DE69004401T2 - Rail clearers. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schienenräumer, d.h. auf ein Gerät, das an der Vorderseite der Lokomotive liegt und Hindernisse (Steine usw) von den Schienen räumt.The invention relates to a rail clearer, i.e. a device that is located at the front of the locomotive and clears obstacles (stones, etc.) from the rails.
Derartige Geräte sind seit langem bekannt. Sie enthalten für jedes Rad der Vorderachse der Lokomotive einen mit dem Achskasten oder dem Chassis des Drehgestells fest verbundenen Arm, der sich bogenförmig der Schiene annähert und mit seinem Ende vor das Rad gelangt.Such devices have been known for a long time. They contain an arm for each wheel on the front axle of the locomotive, which is firmly connected to the axle box or the chassis of the bogie and which approaches the rail in an arc and reaches its end in front of the wheel.
Derartige Schienenräumer besitzen einen Nachteil: Bei einem Schlag gegen ein Hindernis kann der Arm sich in unkontrollierter Weise verformen.Such rail clearers have one disadvantage: if they hit an obstacle, the arm can deform in an uncontrolled manner.
Durch die vorgeschlagene Lösung wird, wenn der Schienenräumer sich unter der Wirkung des Auftreffens eines Gegenstands verformt, die auf den Schienenräumer einwirkende Kraft für einen erheblichen Hub des Endes des schienenräumers kontrolliert, so daß die durch das Gerät absorbierte Energie auf einen vorbestimmten Wert begrenzt wird.With the proposed solution, when the rail cleaner deforms under the effect of an object hitting it, the force acting on the rail cleaner is controlled for a significant stroke of the end of the rail cleaner, so that the energy absorbed by the device is limited to a predetermined value.
Ein erstes Ziel der Erfindung ist es, einen Schienenräumer anzugeben, bei dem die ausgeübte Kraft über einen erheblichen Hub des Geräts kontrolliert wird.A first aim of the invention is to provide a rail clearer in which the force exerted is controlled over a significant stroke of the device.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Schienen räumer anzugeben, der einen hohen Grad an Sicherheit besitzt, d.h. daß im Fall eines Schlags gegen einen Gegenstand das Ende des Geräts sich in einer gegebenen Richtung bewegt, die die Tendenz hat das Gerät von der Schiene zu entfernen, und zwar abhängig von der Richtung des Stosses.Another aim of the invention is to provide a rail clearer that has a high degree of safety, i.e. that in the event of an impact against an object, the end of the device moves in a given direction that tends to remove the device from the rail, depending on the direction of the impact.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Gerät anzugeben, bei dem auf einfache weise festgestellt werden kann, ob es jenseits der Elastizitätsgrenze der Bauteile belastet wurde, aber unterhalb des vorbestimmten Energiewerts.Another aim of the invention is to provide a device in which it can be easily determined whether it has been loaded beyond the elastic limit of the components but below the predetermined energy value.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Gerät anzugeben, dessen Bestandteile nach einem Ansprechen leicht ersetzt werden können.Another aim of the invention is to provide a device the components of which can be easily replaced after a response.
All diese Ziele werden erreicht durch den erfindungsgemäßen Schienenräumer, der für jedes Vorderrad eines Schienfahrzeugs einen länglichen Träger, der mit einem Ende an der Vorderachse des Fahrzeugs befestigt ist, und ein Prallstück besitzt, das vor dem Rad und in der Nähe der Schiene angeordnet ist, und der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Prallstück an einer ersten Platte befestigt ist, die an einer zweiten Platte drehbar befestigt ist, wobei diese zweite Platte ihrerseits am zweiten Ende des länglichen Trägers parallel zur ersten Platte befestigt ist, daß die Drehachse senkrecht zur Schiene liegt und die erste und die zweite Platte in einem konstanten Abstand voneinander gehalten werden, daß mindestens ein Stift mit einem Ende in eine Höhlung der ersten Platte und mit einem zweiten Ende in eine Höhlung der zweiten Platte eingreift, und daß die Richtung des Stifts parallel zur Drehachse verläuft.All these objects are achieved by the rail cleaner according to the invention, which has for each front wheel of a rail vehicle an elongated support which is fastened at one end to the front axle of the vehicle and an impact piece which is arranged in front of the wheel and close to the rail, and which is characterized in that the impact piece is fastened to a first plate which is rotatably fastened to a second plate, this second plate in turn being fastened to the second end of the elongated support parallel to the first plate, that the axis of rotation is perpendicular to the rail and the first and second plates are kept at a constant distance from one another, that at least one pin engages with one end in a cavity in the first plate and with a second end in a cavity in the second plate, and that the direction of the pin is parallel to the axis of rotation.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail using an embodiment with reference to the accompanying drawings.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schienenräumer von der Seite.Figure 1 shows a rail clearer according to the invention from the side.
