Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft generell das Gebiet der Eisenbahnunterhaltung
und insbesondere eine Methode und eine Vorrichtung für die Wiederauffrischung
von Schotter, welcher als Gleisbettung für ein Eisenbahngleis benutzt wurde.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung die Wiederauffrischung von Schotter mit einer
relativ hohen Geschwindigkeit durch die separate Entfernung eines Teils des
Schotters, welcher weniger empfänglich für Verschmutzung oder Verschleiß ist,
die Wiedergewinnung von wiederverwendbarem Schotter von diesem Teil, die
Entfernung des überbleibenden Schotters, die Wiedergewinnung von
wiederverwendbarem Schotter von diesem Teil, die darauf folgende Kombination des
wiedergewonnenen Schotters zur Wiedereinsetzung unterhalb des Gleises, wobei
Abfall entlang dem Gleis für die Beseitigung gefördert wurde.
Stand der Technik
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Wie weithin bekannt ist, ist der Schotter, der das Gleisbett eines Eisenbahngleises
bildet, empfänglich für die Verschmutzung und für Verschleiß, welcher durch das
Vorüberfahren von Zügen über das Gleis verursacht wird. In einigen Gegenden
muß der Schotter zumindest jährlich wieder aufgefrischt werden. Es gibt
zahlreiche Formen von Vorrichtungen, welche für diese Aufgabe entwickelt wurden.
Typische Vorrichtungen, welche für diese Aufgabe benutzt werden, beinhalten
Gleisunterschneider, um den Schotter von unterhalb der Gleise zu entfernen,
Grabräder, um Schotter von Bereichen entlang der Gleise zu entfernen und
Säuberungsgitter,
um wiederverwendbaren Schotter von dem Schotter, welcher durch
die Unterschneider und Grabräder entfernt wurde, wiederzugewinnen.
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Es wird anerkannt, daß die Eisenbahnlinien, welche die häufigste Unterhaltung
benötigen, die meist frequentierten Linien sind, deshalb ist die verfügbare Zeit,
während welcher die Gleise durch eine Vorrichtung, die den Schotter wieder
auffrischt, blockiert werden können, relativ begrenzt. Deshalb ist es zwingend, daß
die Wiederauffrischung so schnell wie möglich vonstatten geht. Typische
Grabräder können Schotter von entlang der Gleise mit Geschwindigkeiten bis zu
1524 m pro Stunde entfernen und typische Unterschneider können bei etwas
erniedrigten Geschwindigkeiten arbeiten. Dennoch ist, wenn der Schotter von dem
Unterschneider und Grabrädern zu einem Reinigungsgitter gebracht wird, die
Fortschreitgeschwindigkeit durch die Kapazität des Gitters begrenzt. Eine typische
Gitterkapazität begrenzt die Fortschreitgeschwindigkeit in solchen Fällen auf
ungefähr 305 m pro Stunde. Die Unzulänglichkeiten solcher Maschinen sind weithin
bekannt und werden vollständig in dem US-Patent 4534415 diskutiert. Patent
4534415 führt an, die Geschwindigkeit der Operation durch die Bereitstellung
einer weiteren Schottersiebungseinrichtung zu steigern, welche auf dem Rahmen
der Vorrichtung montiert ist und welche deshalb effektiv die Kapazität des
Reinigungssystems verdoppeln kann. Während solch eine Vorrichtung für ihren
beabsichtigen Zweck geeignet zu sein scheint, bleibt etwas zu wünschen übrig, was
die Wirtschaftlichkeit und Effizienz angeht, da die Vorrichtung wesentlich
komplexer ist als die vorliegende Erfindung.
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Wir haben uns schon vorher diesem Problem in unserem US-Patent Nr.4705115
gewidmet, wobei wir den alten Schotter getrennt haben und nur den Teil des
Schotters gereinigt haben, welcher am meisten verschmutzt war, d.h. der Schotter
direkt unter dem Gleis. Während dies in einigen Fällen akzeptabel war, war es
nicht immer die beste Methode für die Wiederauffrischung des Gleises. Also bleibt
ein Bedarf für einen Apparat, welcher schnell und vollständig den Schotter wieder
auffrischen wird.
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Ein Dokument, welches in der Zeitschrift "Railway Gazette International" Nr.3 im
März 1987 unter dem Titel "Schotterreinigen mit 760 m pro Stunde" veröffentlicht
wurde, betrifft ein älteres System, welches wir vorschlugen und der Apparat, auf
den Bezug genommen wird, wird ebenfalls teilweise in US-A-4674208 gezeigt.
