EP0205723B1 - Mobile track-working machine and method for bending the ends of laid rails in the joint zone - Google Patents
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- EP0205723B1 EP0205723B1 EP85890146A EP85890146A EP0205723B1 EP 0205723 B1 EP0205723 B1 EP 0205723B1 EP 85890146 A EP85890146 A EP 85890146A EP 85890146 A EP85890146 A EP 85890146A EP 0205723 B1 EP0205723 B1 EP 0205723B1
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- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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- E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
- E01B31/08—Bending, e.g. for straightening rails or rail joints
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- Y10S72/702—Overbending to compensate for springback
Definitions
- the invention relates to a mobile track processing machine, in particular tamping and straightening machine, with a device for bending the ends of rails installed in the area of butt joints, consisting of at least one support frame arranged above the rail and height-adjustable to the machine frame, with the end areas extending in the machine longitudinal direction arranged and can be placed against the top of the rail, designed as a hydraulically height-adjustable pressure plunger abutments and a central, pincer-like lifting tool designed to engage the rail.
- This consists of a support frame guided on the track by two spaced-apart undercarriages, which can be adjusted to the machine frame by means of height adjustment drives.
- a pliers-like or hook-like lifting tool for engaging the rail is provided, which is designed to be height-adjustable by means of a cylinder-piston drive for lifting the rail ends.
- a height-adjustable holding roller which can be mechanically blocked by a fixing or locking device, is arranged on both sides of the lifting tool on the supporting frame.
- a control device that can be set with the desired bending value and a scale designed as a measured value transducer and arranged on the support frame with a feeler element resting on the rail joint are provided.
- the holding rollers lying on the rail ends are lifted, with the transducer detuned, together with the sensing element, until the signal emitted by the transducer matches the preset target value.
- the entire bending process is expediently carried out in a single operation.
- a mobile tamping machine of the type mentioned in the preamble of claim 1 with a device for bending the rail ends in the region of butt joints is known.
- This consists of a height-adjustable support frame hinged to the machine frame, at the longitudinal ends of which an abutment is arranged in the form of a hydraulic pressure cylinder with downward-facing pressure stamps which can be placed on the rail running surface.
- a lifting tool designed as a lifting hook for engaging below the rail foot and pivotable transversely to the machine longitudinal direction is provided, which is mounted in a vertically adjustable slot in an indentation of the support frame open to the outside of the machine in a vertical guide slot for swiveling out and in.
- the lifting hook is additionally guided via a bolt in a further, partially curved guide slot and is connected in the region of its lower end to a hydraulic cylinder supported on the support frame for lateral pivoting.
- a flanged roller that can be unrolled on the rail head and a pair of lifting rollers on the supporting frame are arranged so that the known device can also be used as a track lifting / straightening unit for lifting and straightening the track into the desired position.
- the lifting hook is swung in sideways under the foot of the rail held by the pairs of lifting rollers and the plunger of each abutment is lowered onto the rail travel surface.
- the size of the bending moment effective in the vertical longitudinal plane of the rail can be individually changed by adjusting the height of the pressure stamp.
- Rail joints that are very deeply retracted are further advantageously bent up to the level of the other rails or rails.
- This known device for the relatively new technology of rail butt bending of installed rails has already proven itself in use.
- the attack of the lifting hook under the rail foot is disadvantageous, since the sleeper compartment often has to be cleared of ballast in order to create enough space for the lifting hook attack.
- the object of the invention is to provide a mobile track processing machine of the type described in the introduction, with which very high bending forces can be easily transferred to the laid rail with a structurally simple design.
- lifting tongs are provided as lifting tools, which are arranged between the abutments and symmetrically to the vertical rail plane, and are pivotally mounted on the support frame about an axis running in the longitudinal direction of the machine, each for attacking under the rail head designed lifting tongs is connected to its own pivoting drive, and that both lifting tongs or the pair of lifting tongs are pivotally mounted laterally on an intermediate support which is movably arranged in a recess of the support frame transversely to the machine longitudinal direction.
