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Verfahren und Vorrichtung zum Unterfüllen von Eisenbahnschwellen durch
Einblasen von körnigem Bettungsmaterial Zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit
ist es bekanntlich im Eisenbahnbetrieb erforderlich, die im Laufe der Zeit infolge
der Zugbelastung verlorengegangene genaue Höhenlage der Gleise wieder auszugleichen.
In der Praxis finden hierfür insbesondere zwei Verfahren Anwendung, und zwar das
Stopfverfahren und das Schaufelverfahren. Itn ersten Fall werden die Gleise zunächst
genau auf Sollhöhe angehoben und dann die Schwellen von Hand oder mit Hilfe von
Stopfmaschinen unterstopft. Das Verfahren ist außerordentlich mühsam und bedingt
einen sehr hohen Tagewerksaufwand, so daß an seine Stelle vielfach (las Unterschaufeln
der Schwellen getreten ist. Hierbei wird das Gleis über die Sollhöhe angehohen,
so (laß die Schwellen mit einer bestimmten Splittmenge unterschaufelt werden können.
Nach dem Ablassen des Gleises stellt sich dann dessen Sollhöhe erst nach mehrfachem
Überfahren des unterfüllten Gestänges ein.
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Beide Verfahren weisen Mängel und Nachteile auf. Sie sind insbesondere
in starkem Maß von der Gewissenhaftigkeit des ausführenden Personals abhängig, so
daß es vor allem praktisch fast unmöglich ist, an jedem Schwellenlager die den auszugleichenden
Höhenunterschieden entsprechende Unterfüllung genau einzuhalten, ohne daß es hierzu
einer, unter Umständen sogar mehrfachen Nacharbeit bedarf. Sowohl beim Stopfverfahren
als auch beim Unterschaufeln ist darüber hinaus die Bettung beiderseits der Schwellen
weitgehend auszuräumen, um die Stopf- bzw. Schaufelarbeit ungehindert
und
wirkungsvoll ausführen zu können, wodurch ebenfalls ein erheblicher zusätzlicher
Zeitaufwand erforderlich ist.
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Es ist deshalb auch bereits vorgeschlagen worden, das Unterfüllen
der Schwellen in der Weise vorzunehmen, daß die Schwellen zunächst, wie beim Stopfverfahren,
auf Sollhöhe angehoben werden und alsdann in den dadurch zwischen Schwellenunterfläche
und Bettung gebildeten Hohlraum das einzubringende körnige Material, wie Splitt
o. dgl., mit I-14lfe von Druckluft oder einem sonstigen, unter entsprechend hohem
Druck stehenden gasförmigen Medium eingeblasen wird. Das eingeblasene Material wird
dabei zweckmäßig durch den Druck des Einblasemediums gleichzeitig verdichtet, so
daß es den Hohlraum zwischen Schwellenunterfläche und Bettung möglichst völlig ausfüllt,
so daß die Schwelle auch bei Belastung durch die das Gleis befahrenden Züge nicht
mehr absinkt.
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Wenngleich dieses Verfahren in bezug auf die erzielte Wirkung den
in der Praxis durchweg noch angewendeten Stopf- und Schaufelverfahren gegenüber
in verschiedenster Hinsicht wesentliche Vorteile aufweist und insbesondere eine
bessere Unterfüllung gewährleistet, so bereitet seine Durchführung im Hinblick auf
die Unzulänglichkeit der dafür vorgesehenen Geräte erhebliche Schwierigkeiten. Vor
allem ist es auch beim Blasverfahren erforderlich, die Bettung beiderseits der Schwellen
zum mindesten so weit auszuräumen, daß das Blasgerät in die dadurch gebildete Grube
eingesetzt und vor dem auszufüllenden Hohlraum ordnungsgemäß in Arbeitsstellung
gebracht werden kann. Dieses Ausschachten der Bettung rechts und links der Schwellen
nimmt jedoch einen Zeitraum in Anspruch, der weitaus größer ist als der Zeitaufwand,
der für das Unterfüllen selbst benötigt wird. Von der Gesamtarbeitszeit wird also
ein unverhältnismäßig hoher Anteil allein schon für die zum Ansetzen des Gerätes
erforderlichen Vorarbeiten beansprucht, wodurch der durch die beschleunigte Unterfüllungsarbeit
erzielte Zeitgewinn zum größten Teil wieder aufgehoben wird.