Das genannte Dokument offenbart eine Vorrichtung für die Reinigung von
Schotter von unterhalb eines Eisenbahngleises. Obengenannte Vorrichtung besteht aus
einem Paar von Grabrädern und Unterschneidern für die Entfernung von altem
Schotter von nächst und unter obengenanntem Eisenbahngleis, Fördermitteln für
die Beförderung des entfernten Schotters zu einem Schotterreiniger, Mitteln für
die Entfernung der Überreste von dem Reiniger und Mittel für das
Wiederzurückbringen des gereinigten Schotters zum Gleis.
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Von dieser Basis beginnend, ist die vorliegende Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Vielzahl von Rahmenteilen enthält, welche eine
Vielzahl von Arbeitsstationen und Förderern trägt. Nächstliegende Enden von
obengenannten Rahmenteilen werden auf miteinander geteilten Drehgestellen
getragen, daß ein zweiter Schotterreiniger für die Reinigung von altem Schotter,
welcher von dem Gleis entfernt wurde, vorgesehen ist, daß ein zweites Paar von
Grabrädern auf einem von der ersten Gruppe separaten Rahmenteil montiert sind;
daß weitere Förderer für das Zusammenbringen von Schotter, welcher von
obengenannten ersten und zweiten Reinigern gereinigt wurde und für dessen Ablegen
unterhalb des Gleises vorgesehen sind; Überrest-Förderer für die Förderung von
altem Schotter von obengenannten ersten und zweiten Reinigern zu einer
Entladestelle; und dadurch, daß obengenannte Förderer für das Zusammenführen von
gereinigtem Schotter ein Entladeteil auf obengenanntem ersten Reiniger
enthalten, um gereinigten Schottter nächst dem Gleis abzuladen, so daß er für
obengenanntes zweites Set von Grabrädern positioniert ist, um obengenannten
entladenen gereinigten Schotter auf einem zusammenführenden Förderer, welcher auf
einer Vielzahl von obengenannten Rahmengliedern getragen wird und so
ausgerichtet
ist, daß er gereinigten Schotter erhält, welcher von dem zweiten
Schotterreiniger abgeladen wurde, anzuheben.
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Die Erfindung sieht ebenfalls eine Methode für die Reinigung und
Wiederauffrischung von Schotter unterhalb eines Eisenbahngleises vor, obengenannte
Methode besteht aus dem Ausgraben von altem Schotter von nächst und unter
einem Eisenbahngleis, dem Zuführen des entfernten Schotters zu einem
Schotterreiniger, der Entfernung der Überreste von dem Reiniger und das
Zurückbringen des gereinigten Schotters zum Gleis, dadurch gekennzeichnet, daß die
Methode ausgeführt wird, wobei eine Vorrichtung, welche eine Vielzahl von
Rahmeng liedern, die eine Vielzahl von Arbeitsstationen und Förderern trägt, benutzt
wird, nächstliegende Enden der Rahmeng lieder werden auf miteinander geteilten
Drehgestellen getragen; daß der alte Schotter in einen ersten gereinigten Teil und
einen ersten Abfallteil getrennt wird, wobei der erste gereinigte Teil wieder zu
einer Position nächst dem Gleis zurückgebracht wird und der erste Abfallteil nach
vorne entlang des Eisenbahngleises zur Beseitigung entfernt wird, wobei der erste
gereinigte Teil von nächst dem Eisenbahngleis gewonnen wird, die Entfernung
von altem Schotter von unterhalb des Eisenbahngleises, die Trennung von
obengenanntem altem Schotter von unterhalb obengenanntem Eisenbahngleis in einen
zweiten gereinigten Teil und einen zweiten Abfallteil, das Zusammenbringen von
obengenanntem ersten und zweiten gereinigten Teil für die Entladung unterhalb
von obengenanntem Gleis, um alten Schotter, welcher von dort entfernt wurde, zu
ersetzen und die Entfernung von obengenanntem zweiten Abfalleil nach vorne in
Kombination mit obengenanntem ersten Abfallteil für die Entledigung und die
Wiederauffüllung von obengenanntem gereinigtem Ballast mit frischem Ballast,
welcher entlang obengenanntem Gleis von einem rückwärtig gelegenen
Lagerbereich transportiert wurde.