Figur 2 zeigt denselben Schienenräumer von oben.Figure 2 shows the same rail cleaner from above.
Figur 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Figur 1.Figure 3 shows a sectional view along the line III-III in Figure 1.
Figur 4 zeigt Kurven des theoretischen und tatsächlichen Verhaltens des Schienenräumers.Figure 4 shows curves of the theoretical and actual behavior of the rail cleaner.
In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 das vordere Rad eines Schienenfahrzeugs, meist einer Lokomotive. Die Schiene, auf der das Rad rollt, trägt das Bezugszeichen 2.In the figures, reference number 1 designates the front wheel of a rail vehicle, usually a locomotive. The rail on which the wheel rolls has the reference number 2.
Der Schienenräumer gemäß der Erfindung enthält einen länglichen starren Träger 3, der mit der Vorderachse des Fahrzeugs fest verbunden ist, indem er mit einem Ende entweder an den Achskasten oder am Chassis des Drehgestells befestigt ist. Der Träger besitzt vorzugsweise eine wabenartige Metallstruktur, die geringes Gewicht und Stabilität miteinander verbindet. Die Befestigungsart ist gut bekannt und aus diesem Grund in den Figuren nicht dargestellt.The rail cleaner according to the invention comprises an elongated rigid beam 3 which is firmly connected to the front axle of the vehicle by being fixed at one end either to the axle box or to the chassis of the bogie. The beam preferably has a honeycomb metal structure which combines low weight and stability. The fastening method is well known and for this reason is not shown in the figures.
Der Schienenräumer enthält in bekannter Weise ein Prallstück 5, das so angeordnet ist, daß es sich oberhalb der Schiene und vor dem Rad befindet, beispielsweise etwa 10 cm oberhalb der Schiene.The rail clearer contains, in a known manner, an impact piece 5 which is arranged so that it is located above the rail and in front of the wheel, for example about 10 cm above the rail.
Erfindungsgemäß ist das Prallstück mit einer ersten Platte 6 über weiter unten erläuterte Mittel verbunden.According to the invention, the impact piece is connected to a first plate 6 by means explained below.
Die Platte 6 ist an einer zweiten Platte 7 drehbar befestigt, die mit dem Träger 3 fest verbunden ist. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet die Drehachse der Platte 6. Die Platten 6 und 7 verlaufen senkrecht und parallel zur Schiene. Hierzu ist der Träger 3 in geeigneter Weise in der Nähe seines die Platte 7 tragenden Endes gebogen.The plate 6 is rotatably attached to a second plate 7, which is firmly connected to the carrier 3. The reference number 8 designates the axis of rotation of the plate 6. The plates 6 and 7 run perpendicularly and parallel to the rail. For this purpose, the carrier 3 is bent in a suitable manner near its end that supports the plate 7.
Die Platte 7, die vorzugsweise kreisförmig ist, ist mit dem Träger 3 über Schrauben 9 verbunden, die in Vertiefungen des Trägers angeordnet sind.The plate 7, which is preferably circular, is connected to the support 3 via screws 9 which are arranged in recesses in the support.
Die Platte 7 besitzt einen zentralen Vorsprung 7A, der als Drehachse für die Platte 6 dient. Das Ende dieses Vorsprungs ist mit einem Gewinde versehen. Eine Mutter 10 hält in Verbindung mit Lochscheiben 11 und 12 die Platte 6.The plate 7 has a central projection 7A, which serves as the axis of rotation for the plate 6. The end of this projection is provided with a thread. A nut 10, in conjunction with perforated disks 11 and 12, holds the plate 6.