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Darüber hinaus läßt es sich bei der Verwendung von Blasgeräten, auf
Grund deren Ausgestaltung das Bettungsmaterial frei und undosiert in den Wirkungsbereich
der eigentlichen Blasdüse gelangt, nicht verhindern, daß Verstopfungen und Verbauungen
im Blasrohr auftreten, die zu unerwünschten und im Interesse eines möglichst ungestörten
Zugverkehrs unbedingt zu vermeidenden Arbeitsunterbrechungen führen. Die undosierte
Einleitung des Bettungsmaterials in den Blasstrom hat außerdem zur Folge, daß das
Material im Hinblick auf die verhältnismäßig große, zur gleichen Zeit verblasene
Menge und die dadurch hervorgerufene gegenseitige Behinderung der einzelnen iNlaterialkörner
nicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit und gleichmäßigen Verteilung in den
zu unterfüllenden Hohlraum gelangt und infolgedessen dort auch nicht die angestrebte
Verdichtung erfährt.
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Gemäß der Erfindung werden diese Mängel und Unzulänglichkeiten des
mit Hilfe der üblichen Geräte durchgeführten Blasverfahrens dadurch zuverlässig
und mit vorteilhafter Wirkung vermieden, daß das Blasgerät im Bereich der zu unterfüllenden
Schwelle unmittelbar auf die vorhandene Bettung aufgesetzt und sodann unter der
Einwirkung eines Vibrations- oder Schlagerzeugers so weit in diese eingetrieben
wird, bis die Blasöffnung die Arbeitsstellung erreicht hat, worauf das Bettungsmaterial
in den auszufüllenden Hohlraum eingeblasen wird. Das Eintreiben des Blasgerätes
erfolgt dabei vorteilhaft mit Hilfe eines Druckluftvibrators bzw. eines Druckluftschlagwerkzeuges,
wobei die zum Betreiben des Aggregates dienende Druckluft zweckmäßig gleichzeitig
als wirksames Medium zum Einblasen des Bettungsmaterials benutzt wird.
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Durch ein derartiges Vorgehen wird erreicht, daß das bisher erforderliche
Ausräumen der Bettung völlig entfällt, vielmehr kann das Blasgerät ohne Inanspruchnahme
menschlicher Arbeitskraft und ohne wesentliche Unterbrechung des Zugverkehrs innerhalb
kürzester Zeit in die erforderliche Tiefe eingetrieben und unmittelbar anschließend
das Bettungsmaterial durch die Blasöffnung, die genau in den durch Gleishebegeräte
geschaffenen Hohlraum unterhalb der zu unterfüllenden Schwelle gerichtet ist, in
diesen Hohlraum eingeblasen «-erden.
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Gemäß der weiteren Erfindung wird dieser eigentliche Einblasevorgang
mit besonders vorteilhafter Wirkung in der Weise durchgeführt, daß das Bettungsmaterial
vor der Einleitung in den Einblaseluftstrom unter gleichzeitiger Festlegung einer
Höchstkorngröße derart aufgeteilt und dosiert wird, daß die Materialkörper im wesentlichen
einzeln vom Blasstrom erfaßt und so mit großer Geschwindigkeit, gewissermaßen geschoßartig,
in den auszufüllenden Hohlraum eingeschleudert werden. Gegenüber den bekannten Blasverfahren
erfährt das Bettungsmaterial dadurch eine wesentliche Beschleunigung, durch die
gewährleistet wird, daß der Hohlraum zuverlässig und mit der notwendigen Verdichtung
ausgefüllt wird und die Schwelle somit einwandfrei und vorschriftsmäßig unterfüllt
ist. Die bearbeitete Strecke kann anschließend sofort wieder mit voller Verkehrsgeschwindigkeit
befahren werden und erfordert im übrigen keinerlei Nacharbeit.
