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Vorrichtung zum Schleifen von Fahrzeugschienen mit Hilfe einer am
Umfang wirkenden Schleifscheibe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Schleifen von Fahrschienen; wie sie für Eisenbahnen, Straßenbahnen usw. Verwendung
finden.
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Eine Schwierigkeit beim Schleifen derartiger Schienen zum Beseitigen
quer verlaufender Wellungen oder Höcker, die sich bei längerer Benutzung der Schiene
bilden, oder zum Glätten der Schweißnähte bei geschweißten Schienenstößen und schließlich
auch für andere Zwecke liegt in dem Umstand, daß beim Verwenden von am Umfang wirkenden
Schleifscheiben wegen der unver-@ meidbaren, nicht nachprüfbaren Bewegungen quer
verlaufende schmale Schleifmarken an der beschliffenen Schienenfläche zurückbleiben.
Diese Schleifmarken liegen also parallel zu den Berührungslinien der Fahrzeugräder,
die infolgedessen in die Eindrückungen hineinstoßen, dadurch deren Tiefe vergrößern
und zu weiteren Wellungen in der Nähe der bereits vorhandenen führen, so daß die
Schiene unbrauchbar wird. Diese Mängel sind seit langer Zeit bekannt; es sind auch
verschiedene Versuche unternommen worden, um sie zu vermeiden. Jedoch mußte man
sich bisher verhältnismäßig umständlicher Mittel bedienen. So hat man bereits vorgeschlagen,
Schleifscheiben anzuwenden, die mit ihren flachen Flächen die Schleifarbeit leisten
zum Unterschied von Scheiben, die auf dem Umfang arbeiten. Aber auch ein derartiges
Verfahren ist unbefriedigend, da es gewöhnlich nur sehr langsam vor sich geht, insbesondere
wenn die Fahrzeugschiene quer konvex gestaltet ist, und da es ferner quer zur Schienenoberfläche
verlaufende Unregelmäßigkeiten nicht genügend wirksam beseitigt. Es ist weiter schon
vorgeschlagen worden, Schleifblöcke anzuwenden, die über der zu beschleifenden Schienenfläche
vom einen zum anderen Ende hin und her bewegt werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens
gelingt es zwar, eine befriedigende. Schienenoberfläche zu erhalten; das Verfahren
läßt sich aber äußerst mühsam durchführen. Man geht daher meist so vor, daß man
die Schiene mit Hilfe von am Umfang wirkenden Schleifscheiben vorschleift und sie
dann mit Hilfe von hin und her bewegten Blöcken fertigarbeitet. Auch diese Arbeitsweise
ist sehr zeitraubend und insbesondere deswegen unbequem, weil sie zwei teure und
sperrige Maschinen erfordert, die an die Arbeitsstelle geschafft und von dieser
wieder entfernt werden müssen und die oft in und außer Arbeitsstellung gebracht
werden
müssen, um die Gleise für den Durchgangsverkehr frei zu machen.
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Gemäß der Erfindung wird zum Schleifen der Schienen eine Vorrichtung
mit einer am, Umfang wirkenden Schleifscheibe, die eine Relativbewegung gegenüber
der zu bearbei,-tenden Schiene in Längsrichtung der letzteren ausführt, verwendet,
und zwar bildet im Gegensatz zu den bekannten derartigen Maschinen die Achse der
Schleifscheibe mit der Schienenrichtung einen spitzen Winkel. Außerdem ist die Schleifscheibe
an ihrem Umfang unter Berücksichtigung der Wölbung der Schienenoberfläche hyperboloidisch
profiliert. Die Erfindung geht also nicht in der bisher bekannten Weise vor, daß
sie die unvermeidlichen Schleifmarken durch eine besondere Nachbehandlung beseitigt,
sondern mit der Vorrichtung werden nur solche Schleif- oder Zittermarken hervorgerufen,
die unschädlich sind und einer Nachbehandlung nicht bedürfen. Infolge der Schrägstellung
der Schleifscheibenachse können auch nur schräg liegende Schleifmarken auf der Schiene
entstehen. Da diese nicht parallel, sondern unter einem spitzen Winkel zu den Berührungslinien
der Räder verlaufen, rollen die Räder glatt über die Schleifmarken hinweg, d. h.
sie können nicht in die Schleifrillen hineinfallen, diese dadurch vertiefen und
infolge der entstehenden Stöße neue Unebenheiten hervorrufen.