Die Platten 6 und 7 werden zueinander mithilfe eines Zwischenstücks 13, beispielsweise einem auf den Vorsprung 7A gesteckten Ring, auf einem festen Abstand d gehalten.The plates 6 and 7 are held at a fixed distance d from each other by means of an intermediate piece 13, for example a ring placed on the projection 7A.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung verbinden Metallstifte 14 die Platten 6 und 7, wobei ihre Enden in einander gegenüberstehende Löcher in diesen Platten eingreifen. Die Stifte verlaufen parallel zur Drehachse der Platte 6. Weiter unten wird sichtbar, wie man die Anzahl der Stifte bestimmen kann. Im vorliegenden Beispiel sind drei Stifte vorgesehen.According to an important feature of the invention, metal pins 14 connect the plates 6 and 7, their ends engaging in opposite holes in these plates. The pins run parallel to the axis of rotation of the plate 6. Below you will see how to determine the number of pins. In the present example, three pins are provided.
Der Schienenräumer arbeitet folgendermaßen:The rail clearer works as follows:
Im Fall eines Stoßes auf das Prallstück 5 wird eine Kraft F auf dieses ausgeübt und von der Platte 6 auf die Stifte 14 übertragen. Wenn die Kraft die Elastizitätsgrenze der Gesamtheit der Stifte übersteigt, dann verformen sich diese, was zu einer Drehung der Platte 6 und zu einer Verschiebung L des Prallstücks führt.In the event of an impact on the impact piece 5, a force F is exerted on it and transferred from the plate 6 to the pins 14. If the force exceeds the elastic limit of the the total of the pins, then they deform, which leads to a rotation of the plate 6 and to a displacement L of the impact piece.
Figur 4 zeigt in durchgezogener Linie eine ideale Kurve der auf den Schienenräumer einwirkenden Kraft abhängig von dessen Verschiebung L. Diese Kurve entspricht einer vollkommenen Kontrolle der Kraft auf einem gegebenen Wert Fo über eine Länge Lo und damit eine Kontrolle der vom Schienenräumer absorbierten Energie Wo, die proportional zur durch die durchgezogene Kurve begrenzten Oberfläche ist.Figure 4 shows in solid line an ideal curve of the force acting on the rail cleaner as a function of its displacement L. This curve corresponds to a complete control of the force at a given value Fo over a length Lo and thus a control of the energy Wo absorbed by the rail cleaner, which is proportional to the surface delimited by the solid curve.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt eine reale Kurve, die in unterbrochenen Linien dargestellt ist und der theoretischen Kurve angenähert ist.The device according to the invention produces a real curve, which is shown in broken lines and is approximate to the theoretical curve.
Beispielsweise möchte man eine Kraft von 1500 daN über eine Länge von 100 mm kontrollieren.For example, you want to control a force of 1500 daN over a length of 100 mm.
Um eine echte Kurve zu erzielen, die der theoretischen Kurve möglichst nahekommt, ist es möglich, die nachfolgenden Parameter zu optimieren:To obtain a real curve that is as close as possible to the theoretical curve, it is possible to optimize the following parameters:
- Anzahl der Stifte,- Number of pins,
- Material der Stifte,- Material of the pens,
- Durchmesser der Stifte,- diameter of the pins,
- Abstand d zwischen den Platten,- distance d between the plates,
- Abstand D zwischen der Gelenkachse 8 der ersten Platte 6 und dem Prallstück 5.- Distance D between the joint axis 8 of the first plate 6 and the impact piece 5.
Die echte Kurve weicht notwendigerweise von der theoretischen Kurve ab. Um eine möglichst exakte Kontrolle der absorbierten Energie zu erhalten, wählt man die Werte der Parameter so, daß die von der Kurve in unterbrochenen Linien begrenzte Fläche gleich der durch die theoretische Kurve begrenzten Fläche ist.The real curve necessarily deviates from the theoretical curve. In order to obtain the most precise control of the absorbed energy, the values of the parameters are chosen so that the area delimited by the curve in broken lines is equal to the area delimited by the theoretical curve.
