
nach links (Abb. 7)
zieht. Beim Rückgang des Kolbens 6o wird in
der Leitung 6,7 ein Sog erzeugt, der das Ventil 65 öffnet, so daß
wieder Flüssigkeit vom Vorratsbehälter in den Zylinder einströmt.
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In Abb.2 ist noch eine Vorrichtung dargestellt, mittels der das Gerät
auf ein Quergeleis abgestellt werden kann, wenn für durchfahrende Züge das Geleis
12 freigegeben werden muß. Diese Vorrichtung weist ein Hebelsystem 35' auf, .das
mit dem festen Fahrrahmen i verbunden ist und Hilfsräder 35 trägt, welche mit Hilfe
nicht dargestellter Mittel auf ein Quergeleis heruntergelassen werden können.
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Abb. 9 zeigt eine andere Ausführungsform eines Gerätes mit Mitteln
zum Freigeben des Hauptgeleises. Das Fahrgestell i ist hier als Einschienenfahrgestell
mit den Rädern q. ausgebildet und mittels einer Strebe 73 und eines Stützrades 7
4. auf der zweiten Schiene 12 des Geleises abgestützt. Die Strebe 73 ist oben an
der Säule ia für den beweglichen Rahmen 2 befestigt, der zwei von einem Motor 5
angetriebene Rüttehverkzeugpaare io trägt. Eine Anzahl eiserner Ringe 72 umgeben
das ganze Gerät derart; daß es auf den Ringen 72 weggerollt werden kann, wenn das
Geleis 12 freigegeben werden soll.