- both lifting tongs With the rail head clamped on both sides by means of the central pair of lifting tongs pivotally pivoted to the side of the support frame, very high pressing forces directed onto the rails by both pressure stamps can also be advantageously introduced into the rail as bending forces on both sides, so that, above all, a larger cross section having rails are bendable with great accuracy.
- the simple and stable, laterally pivotable mounting of both lifting tongs means that the highest and impact-like bending forces can also be transferred to the rail, which is advantageous for the lifting tools and the rail fasteners, and symmetrical load distribution, which can be easily and quickly grasped by the lifting tongs under the rail head .
- This particularly stable and robust impact-resistant bearing of the lifting tongs as well as the intimate connection - reinforced by the pressing forces of the swiveling cylinders assigned to each lifting tongs - is therefore particularly suitable for increasing the bending accuracy, but particularly the lifting elements due to repeated extreme shock loads suitable for gradual bending.
- This simple construction with the lifting tongs engaging under the rail head also increases performance. Due to the pendulum-like mounting of the two lifting tongs on an intermediate beam that is essentially freely movable in the transverse direction, a centering for an automatic load balancing for uniform loading of the lifting tongs and for an exact bending in the vertical rail plane can be achieved in a particularly advantageous manner with each lifting operation.
- - particularly in track arches - slight transverse displacements of the longitudinal center of the bending device and rail or e.g. the rail twists to no disadvantageous one-sided overload.
- a further advantageous embodiment according to the invention is that the intermediate support, which is preferably symmetrical in the plane of the machine longitudinal and pair of lifting tongs, is concavely curved in the region of its lower support adjoining the support frame and a support part suitable for wear between the support of the intermediate support and the support frame is arranged.
- This advantageous mounting of the intermediate girder enables this oscillating suspension of the two lifting tongs with minimal design effort, which also withstands particularly high loads with constant automatic load balancing.
- the support frame can be protected against wear and tear as well as a reduction in strength due to the arrangement of a support part that is easily exchangeable after it has been worn.
- a particularly advantageous embodiment according to the invention is characterized in that the articulation point of the preferably hydraulic pivoting drive on the lifting tongs is arranged at a distance from the articulation point of the intermediate support and lifting tongs directly adjacent to the support frame in the transverse direction of the machine. Due to the articulation point of the lifting tongs which is directly adjacent to the supporting frame, the bending load on the intermediate carrier, which is particularly disadvantageous for the bending accuracy, can be kept low even with the highest bending forces. With the lateral spacing of the articulation point of the lifting tongs and swivel drive, an advantageous lever effect is formed, which leads to an increase in the forceps closing force for a higher security of the fixation of the rail head.
- the invention further relates to a particularly advantageous method for bending the rail ends in the area of joints with a track processing machine according to the invention, the rail ends being raised to a permanent deformation against the resistance of abutments pressing on the rail.
- This method consists in using the two outer pressure plungers placed on the rails as a measuring base by means of two displacement transducers located in the area of the joint, resting on the rail ends and connected to electrical displacement sensors, and determining the deviation from the measuring base and feeding them to a control device and then the ends of the bumps are grasped by the lifting tongs located between the pressure rams below the rail head and gradually raised to a preselected overbending tolerance value by loading the two pressure rams while continuously measuring the displacement or bending value, whereby between the individual bends - while maintaining the Clamping the rail head between the lifting tongs - the pressure ram is relieved and the bending values automatically with increasing proximity to the overbending tolerance value - depending on the measured values taken in the unloaded state - can be reduced
- This method according to the invention on the basis of a rail joint bending by repeated application of forces with constant measurement of the bending path can be carried out even more quickly and precisely, in particular in connection with the design of the lifting element according to the invention, since the exposed rail head can be detected quickly and safely without additional preparatory work and also by the double-sided clamping is guided by means of the lifting tongs during the entire bend. This is particularly important during the pressure relief after the individual stages, since even in this state, due to the permanent clamping, no e.g. lateral deviation of the rail joint due to internal stresses is possible.