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Zum Schleifen gerader Stäbe und zum Rundschleifen der Kanten von Blechen
hat man bereits Vorrichtungen benutzt, bei denen die Achse der Schleifscheibe in
einem schrägen Winkel zur Achse des Werkstückes angebracht war. Dabei handelte es
sich je-
doch nicht um Vermeidung von Schleifmarken und um die Ausebenung
von quer verlaufenden Rillen einer Schienenoberfläche, sondern um die Beseitigung
oder Abrundung scharfer Längskanten des Werkstückes. Es war infolgedessen ohne weiteres
nicht zu erkennen, daß bei Anwendung von Schleifscheiben mit schräg stehender Achse
beim Schleifen von Fahrzeugschienen die erwähnten besonderen Vorteile erzielt werden
könnten. Außerdem war bei den genannten Schleifvorrichtungen für gerade Werkstücke
das Profil des Werkzeuges nicht der Wölbung des zu behandelnden Gegenstandes angepaßt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar stellen dar: Fig. i die Schleifmaschine in Arbeitsstellung auf einem Gleis
in schaubildlicher Ansicht, wobei gewisse Teile weggebrochen sind, Fig.2 in vergrößertem
Maßstab eine Seitenansicht der Schleifscheibe, Fig: 3 in Draufsicht ein Gleisstück
mit der in Schleifstellung befindlichen Schleifscheibe, Fig. 4 eine Draufsicht auf
die in Fig. i dargestellte Maschine, Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie V-V
dir Fig. 4 und, :Fig.6 in schaubildlicher Ansicht Teile eines geschweißten Schienenstoßes
mit der in Schleifstellung befindlichen Schleifscheibe.
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Die Maschine besteht aus einem Gestell i mit Achsen 2, 3, auf denen
die Räder 4 sitzen, die auf dem aus zwei Schienen 5 bestehenden Schienenstrang eines
Straßenbahngleises laufen. Das Gestell i bildet einen Träger für die Schleifscheibe
6 und den Motor 7, der über einen Riemen 8 die Schleifscheibe 6 antreibt.
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Der Motor 7 und die Schleifscheibe 6 sind in einem rechtwinkligen
Rahmen 9 befestigt. Um diesen um eine waagerechte Achse kippen zu können, ist er
auf Zapfen io gelagert, die an einem die beiden Achsen 2, 3 verbindenden Steg i
i sitzen. - Zwischen den Seitenwänden des Rahmens 9 sind an dessen vorderem Ende
Mittel angeordnet, um die Lage der Schleifscheibe 6 in bezug auf das Gestell, an
dem sie befestigt ist, regeln zu können.
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Die Schleifscheibe 6 hat eine Welle 13, die in Lagern 14 am
unteren Ende von senkrechten Armen 15 eines gegossenen Stahljoches 16 gelagert ist.
Dieses wird in senkrechter Richtung in einem kastenartigen Rahmen geführt, der aus
einem Kopfstück 18, zwei senkrecht verlaufenden Teilen i9 und einer Rückwand 2o
besteht. Zwei Ansätze oder Lappen 2i, die die vorderen Ecken der senkrechten Arme
15 übergreifen, werden in ihrer jeweiligen Lage durch einen Schraubenbolzen 22 gehalten,
der einen senkrechten Schlitz 23 in dem entsprechenden Arm 15 durchsetzt, und sind
außerdem mit der Rückwand 2o verbunden. Jeder Schraubenbolzen 22 ist mit einem Klemmstück
24 versehen, durch das das verschiebbare Stahljoch 1f> an dem Rahmen 18-2o festgespannt
werden kann, um eine gegenseitige Lageänderung zu verhindern, wenn die Schleifscheibe
6 in Tätigkeit ist.
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Die Lage des Jochs 16 in dem Rahmen i8-2o in senkrechter Richtung
wird durch eine mit einem Handrad 26 ausgerüstete Schraubenspinde127 eingestellt,
die eine fest gelagerte Spindelmutter 28 in der Kopfplatte 18 des Rahmens 18-2o
durchsetzt und die an ihrem unteren: Ende an dem Stahljoch 16 angreift. Der Rahmen
i8-2o ist mit Hilfe von Zapfen 29 kippbar in dem Rahmen 9 gelagert und wird in der
eingestellten Lage durch Schraubenbolzen 32 gehalten, die die Schlitze
31 in den Seitenplatten des Rahmens 9 durchsetzen und an den senkrechten
Teilen i9 befestigt
sind. Jeder Schraubenbolzen 32 trägt eine Flügelmutter,
um Iden Rahmen i8-20 in der eingestellten Lage festzuspannen.