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Mit solch einer Vorrichtung und Methode ist es möglich, den Schotter entlang
eines Eisenbahngleises mit einer im wesentlichen höheren Geschwindigkeit als bis
her möglich, wieder aufzufrischen, wobei der Schotter von einer Seite des Gleises
zur anderen gereinigt wird.
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Die Vorrichtung der Erfindung ist als Baueinheit ausgeführt und kann den Schotter
wie gewünscht reinigen und Abfallschotter vorwärts entlang dem Gleis für die
Beseitigung entfernen und frischen Schotter für die Wiederauffüllung des gereinigten
Schotters von rückwärts entlang dem Gleis empfangen.
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Mit der Vorrichtung der Erfindung stellen wir ein unterteiltes System dar, welches
Kurven mit relativ kleinen Radien im Gleis durchfahren kann, ohne die Höhe des
Systems zu erhöhen. So benutzen wir in einer Ausführung sechs Rahmenglieder,
welche auf sieben miteinander geteilten Fahrgestellen oder Drehgestellen, welche
auf dem Eisenbahngleis fahren, unterteilt sind. Die Rahmenglieder tragen eine
Vielzahl von Arbeitsstationen, welche nacheinander einen Teil des Schotterbettes
entfernen, reinigen und erhalten. Im wesentlichen ist das Schotterbett in sich in
Längsrichtung erstreckende Regionen unterteilt, welche einzeln durch dafür
bestimmte Mechanismen entfernt und gereinigt werden, wobei der gereinigte
Schotter zur Wiederverwendung unterhalb des Gleises rekombiniert wird. Um dies zu
bewerkstelligen, kann ein Paar von gegenüberliegenden Grabrädern benutzt
werden, welche Schotter von nächst dem Gleis entfernen und zu einem
Schotterreiniger, welcher auf einem von den unterteilten Rahmen getragen wird, gebracht
wird. Ein Set von Schwellenendenschneidern kann dann benutzt werden, um die
Enden der Schwellen oder Querschwellen zu unterschneiden und der Schotter
außerhalb des Gleises kann dann, wenn gewünscht, sortiert werden. Der
Schotterreiniger entlädt den gereinigten Schotter nächst dem Gleis, während das übrige
oder der Abfall nach vorne entlang dem Gleis für die Beseitigung gefördert wird.
Der deponierte, gereinigte Ballast wird durch ein zweites Paar von Grabrädern,
die vor einem Unterschneider montiert sind, welcher den gesamten Schotter,
welcher unter dem Gleis übrigbleibt, bis zu einer gewählten Tiefe entfernt,
wiedergewonnen. Dieser alte Schotter wird zu einem zweiten Schotterreiniger gebracht,
welcher einen gereinigten Teil, der mit dem Schotter, welcher von dem zweiten
Paar von Grabrädern gewonnen wurde, gebracht und unterhalb des Gleises
rückwärtig des Unterschneiders abgelagert.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Vorrichtungen, die Eigenschaften unserer Erfindung beinhalten, werden in den
beiliegenden Zeichnungen, welche einen Teil dieser Erfindung bilden, dargestellt,
welche zeigen:
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht des unterteilten Schotterreinigungssystems;
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht der vorderen Sektion des unterteilten
Schotterreinigungssystem, welche der Entfernung von Schotter entlang neben
dem Gleis gewidmet ist;
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht der hinteren Sektion des unterteilten
Schotterreinigungssystems, welches Schotter von unterhalb des Gleises entfernt;
und
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Fig. 4-12 sind sektionale Ansichten des Gleises und Schotterbettes während der
Arbeit meiner Vorrichtung.
Beste Ausführungsart der Erfindung
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen wird man für ein klareres Verständnis
unserer Erfindung in Fig. 1-3 ersehen, daß unsere Schotterreinigungsvorrichtung 11
ein unterteiltes Fahrzeug ist, welches eine Vielzahl von Fahrgestellten 12 oder
Drehgestellen hat, welche sich auf den Schienen 13 eines Eisenbahngleises
befinden, welche die Schwellen 14 oder Querschwellen und Schienen 13 beinhalten
und welches auf einem Schotterbett 16 aufliegt. Die Fahrgestelle 12 tragen sechs
Rahmenglieder 17-19 und 21-23, wobei jedes nebeneinanderliegende
Rahmenglied ein Drehgestell 12 teilt, so daß das Fahrzeug an den Drehgestellen 12
unterteilt ist. Das vorwärtige Rahmenglied 17 trägt eine Führerkabine 24, welche
konventionelle Kontrollverbindungen zu sich hat und welche nicht gezeigt sind.