- the track tamping and straightening machine 1 shown in FIG. 1 has an elongated machine frame 2 which is supported at the end in the area of driving cabs on rail bogies 3 which are formed on a rail 4 and cross sleepers 5 ten tracks are movable.
- a drive and energy supply device 6 is arranged on the machine frame 2 and a travel drive 8 is provided for advancing the machine 1 in the working direction shown by an arrow 7.
- a tamping unit 9 with adjustable and vibratable tamping tools is mounted on the machine frame so that it can be adjusted in height and displaced transversely.
- the tamping unit 9 is preceded by a device 10 for bending the rail ends of a laid track in the region of a rail joint 11, which is height-adjustable by a cylinder-piston drive 12 and can be controlled by a control device 13.
- the entire bending device 10 can be transversely displaced from one to the opposite rail track by means of spars 14 running transversely to the machine longitudinal direction and connected to the machine frame 2.
- spars 14 running transversely to the machine longitudinal direction and connected to the machine frame 2.
- a working cabin is attached to the machine frame 2, through which a precise observation of the bending processes is possible.
- the bending device 10 shown enlarged and detailed in FIGS. 2 to 4 consists of an elongated support frame 16 which can be supported on the rail 4 by means of two double flange rollers 15 and which is connected to the machine frame 2 in a height-adjustable and transverse manner by means of an extension arm 17.
- an abutment in the form of a hydraulic pressure cylinder 18 is connected to the support frame 16 with a pressure ram 19 which can be placed on the rail running surface.
- two lifting tongs 21 are provided as lifting tools, which are arranged symmetrically to the vertical rail plane and are pivotable about an axis or articulation point 20 extending in the machine longitudinal direction.
- Each lifting clamp 21 designed to engage under the rail head is connected to a pivoting drive 22, which is supported in each case on two lateral extension arms 23 connected to the support frame 16.
- both lifting tongs 21 are mounted laterally pivotable on an intermediate carrier 24 which is arranged in a corresponding recess 25 of the support frame 16 so as to be movable essentially transversely to the machine longitudinal direction.
- the intermediate support 24 which is symmetrical to the vertical rail plane or the pair of lifting tongs, is concavely curved, a support part 27 suitable for wear being arranged between the support 26 and the support frame 16.
- the pressure stamp 19 is shown in dashed lines in FIG. 3 behind the lifting tongs 21.
- the articulation point 28 of the pivoting drive 22 on the lifting tongs 21 is in each case arranged at a distance from the articulation point 20 of the intermediate support 24 and lifting tongs 21 which is directly adjacent to the support frame 16, so that the pressing force of the pivoting drive 22 is increased by lever action on the lifting tongs 21 and from it the rail 4 is exercised.
- a pair of lifting rollers 29, which can be adjusted like a pair of pliers is articulated on the supporting frame 16 with a rotating lifting plate designed to bear below the rail head (for simplification in FIG. 4 only shown with dash-dotted lines).
- the bending device 10 can be used together with the height adjustment drive 12 and a straightening drive 30 articulated on the support frame 16 (FIG. 4) as a conventional track lifting and straightening unit for leveling and straightening the track.
- a measuring device 31 (FIGS. 2 and 4) measuring the deformation or bending path is provided, which consists of four height-adjustable pushbuttons 32 guided on the supporting frame 16 and a measuring beam 33 and on both sides of the lifting tongs 21, height-adjustable displacement displacement 34 is.
- Each of these displacement sensors 34 which has a sensing shoe 35 at the lower end, is connected to an electrical displacement sensor 36 in the region of the upper end adjacent to the measuring bar 33.
- the two buttons 32 located in the area of the pressure stamp 19 are articulatedly connected to the measuring bar 33 and rest with their lower end on a base plate 37 connected to the pressure stamp 19.
- the pair of lifting tongs 21 is centered exactly above the rail joint 11 by moving the machine 1 and the bending device 10 is lowered onto the rail 4 when the lifting tongs 21 are spread apart. This is recorded by pressing the lifting roller pairs 29 below the rail head and brought into the desired position of the track determined by the track straightening and leveling reference system of the machine 1 by means of the drive 12 and optionally also the straightening drive 30. Subsequently, both lifting tongs 21 are pressed against the rail 4 by actuating their associated pivot drives 22 below the rail head, with limit switches 38 (FIG.