Die Merkmale des Schienenräumers gemäß der Erfindung erlauben es, seine Verformung in den Griff zu bekommen. Unabhängig von der Richtung der auf das Prallstück ausgeübten Kraft gibt es stets eine Komponente, die die Drehung der Platte 6 um ihre Achse bewirkt. Der Verschiebeweg oder Hub des Prallstücks ist groß, da er 100 mm überschreiten kann.The characteristics of the rail cleaner according to the invention allow its deformation to be controlled. Regardless of the direction of the force exerted on the impact piece, there is always a component that causes the rotation of the plate 6 about its axis. The displacement or stroke of the impact piece is large as it can exceed 100 mm.
Es ist möglich, festzustellen, ob der Schienenräumer betätigt worden ist. Hierzu genügt es, auf den beiden Platten Markierungen 16 und 17 einander gegenüberliegend anzubringen. Diese Markierungen können aus einer Nut oder einem farbigen Strich bestehen. Jede Verformung des Systems über die elastische Grenze hinaus führt zu einer Verschiebung der Marken.It is possible to determine whether the rail cleaner has been activated. To do this, it is sufficient to place markings 16 and 17 opposite each other on the two plates. These markings can consist of a groove or a coloured line. Any deformation of the system beyond the elastic limit leads to a displacement of the marks.
Es ist dann möglich, das Gerät wieder in den betriebsbereiten Zustand zu bringen, indem die Schrauben 9 gelöst werden und indem neue Platten und Stifte eingesetzt werden. Man sieht, daß das erfindungsgemäße Gerät so eine Untereinheit aus den Platten, den Stiften und dem Prallstück besitzt, die einen Verbrauchscharakter hat.It is then possible to bring the device back into operation by loosening the screws 9 and by inserting new plates and pins. It can be seen that the device according to the invention thus has a sub-unit consisting of the plates, the pins and the impact piece, which has a consumable character.
Es ist möglich, die Höhe des Prallstücks 5 bezüglich der Schiene einzustellen. Diese Einstellung wird notwendig, wenn die Räder sich abnutzen.It is possible to adjust the height of the impact piece 5 in relation to the rail. This adjustment becomes necessary when the wheels wear out.
Hierzu tragen die Platte 6 und das Prallstück 5 gezahnte Elemente 18 bzw. 19. Die Befestigung zwischen dem Prallstück 5 und der Platte 6 erfolgt über eine Schraube 20 und eine Mutter 21 nach Einstellung der Höhe des Prallstücks 5 bezüglich der Schiene 2.For this purpose, the plate 6 and the impact piece 5 carry toothed elements 18 and 19 respectively. The fastening between the impact piece 5 and the plate 6 is carried out via a screw 20 and a nut 21 after adjusting the height of the impact piece 5 with respect to the rail 2.
Die erste Platte 6 kann als Träger für ein Hilfsorgan verwendet werden, beispielsweise ein Zuführungsrohr für Sand oder eine Schmierleitung.The first plate 6 can be used as a support for an auxiliary device, for example a feed pipe for sand or a lubrication line.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Man kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, verschiedene Varianten anbringen und gewisse Mittel durch äquivalente Mittel ersetzen.The invention is not limited to the embodiment described and illustrated. Various variants can be made and certain means can be replaced by equivalent means without departing from the scope of the invention.
Beispielsweise sei erwähnt, daß es nicht notwendig ist, daß die Löcher für die Stifte Sacklöcher sind. Die Löcher können die Platten ganz durchqueren. Im übrigen ist es möglich, den Schienenräumer mit einer geeigneten Hülle abzudichten. Die Erfindung ist auf alle Schienenfahrzeuge, insbesondere auf Lokomotiven, anwendbar.For example, it should be mentioned that it is not necessary for the holes for the pins to be blind holes. The holes can go right through the plates. It is also possible to seal the rail cleaner with a suitable cover. The invention is applicable to all rail vehicles, in particular applicable to locomotives.
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