Ebenfalls auf Rahmengliedern 17 abgestützt sind ein Paar von Grabrädern 26 und 27,
welche alten Schotter von nächst den Enden der Querschwellen 14 entfernen, so
wie in Fig. 5 gezeigt, und ihn zu zugeordneten Querförderern 28 (von denen nur
einer gezeigt wird), welche den alten Schotter zu einem zentralen Förderer 29
tragen, damit er zu einem Gitterreiniger 31 transportiert werden kann, welcher auf
dem Rahmenglied 18 getragen wird. Ein Schwellenendenunterschneider 32, so
wie er in unserem US-Patent Nr.4850123 offenbart wird und welcher Schotter von
unterhalb der Enden der Querschwellen 12, sowie in Fig. 6 gezeigt, entfernt, ist
ebenfalls auf dem Fahrgestell 17 zusammen mit einem einer Klingenbaueinheit 33
montiert, welche den Schotter von außerhalb des Gleises sortiert, wobei nur
angehäufter alter Schotter, welcher von dem Schwellenendenschneider 32 so wie in
Fig. 7 gezeigt, entladen wurde, entfernt wird. Der Schotterreiniger 31 trennt den
alten Ballast in einen gereinigten Teil und einen übringen oder Abfallteil. Der
gereinigte Teil wird nächst dem Gleis - wie in Fig. 8 gezeigt - entladen und der
Abfallteil wird zu einem anhebenden Rad 34 gefördert, welches einfach ein vertikaler
Förderer ist, welche das übrige von einem Entladeförderer 36 zu einem
Fördersystem für die Überreste anhebt, welches den erhöhten Förderer 37 enthält,
welcher auf dem Rahmen 18 über dem Schotterreiniger 31 getragen wird.
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Das Rahmenglied 19 trägt ein Leistungsmodul 38, welches Dieselmotoren enthält,
die 1492 KW erzeugen, hydraulische Pumpen, Reservoire und Treibstofftanks, die
alle konventionell sind und im Interesse der Klarheit nicht gezeigt werden. Über
dem Leistungsmodul 38 ist ein Förderer 39 für die Überreste, dessen Entladeende
über dem erhöhten Förderer 37 angeordnet ist.
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Das Rahmenglied 21 trägt einen zweiten Gitterschotterreiniger 41, welcher alten
Schotter, der von unterhalb des Gleises durch einen Unterschneider 42, der auf
dem Rahmenglied 23 getragen wird, entfernt wird, reinigt. Der alte Schotter wird
zum Schotterreiniger 41 durch die Förderer 43,44 und 46 für den alten Schotter
gebracht, welche erhöhte Förderer sind, die zusammen auf den
Rahmengliedern 21,22 und 23 jeweils getragen wenden. Übriger oder Abfallschotter wird von
dem Schotterreiniger 41 auf den Förderer 47 für die Überreste entladen, um zum
Überrest-Förderer 39 geliefert zu werden. Es ist also ersichtlich, daß
Abfallschotter,
der von unterhalb und neben dem Gleis entfernt wurde, auf dem erhöhten
Förderer 37 wieder zusammengeführt wird und nach vorne entlang dem Gleis zu
einem erhöhten Förderer 48, der auf dem Rahmen 17 getragen wird, gefördert
wird und dann zu einem Entladeförderer 49, der über der Führerkabine 24
angeordnet ist. Der Abfallschotter wird in einem Seibstentladewagen 50 vor der
Schotterreinigungseinrichtung 11 entladen.