- the two pressure rams 19 are next automatically acted upon by the control device 13 and placed on the rail 4.
- the buttons 32 resting on the base plates 37 are also lowered and form a zero base for the measurement of the required bending path. Deviating from this zero basis, the two feeler shoes 35 of the central displacement transducers 34 are placed on the rail ends in accordance with the lowering of the rail joint 11.
- the electrical Displacement sensor 36 detects the deviation from the measuring bar 33 representing the zero base and supplies the corresponding measurement signal as a control variable for the following iterative (step-by-step) bending process to the control device 13 which is designed with integrated control electronics.
- the first bend is initiated by acting on the pressure plunger 19, which forms a 3-point bending system with the lifting tongs 21, in order to generate pressing forces represented by force arrows 39 (FIG. 2) on the rail 4.
- the lowering of the pressure rams 19 results in the lifting of the supporting frame 16 together with the lifting tongs 21 fastened thereon, so that an upward bending force shown by a force arrow 40 is exerted with them.
- the pressure rams 19 are relieved and the path of the bend is determined with the aid of the displacement transducers 34. This bending path as a result of the previous bending step forms the bending dimension for the next following bending process, which is automatically determined by the control device 13.
- the activity of the machine operator is limited to triggering the bending process by pressing the control device 13 and monitoring the entire bending process. This is complete as soon as a preset tolerance value is reached.
- the rail joint 11 raised to the target value is consequently still supported by the tamping unit 9 of the machine 1 in order to avoid further deformation loads.
- the step-by-step bending process is shown graphically on a diagram, 46 corresponding to the force and 47 corresponding to the deformation or bending path.
- the size 48 shows the entire bending path, which has a tolerance value 51, the difference between 48 and 49 corresponding to the bending path reached in the first bending step.
- the difference between 49 and 50 or 50 and 51 corresponds to the second or third bending step.
- the elastic bending behavior means that the rail joint has to be displaced above the actual bending value in each bending step in order to finally obtain a plastic deformation.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine fahrbare Gleisbearbeitungsmaschine, insbesondere Stopf- und Richtmaschine, mit einer Einrichtung zum Biegen der Enden verlegter Schienen im Bereich von Stossstellen, bestehend aus wenigstens einem über der Schiene angeordneten und zum Maschinenrahmen höhenverstellbaren Tragrahmen, der mit an seinen in Maschinenlängsrichtung sich erstreckenden Endbereichen angeordneten und gegen die Schienenoberseite anlegbaren, als hydraulisch höhenverstellbare Druckstempel ausgebildeten Widerlagern und einem mittigen, zum Angriff an die Schiene ausgebildeten zangenartigen Hebewerkzeug versehen ist.The invention relates to a mobile track processing machine, in particular tamping and straightening machine, with a device for bending the ends of rails installed in the area of butt joints, consisting of at least one support frame arranged above the rail and height-adjustable to the machine frame, with the end areas extending in the machine longitudinal direction arranged and can be placed against the top of the rail, designed as a hydraulically height-adjustable pressure plunger abutments and a central, pincer-like lifting tool designed to engage the rail.
Es ist eine fahrbare Gleisbearbeitungsmaschine - gemäss DE-PS 24 18 318 der gleichen Anmelderin - mit einer Einrichtung zum Biegen der Schienenenden im Bereich von Stossstellen bekannt.There is a mobile track processing machine - according to DE-PS 24 18 318 by the same applicant - with a device for bending the rail ends in the area of butt joints.