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Die veränderliche Einstellung der Schleifscheibe 6 zum Zweck, einen
sich allmählich verlierenden Schliff beim Beseitigen von tiefen Zerstörungen an
den Schienen 5 zu ermöglichen, wird durch eine Kurvensteuerung ermöglicht, die aus
einem Arm 33 (Fig. 4) besteht, der bei 34 gelenkig an die feststehende Achse 3 angeschlossen
ist. Das andere Ende des Armes 33 trägt einen senkrechten Zapfen 35, der in die
schräge Nut'36 einer Steuerscheibe 37 hineinragt; diese, hat einen geschlitzten
Klemmhals 38, so daß sie mit Hilfe eines Schraubenbolzens 39 auf der drehbaren Achse
2 festgeklemmt werden kann.
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Zwischen den beiden Enden des Armes 33 ist eine schräg stehende Nase
41 vorgesehen, die zwischen zwei an dem Rahmen 9 befestigte Rollen 42 (Fig: 5) greift.
Die Nase 41 steht gerade so schräg, daß, wenn das Gestell i auf den Schienen 5 entlang
fährt, die durch die schräge Nut 36 der Steuerscheibe 37 bewirkte waagerechte Bewegung
des Armes 33 um seine Zapfen 34 ein entsprechendes Heben oder Senken des rückwärtigen
Teiles des Rahmens 9 hervorruft, wodurch die Schleifscheibe 6 entsprechend gehoben
und gesenkt wird, jedoch in geringerem Maße, als,sich der Rahmen 9 um. seine Zapfen
io dreht.
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Obwohl die Größe der senkrechten Bewegung der Schleifscheibe 6 gegenüber
der waagerechten Lage des Gestelles beliebig geregelt werden kann, wird vorgezogen,
einen allmählich verlaufenden Schnitt zu erreichen, der ungefähr 0,4 mm iri der
Tiefe beträgt bei einem Weg von ungefähr 30 cm längs den Schienen 5.
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Die Stellung und Neigung der Schleifscheibe 6 kann durch verschiedene
Einstellmittel erreicht werden. Beispielsweise wird, um den waagerechten Winkel
der Schleifscheibe 6 einzustellen, der Rahmen 9 in die gewünschte Winkellage mit
Hilfe der Zapfen io eingeschwenkt, die einstellbar an der Platte i i befestigt sind.
Diese Einstellungen sind verhältnismäßig gering und erfolgen zu dem Zweck, ein Ende
der Schleifscheibe 6 um eine Strecke von 0,4 mm oder unter bestimmten Bedingungen
um noch weniger zu bewegen.
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Der senkrechte Winkel; .den die Achse der Schleifscheibe 6 mit der
Schiene 5 bildet, wird durch Veränderung der Höhenlage der Zapfen io mit Hilfe geeigneter
Mittel, beispielsweise durch Stellschrauben, eingestellt.
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Das Handrad 26 regelt in senkrechter Richtung die Stellung der Schleifscheibe
6 und ihrer Tragglieder einschließlich des Stahljochs 16 und ihrer senkrechten Arme
15. Bei der Erläuterung der Wirkungsweise der Schleifmaschine nach der Erfindung
sei unterstellt, daß eine Unregelmäßigkeit, also beispielsweise eine vorstehende
Schweißnaht am Stoß der Schiene 5 (Fig. 6) in der Nähe der Schleifscheibe 6 vorhanden
sei und daß -diese Schweißnaht mit Hilfe der Schleifscheibe 6 beseitigt werden soll.
Diese wird zunächst durch die entsprechenden, oben beschriebenen Mittel eingestellt,
so daß sie eine Winkellage einnimmt, die der normalen konvexen Oberfläche der Schiene
5 entspricht, und daß sie ferner in eine senkrechte Stellung kommt, in der sie die
Schiene 5 an der unregelmäßigen Stelle, die beseitigt werden soll, angreift.
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Das Gestell i .wird dann längs der Schiene 5 auf einen solchen Abstand,
wie er wünschenswert erscheint, herangeführt, und zwar mit Hilfe des Handrades 46,
das mit der drehbaren Achse 2 durch ein Kettenrad 47 und . eine Gliederkette 48
verbunden ist. Nun wird der Strom für den Motor 7 in beliebiger Weise eingeschaltet,
beispielsweise mit Hilfe eines Anlassers, der über das übliche Stromzuführungskabel
49 angeschlossen ist und der durch einen am Rahmen 9 befestigten Schalter 5o Strom
erhält. Die Schleifscheibe 6 dreht sich alsdann um ihre Achse, die schräg verläuft
gegenüber einer quer durch die Schiene gedachten Linie; die Oberfläche der Schiene
wird geschliffen bis auf ihre normale konvexe Form.