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Das Rahmenglied 22 trägt ein zweites Paar von Grabrädern 51 und 52 und ihre
zugeordneten Querförderer 53 (von denen nur einer gezeigt ist). Die Grabräder
gewinnen den gereinigten Schotter, der durch den Schotterreiniger 31 so wie in
Fig. 9 angegeben, abgelagert wurde und der Querförderer liefert den gereinigten
Schotter zu einem Förderer für sauberen Schotter, welcher auf dem
Rahmenglied 22 getragen wird. Also muß der Unterschneider 42 keinen Schotter
entfernen außer dem unter der Mitte des Gleises, so wie in Fig. 10 gezeigt, und der
Schotterreiniger 41 muß nur den Teil, der durch den Unterschneider 42 entfernt
wurde, reinigen. Der gereinigte Schotter von dem Schotterreiniger 41 wird auf
dem Fördersystem für den gereinigten Schotter durch Zwischenförderer 56 und 57
zu dem Förderer 54 für den sauberen Schotter transportiert. Der Förderer 54 für
den sauberen Schotter hat ein Entladeende, welches sich über einem
empfangenden Förderer 58, welcher auf dem Rahmenglied 23 montiert ist, befindet, welcher
den wieder zusammengeführten gereinigten Schotter zu einem
zusammenführenden Förderer 59 liefert, welcher den gereinigten Schotter an einer
Operatorstation 61 und dem Unterschneider 42 zu einem von dem Unterschneider 42
rückwärtig gelegenen Punkt vorbeitransportiert. Ein Teil des gereinigten Schotters
kann unterhalb des Gleises abgelagert werden oder zu einem
Selbstentladewagen 62 für den gereinigten Schotter ebenfalls auf dem Fahrgestell 23 gesendet
werden. Wenn der gereinigte Schotter nicht ausreicht, um das Schotterbett wieder
richtig herzustellen, liefert der Förderer 63 frischen Schotter von einem
Selbstentladewagen 65, welcher sich rückwärtig von einer rückwärtigen Führerkabine 64
befindet. Das Fahrgestell 23 trägt ebenfalls eine Gleishebezusatzeinrichtung 66,
welche zusammen mit dem Unterschneider 42 so wie allgemein bekannt benutzt
wird.
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Obwohl der Betrieb unserer Einrichtung für diejenigen, die mit
Eisenbahnunterhaltungsgeräten vertraut sind, relativ klar sein sollte, geben die Fig. 4-12 eine
bildhafte Darstellung des Gleises und Schotters, während unsere Vorrichtung den
Schotter wieder auffrischt. In Fig. 4 werden das Gleis und der Schotter in
ungestörtem, verschmutztem Zustand gezeigt. In Fig. 5 wurde der nächst den Enden
der Querschwellen befindliche Schotter durch die Grabräder 26 und 27 für die
Reinigung durch den Gitterreiniger 31 entfernt. In Fig. 6 haben die
Schwellenendenschneider 32 alten Schotter von unterhalb der Enden der Schwellen 14 zu
einer Position außerhalb der Gleise entfernt. In Fig. 7 haben
Klingenbaueinheiten 33 den Schotter zur Vorbereitung der Deponierung von gereinigtem
Schotter durch den Reiniger 31 in Fig. 8 gezeigt, sortiert. Fig. 9 illustriert den gereinigten
Schotter, welcher durch die Grabräder 51 und 52 entfernt werden soll. In Fig. 10
wurde das durch den Gleishebeapparat 66 getragene Gleis durch den
Unterschneider 42 unterschnitten und in Fig. 11 wurde gereinigter Schotter von den
beiden Gitterreinigern 31 und 41 rückwärtig vom Unterschneider 42 gelagert. In
Fig. 12 wurde das Schotterbett in den Originalzustand zurückgebracht, wobei eine
Kombination von gereinigtem und frischem Schotter benutzt wurde.
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Aus dem Vorangegangenen ist es klar, daß unsere Vorrichtung eine klar
überlegene, als Einheit ausgeführte Gleisreinigungseinrichtung ist, dennoch sind die
tatsächlichen physischen Merkmale noch eindrucksvoller. Die gesamte Einrichtung
ist ohne die Selbstentladewagen für den übrigen oder frischen Schotter 85 m lang
und durchfährt einen Radius von 82 m. Die Einheit kann Schotter in einer Tiefe
von 280 mm unter den Schwellen mit einer Geschwindigkeit von 480 m pro
Stunde entfernen, säubern und wieder unterbringen. Weiterhin werden keine
Überreste entlang der Seiten des Gleises hinterlassen und mit einer Höhe von 4,3 m
kann die Vorrichtung praktisch an allen Orten benutzt werden.
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Während wir unsere Erfindung in einer Form gezeigt haben, wird es für Fachleute
offensichtlich sein, daß sie nicht darauf beschränkt ist, sondern für verschiedene
Veränderungen und Modifizierungen empfänglich ist, ohne von dem Bereich der
beigefügten Ansprüche abzuweichen.