Diese besteht aus einem über zwei voneinander distanzierte Fahrwerke am Gleis geführten Tragrahmen, der durch Höhenverstellantriebe zum Maschinenrahmen verstellbar ist. Mittig zwischen diesen gleichzeitig als Widerlager dienenden Fahrwerken ist ein zangen- oder hakenartiges Hebewerkzeug zum Angriff an die Schiene vorgesehen, das zum Anheben der Schienenenden durch einen Zylinder-Kolben-Antrieb der Höhe nach verstellbar ausgebildet ist. Beidseits des Hebewerkzeuges ist jeweils eine höhenverstellbare und durch eine Fixier- bzw. Feststellvorrichtung mechanisch blockierbare Halterolle am Tragrahmen angeordnet. Zur Steuerung der verschiedenen Antriebe der Biegeeinrichtung ist eine mit dem gewünschten Biegewert einstellbare Steuereinrichtung sowie eine als Messwertwandler ausgebildete, am Tragrahmen angeordnete Skala mit einem auf dem Schienenstoss aufliegenden Tastorgan vorgesehen. Beim Aufwärtsbiegen durch Höhenverstellung des Hebewerkzeuges werden auf den Schienenenden aufliegegnde Halterollen unter Verstimmung des Messwertwandlers mitsamt dem Abstastorgan angehoben, bis das vom Wandler abgegebene Signal mit dem voreingestellten Soll-Wert übereinstimmt. Der gesamte Biegevorgang wird zweckmässigerweise in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt.This consists of a support frame guided on the track by two spaced-apart undercarriages, which can be adjusted to the machine frame by means of height adjustment drives. In the middle between these undercarriages, which also serve as abutments, a pliers-like or hook-like lifting tool for engaging the rail is provided, which is designed to be height-adjustable by means of a cylinder-piston drive for lifting the rail ends. A height-adjustable holding roller, which can be mechanically blocked by a fixing or locking device, is arranged on both sides of the lifting tool on the supporting frame. To control the various drives of the bending device, a control device that can be set with the desired bending value and a scale designed as a measured value transducer and arranged on the support frame with a feeler element resting on the rail joint are provided. When bending upwards by adjusting the height of the lifting tool, the holding rollers lying on the rail ends are lifted, with the transducer detuned, together with the sensing element, until the signal emitted by the transducer matches the preset target value. The entire bending process is expediently carried out in a single operation.
Es ist - gemäss AT-PS 348 569 der gleichen Anmelderin - eine fahrbare Gleisstopfmaschine von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art mit einer Einrichtung zum Biegen der Schienenenden im Bereich von Stossstellen bekannt. Diese besteht aus einem am Maschinenrahmen angelenkten, höhenverstellbaren Tragrahmen, an dessen Längsenden jeweils ein Widerlager in Form eines hydraulischen Druckzylinders mit abwärtsgerichteten, an die Schienenlauffläche anlegbaren Druckstempeln angeordnet ist. Zwischen diesen ist ein als Hebehaken zum Angriff unterhalb des Schienenfusses ausgebildetes, quer zur Maschinenlängsrichtung verschwenkbares Hebewerkzeug vorgesehen, das in einer zur Maschinen-Aussenseite offenen Einbuchtung des Tragrahmens in einem vertikalen Führungsschlitz zum Aus- bzw. Einschwenken höhenverstellbar gelagert ist. Der Hebehaken ist zusätzlich über einen Bolzen in einem weiteren, zum Teil gekrümmten Führungsschlitz geführt und im Bereich seines unteren Endes mit einem am Tragrahmen abgestützten Hydraulikzylinder zum seitlichen Verschwenken verbunden. Zwischen Hebehaken und Druckstempel ist jeweils eine am Schienenkopf abrollbare Spurkranzrolle sowie ein Heberollenpaar am Tragrahmen angeordnet, so dass die bekannte Einrichtung auch als Gleishebe-Richtaggregat zum Heben und Richten des Gleises in die Soll-Lage einsetzbar ist. Für den Biegevorgang mit dieser Maschine wird der Hebehaken unter den Fuss der von den Heberollenpaaren festgehaltenen Schiene seitlich eingeschwenkt und der Druckstempel jedes Widerlagers auf die Schienenfahrfläche abgesenkt. Die Grösse des in der vertikalen Schienenlängsebene wirksamen Biegemomentes ist hiebei durch die Höhenverstellung der Druckstempel individuell veränderbar. Sehr stark eingefahrene Schienenstösse werden weiters in vorteilhafter Weise bis über das Niveau der anderen Schienen