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Um zu erreichen, daß die 1-laterialkörner in jedem Fall einzeln von
dem Einblaseluftstrom erfaßt und mitgerissen werden, wird das Material der Bläsdüse
zweckmäßig nicht durch freien Zufluß zugeführt, sondern es wird hierzu vorteilhaft
ebenfalls das Druckluftaggregat benutzt, durch dessen gedämpfte Bewegung das 'Material
gleichmäßig und in der erforderlichen Mengenbemessung in den Bereich der Blasdüse
gebracht wird. Zu diesem Zweck wird auch während des Einblasevorganges ein geringer
Teil der Druckluft in das Druckluftaggregat geleitet, das infolgedessen nach dem
Eintreiben des Gerätes mit stark abgeschwächter Bewegung weiterarbeitet, während
der zum Einblasen
des liettungsinaterials dienende Luftanteil ein
Vielfaches der (las Aggregat betätigenden Luftmenge beträgt. Der Druck der Einblaseluft
ist dabei zweckmäßig regelbar, um je nach den im einzelnen Fall vorliegenden Verhältnissen
die Unterfüllung und Verdichtung des Materials weitgehend steuern zu können, was
insbesondere dann notwendig ist, wenn es sich um die an den Enden eines Streckenabschnittes
gelegenen Schwellen handelt, die nur ganz unwesentlich zu unterfüllen sind, indessen
zur Erleichterung des Einblasevorganges zunächst über die Sollhöhe angehoben werden
müssen und dann wieder abgesenkt werden. Vorteilhaft wird dabei so vorgegangen,
daß unabhängig von der Höhe des Druckes der Einblaseluft der Druck der (las Druckluftaggregat
zwecks gleichmäßiger Zuleitung des Bettungsmaterials betätigenden Luft stets gleichbleibend
gehalten wird, so daß also der Materialzufluß völlig unabhängig von dem jeweiligen
Druck der Einblaseluft ist.
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Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Blasgerät
besteht in seiner einfachsten Form aus der Vereinigung eines Druckluftvil>rators
bzw. Druckluftschlagwerkzeuges mit einem mit (lein Vorratsbehälter für das Bettungsinaterial
in `'erhindung stehenden Blasrohr, dessen die lilas<itttiting enthaltender, zweckmäßig
auswechselbarer, als Verschleißstück ausgebildeter unterer Teil an seineirr freien
Ende eine das Eindringen in die Bettung erleichternde, spitz zulaufende, gegebenenfalls
leicht abgerundete Gestalt aufweist. Das Druckluftaggregat kann dabei entweder in
im wesentlichen lotrechter oder auch im wesentlichen waagerechter Stellung angeordnet
und wirksam sein.
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In ((ein Vorratsbehälter ist eine Dosierungseinrichtung angebracht,
und zwar zweckmäßig in Gestalt eines Sieles, (las vörteilhaft auswechselbar ist
und auf Grund seiner jeweiligen Lochabmessungen die durchzulassende Höchstkorngröße
festlegt. Damit (las durch die Siel)öffnungen auf den Behälterl>odeA gefallene und
auf diesem in einer dünnen Schicht sich ansammelnde Bettungsmaterial nicht von selbst
und ungeregelt durch die Öffnung des Vorratsbehälters austritt, weist die Bodenfläche
des lieh;ilters keinen Schüttwinkel auf, sondern verlauft g:inzlich oder nahezu
waagerecht, so daß das Material allein infolge der Rüttel- oder Schlagbewegung des
Druckluftaggregates und somit durchaus gleichmäßig und in der gewünschten NIengenbeinessung
der Blasdüse zugeführt wird, in deren unmittelbarem Bereich die Behälteröffnung
mündet. L"ni dabei den zu verblasenden einzelnen llatei-ialkörnerti eine möglichst
große Geschwindigkeit zu verleihen, ist im Blasrohr unterhalb der Austrittsöffnung
des Vorratsbehälters ein den Blasrohr(luerschnitt an dieser Stelle verengender Lufttrichter
angeordnet, in den die Blasdüse mit der Mündung hineinragt.