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Wenn die Schleifscheibe 6 sich dem Teil der Schiene nähert, an dem
sie angreift, so vollzieht sich der anfängliche Teil des Schnittes entlang einer
Linie, die vornehmlich in demselben Winkel verläuft wie die Achse der Schleifscheibe;
dieser Schnitt erstreckt sich über die konvexe Oberfläche der Schiene. Folglich
wird bei der Beseitigung von irgendeinem Teil auf der Schienenoberfläche jede durch
zu ausgedehntes Schleifen auf irgendeinem Teil des Arbeitsweges entstandene Unregelmäßigkeit
keine quer verlaufende Schleifmarke in der Schiene oder eine quer verlaufende Erhebung
hinterlassen, sondern jede derartige Unregelmäßigkeit wird allmählich durch die
Fahrzeugräder ausgeglichen, und diese werden so allmählich diese Unregelmäßigkeiten
verlassen, daß kein Rückstoß der Räder eintritt und damit alle nachteiligen Einwirkungen
auf andere Teile der Schiene vermieden sind.
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Falls Erhebungen über das normale Schienenprofil vorstehen, wie beispielsweise
Schweißnähte, wird die Schleifmaschine mit Hilfe des Handrades über den zu bearbeitenden
Stellen hin und her bewegt; die Schleifscheibe 6 bewirkt dann, daß die Höhe dieser
Stellen, geringer wird; bis die Oberfläche der
Schiene und die Schweißnaht
die gleiche Höhe und Form haben. Wenn der Schleifvorgang in der Hauptsache beendigt
ist, so kann der bereits beschliffenen Fläche noch ein ganz leichter Nachschnitt
mit einer vergleichsweise hohen Schleifgeschwindigkeit gegeben werden, um sicherzustellen,
daß keinerlei Unregelmäßigkeiten als Folge der Schleifarbeit zurückbleiben.
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Bei der Beseitigung von Zerstörungen und unregelmäßigen Stellen, die
unterhalb der normalen Schienenoberfläche verlaufen, wird es selbstverständlich
notwendig sein, diese Stellen zu verkleinern, indem man die höher gelegenen Stellen
zwischen den Eindrücken herunterschleift, bis die besonders angegriffene Stelle
der Schiene in gleicher Höhe liegt: Es wird weiter notwendig sein, die tief angegriffene
Stelle etwas in die Länge zu ziehen, um zu vermeiden, daß eine zu stark abfallende
Fläche an der Schienenlauffläche entsteht.
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Wenn ein verlaufender Übergang der Schräge an einer -tief angegriffenen
Stelle wünschenswert erscheint, so wird durch Festziehen der Schraube 39 die Kurvensteuerung,
mit deren Hilfe die Höhenlage der Schleifscheibe 6 verändert wird, angestellt, sobald
das Gestell 9 an die entsprechende Stelle kommt. Das Fortschreiten des Wagens führt
dann selbsttätig zu einem allmählich verlaufenden Schnitt. Die Bewegung des Armes
33 durch die Steuerscheibe 37 ist begrenzt, ob nun die Schleifscheibe 6 gehoben
oder gesenkt wird.
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In jedem Falle wird jedoch die Arbeitscveise der Schleifscheibe 6
in einem Winkel geneigt zu der Achse der Schiene sicherstellen, daß irgendwelche
Veränderungen an der Schienenoberfläche, beispielsweise als Folge der normalen Wirkung
der Schleifscheibe 6 oder wegen irgendwelcher zufälligen Unregelmäßigkeiten, nicht
die Wirkung haben, daß hammerartige Schläge der Räder der Barüberfahrenden Bahnwagen
hervorgerufen werden, weil der allmählich verlaufende Übergang der Räder beim Eintreten
und Verlassen der Unregelmäßigkeiten dies ausschließt.
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Die besondere Wirkung der Maschine geniäß der Erfindung besteht darin,
daß mit Hilfe eines einzigen Arbeitsvorganges und unter Verwendung einer rasch wirkenden,
am Umfang arbeitenden Schleifscheibe 6 Fahrzeugschienen sowohl mit flachem als auch
gekrümmtem Profil wieder auf eine genaue Lauffläche gebracht werden können, wenn
diese durch Abnutzung verlorengegangen ist.