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Durch die Anordnung einer die Korngröße des zum Verblasen gelangenden
Bettungsmaterials festlegenden Dosierungseinrichtung in Zusammenwirkung mit der
nahezu waagerechten Ausbildung des Vorratshehälterhodens, sowie der Zuführung der
einzelnen Materialkörner in den Einblaseluftstrom allein unter dem Einfluß des Druckluftaggregates
wird bei entsprechender gegenseitiger Abstimmung dieser drei Maßnahmen in zuverlässiger
Weise erreicht, daß die einzelnen Körner gleichsam geschoßartig die Blasöffnung
verlassen und mit außerordentlich großer Geschwindigkeit in den zu unterfüllenden
Hohlraum eingeschleudert werden. Dadurch wird nicht nur eine bisher nicht gekannte
gleichmäßige und hohe Verdichtung der Unterfüllung erzielt, sondern es wird darüber
hinaus auch erstmalig ermöglicht, ein Material von verhältnismäßig großem Korn,
wie es im Hinblick auf die Beanspruchung der Bettung in der Praxis fast ausschließlich
in Frage kommt, mit Hilfe des Blasverfahrens zu unterfüllen.
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Um die Handhabung und Bedienung des Gerätes möglichst zu vereinfachen
und dabei trotzdem in bezug auf die Blaswirkung allen Anforderungen und Bedürfnissen
der Praxis zu genügen, ist in dem Einlaßkanal für die Druckluft zunächst ein durch
eine Handhabe zu betätigendes Absperrglied vorgesehen, hinter dem die nach dem Druckluftaggregat
bzw. zur Blasdüse führenden Luftkanäle abzweigen. Der Blasluftkanal enthält seinerseits
einen ebenfalls durch eine Handhabe verstellbaren Steuerschieber, der je nach seiner
Stellung durch Einschalten entsprechender Durchgangsbohrungen den Druck bzw. die
Geschwindigkeit der Einblaseluft vom völligen Abschluß bis zur Freigabe des gesamten
Strömungsquerschnittes regelt. Auf diese Weise kann die Blaswirkung den jeweiligen
Erfordernissen genau angepaßt werden.
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Demgegenüber wird der Druck der dem Druckluftaggregat während des
Blasvorganges zugeführten Luft, unabhängig von dem eingestellten Blasdruck, stets
in gleicher Höhe gehalten, um so eine stets gleichmäßige Zubringung des Bettungsmaterials
in den Blasluftstrom zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wird beispielsweise im Bereich
der Abzweigung des nach dem Druckluftaggregat führenden Luftkanals eine Kammer angeordnet,
in die das freie Ende des Steuerschiebers für die Blasluft bei seiner Öffnungsbewegung
unter Freilassung eines schmalen Ringraumes eintritt. Das Schieberende liegt dabei
in seiner Schließstellung unmittelbar vor der Abzweigöffnung dis nach dem Druckluftaggregat
führenden Luftkanals, so daß auf diese Weise bei der Bewegung des Schiebers während
der Blasarbeit zwar der Querschnitt des Blasluftkanals beliebig verändert werden
kann, wogegen der Querschnitt des nach dem Vibrator bzw. Schlagwerkzeug führenden
Kanals nach einmalig erfolgter Verkleinerung stets gleichbleibend gehalten wird.
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Zur Erleichterung der Einstellung des Steuerschiebers für die Blasluft
wird dessen Handhabe in ihrer Bewegung zweckmäßig durch einen verstellbaren Anschlag
begrenzt, dessen Stellung nach außen durch Markierungen o. dgl. erkennbar gemacht
werden kann. Dabei wird vorteilhaft in der Weise verfahren, (faß diese Markierungen,
beispielsweise
in Gestalt von Zahlen, mit den Kennzeichnungen übereinstimmen,
die auf den angehobenen Schwellen angebracht sind und durch die jeweils zu unterfüllende
Menge an Bettungsmaterial angegeben wird. Es kann somit die Dichte der Unterfüllung
durch entsprechende Einstellung des Einblasedruckes unabhängig von der Schwellenanhebung
stets genau gewährleistet werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an Hand
eines in schematischer Darstellung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles für ein
Blasgerät.
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Die zu unterfüllende Schwelle i wird mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen
beliebiger Bauart und Wirkungsweise zunächst soweit angehoben, daß sie die richtige
Höhenlage (Sollhöhe) einnimmt. Darauf wird das Blasgerät 2 neben der Schwelle, und
zwar zweckmäßig im Bereich jeder der beiden Schienen, unmittelbar auf die Bettang
3 aufgesetzt und sodann unter der Einwirkung des Druckluftvibrators 4 so weit in
diese eingetrieben, bis die Blasöffnung 5 die Arbeitsstellung erreicht hat. Nunmehr
wird die dem Vibrator zugeführte Luftmenge stark vermindert und gleichzeitig der
Hauptluftmenge der Weg zur Blasdüse 6 freigegeben. Infolge der jetzt wesentlich
gedämpften Rüttelbewegung gelangt das oberhalb des Siebes 7 in dem Vorratsbehälter
8 enthaltene körnige Bettungsmaterial 9, beispielsweise Splitt o. dgl., unter Festlegung
der Korngröße nach und nach durch die Siel)öffnungen auf den Boden 13 des Behälters
8 und von da durch die Austrittsöffnung io in das Blasrohr i i ; hier werden die
einzelnen Körner von dem aus der Düse 6 kommenden Blasluftstrom erfaßt und mit großer
Geschwindigkeit durch den Luftrichter 3o hindurch in den Hohlraum 12 unterhalb der
Schwelle i eingeschleudert und dort zugleich stark verdichtet, so daß die Schwelle
nach Beendigung des Vorganges fest auf der Bettang aufsitzt.
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Um während des Einblasens ein unbeabsichtigtes freies Herausrutschen
selbst des nur in einer dünnen Schicht 31 auf dem Boden 13 des Vorratsbehälters
8 befindlichen Bettungsmaterials aus der Öffnung io zu vermeiden, ist der Behälterboden
13 nahezu waagerecht angeordnet, so daß das Material ausschließlich infolge der
Rüttelbewegung des Vibrators .4 durch die Öffnung io austritt. Die Blasdüse 6 ist
zweckmäßig höhenverstellbar ausgebildet und der Lufttrichter 3o auswechselbar in
das Blasrohr i i eingesetzt, um so, je nach Korngröße, ungehindert den Durchtritt
des Bettungsmaterials zu gestatten und außerdem auch einen unterschiedlichen Blasdruck
zu ermöglichen.
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Der untere Teil 14 des Blasrohres i i ist abnehmbar gestaltet und
als Verschleißstück ausgebildet; durch entsprechende Bemessung des Lufttrichters
3o kann dieser zugleich als Zentrierung für die Blasrohrteile i i und 14 dienen,
wodurch auch die Kanten der Verbindungsflanschen abgedeckt werden und so jegliche
nachteilige Wirbelbildung vermieden wird. Das Verschleißstück besteht aus einem
gehärteten oder besonders legierten Werkstoff und ist an seinem freien Ende
15 spitz zulaufend geformt, um so das Eindringen in die Bettang zu erleichtern.
Die Eindringtiefe wird durch einen Anschlag 16 begrenzt, der zweckmäßig an dem Verbindungsflansch
der beiden Blasrohrteile i i und 14 angebracht und derart gewählt bzw. eingestellt
wird, daß die Blasöffnung 5 stets genau vor den Hohlraum 12 zu liegen kommt. Die
Umlenkung der Materialkörner aus der lotrechten in die waagerechte Richtung wird
durch eine in entsprechendem Winkel verlaufende Prallwand 32 bew-irkt, mittels deren
erreicht wird, daß die einzelne.i, nacheinander auf sie auftreffenden Körner praktisch
in einem gerichteten flachen Strahl in den Hohlraum 12 geschleudert werden.
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Die Druckluft tritt in das Blasgerät 2 durch den Kanal 17 ein, in
dem zunächst das Absperrglied 18 eingebaut ist, das entgegen der Wirkung der Schließfeder
i9 durch die Handhabe 2o betätigt wird. Von der anschließenden Kammer 21 zweigt
der Luftkanal 22 ab, der nach dem Vibrator 4 führt, während ein zweiter Kanal 23
zur Blasdüse 6 verläuft. Die Blasluft ist durch den Steuerschieber 24 regelbar,
der eine Anzahl Durchgangsbohrungen 25 aufweist, die je nach der Stellung des Schiebers
den Strömungsquerschnitt zur Blasdüse mehr oder weniger freigeben bzw. gänzlich
abschließen, und dessen freies Ende in der Schließstellung unmittelbar vor der Abzweigöffnung
26 zum Luftkanal 22 liegt. Lie Betätigung des Steuerschiebers 24 erfolgt durch eine
weitere Handhabe 27, deren Bewegung durch einen Anschlag 28 begrenzt werden kann,
der seinerseits mittels der Einstellschraube 29 verstellbar ist.
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Die Bedienung und Steuerung des Blasgerätes erfolgt in nachstehender
Weise: Zum Eintreiben des Gerätes in die Bettang wird bei geschlossenem Steuerschieber
24 (gezeichnete Stellung) das Absperrglied 18 geöffnet, so daß die gesamte zur Verfügung
stehende Luftmenge mit vollem Druck durch die Öffnung 26 in den Kanal 22 strömt
und so den Vibrator 4 in Tätigkeit setzt. Sobald die Blasöffnung 5 die richtige
Stellung vor dem Hohlraum 12 erreicht hat, wird bei weiterhin geöffnetem Absperrglied
18 der Steuerschieber 24 mittels der Handhabe 27 nach rechts bewegt, so daß ein
Teil der Druckluft durch die Durchgangsbohrungen 25 in den Kanal 23 zur Blasdüse
6 gelangt. Bei der Öffnungsbewegung des Schiebers 24 wird die Abzweigöffnung 26
zum Vibrator 4, lediglich unter Freilassung eines schmalen Ringraumes, der sich
aus den Querschnittsunterschieden der Kammer 21 und des Schiebers 24 ergibt, weitgehend
abgedeckt, so daß nur eine geringe Luftmenge zum Vibrator geleitet wird, während
der Hauptanteil der Druckluft zur Blasdüse strömt. Der Vibrator arbeitet infolgedessen
gedämpft weiter und befördert so das Bettungsmaterial gleichmäßig und in der gewünschten
1-Iengen- und Korngrößenbemessung aus dem Vorratsbehälter 8 in den Blasluftstrom.
Der Durchgangsquerschnitt der Rüttelluft in der Kammer 21 bleibt dabei, unabhängig
von der Stellung des Steuerschiebers 24, stets der gleiche,
so claß
zwar die zur Blasdüse führende Luftmenge nach Belieben geregelt werden kann, dagegen
die Rüttelluft stets konstant gehaltenwird. DieSchließbewegung des Steuerschiebers
24 erfolgt selbsttätig durch die Wirkung der auf die Stirnfläche des Scliieberinnenraumes
auftreffenden Luft, sobald die 1 landhabe 27 teilweise oder ganz freigegeben wird.
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Ati der Einstellschraube 29 für den Anschlag 28 kiinnen Markierungen
angebracht sein, die zweckmäßig den auf den einzelnen Schwellen angebrachten Kennzeichnungen
über deren Anhebehöhe entsprechen, so (1a13 danach der Einblasedruck für das zti
unterfüllende Material ermittelt werden kann, um die erforderliche Verdichtung einheitlich
an allen Schwellenlagern zu gewährleisten.
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Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen
und ist nicht auf (las dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere
ist die Ausbildung des Blasgerätes hinsichtlich seiner wirksamen Teile durchaus
beliebig, sofern nur die durch die Erfindung angestrebte Wirkung in bezug auf das
Eintreiben des Gerätes in die Bettung sowie die Erzeugung eines Blasstronies und
der Rüttelbewegung zur gleichmäßigen Einbeförderung des Bettungsmaterials in den
131asluftstrom erreicht werden. Ebenso können die Bedienungs- und Steuerglieder
auch in jeder anderen geeigneten Formgebung und Gestalt gewählt «-erden, wie auch
das Druckluftaggregat selbst keinerlei besonderen Vorschriften bezüglich seiner
Baulichen Ausgestaltung, sowie des verwendeten gasförmigen Mediums unterworfen ist.