bzw. Schiene hinaus aufgebogen. Diese bekannte Einrichtung für die relativ neue Technologie des Schienenstoss-Biegens verlegter Schienen hat sich im Einsatz bereits gut bewährt. Nachteilig ist jedoch der Angriff des Hebehakens unter dem Schienenfuss, da oft das Schwellenfach von Schotter freigemacht werden muss, um genügend Platz für den Hebehaken-Angriff zu schaffen.According to AT-PS 348 569 by the same applicant, a mobile tamping machine of the type mentioned in the preamble of claim 1 with a device for bending the rail ends in the region of butt joints is known. This consists of a height-adjustable support frame hinged to the machine frame, at the longitudinal ends of which an abutment is arranged in the form of a hydraulic pressure cylinder with downward-facing pressure stamps which can be placed on the rail running surface. Between these, a lifting tool designed as a lifting hook for engaging below the rail foot and pivotable transversely to the machine longitudinal direction is provided, which is mounted in a vertically adjustable slot in an indentation of the support frame open to the outside of the machine in a vertical guide slot for swiveling out and in. The lifting hook is additionally guided via a bolt in a further, partially curved guide slot and is connected in the region of its lower end to a hydraulic cylinder supported on the support frame for lateral pivoting. Between the lifting hook and the plunger, a flanged roller that can be unrolled on the rail head and a pair of lifting rollers on the supporting frame are arranged so that the known device can also be used as a track lifting / straightening unit for lifting and straightening the track into the desired position. For the bending process with this machine, the lifting hook is swung in sideways under the foot of the rail held by the pairs of lifting rollers and the plunger of each abutment is lowered onto the rail travel surface. The size of the bending moment effective in the vertical longitudinal plane of the rail can be individually changed by adjusting the height of the pressure stamp. Rail joints that are very deeply retracted are further advantageously bent up to the level of the other rails or rails. This known device for the relatively new technology of rail butt bending of installed rails has already proven itself in use. However, the attack of the lifting hook under the rail foot is disadvantageous, since the sleeper compartment often has to be cleared of ballast in order to create enough space for the lifting hook attack.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine fahrbare Gleisbearbeitungsmaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der bei konstruktiv einfacher Ausbildung auch sehr hohe Biegekräfte problemlos auf die verlegte Schiene übertragbar sind.The object of the invention is to provide a mobile track processing machine of the type described in the introduction, with which very high bending forces can be easily transferred to the laid rail with a structurally simple design.
Die Aufgabe der Erfindung wird nun mit der eingangs beschriebenen Gleisbearbeitungsmaschine dadurch gelöst, dass als Hebewerkzeug zwei Hebezangen vorgesehen sind, die zwischen den Widerlagern und symmetrisch zur Schienenvertikalebene angeordnet, sowie am Tragrahmen um eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar gelagert sind, wobei jede zum Angriff unter dem Schienenkopf ausgebildete Hebezange mit einem eigenen Verschwenkantrieb verbunden ist, und dass beide Hebezangen bzw. das Hebezangenpaar auf einem Zwischenträger seitlich verschwenkbar gelagert sind, der in einer Ausnehmung des Tragrahmens quer zur Maschinenlängsrichtung beweglich angeordnet ist. Mit der beidseitigen Einspannung des Schienenkopfes durch das mittige, am Tragrahmen seitlich verschwenkbar angelenkte Hebezangenpaar sind auch sehr hohe, durch beide Druckstempel auf die Schienen gerichtete Anpresskräfte über den Tragrahmen in vorteilhafter Weise beidseitig als Biegekräfte in die Schiene einleitbar, so dass vor allem auch grösseren Querschnitt aufweisende Schienen mit grosser Genauigkeit biegbar sind. Dabei sind zusätzlich durch die einfach und stabil auszuführende, seitlich verschwenkbare Lagerung beider Hebezangen auch höchste und stossförmig einwirkende Biegekräfte unter für die Hebewerkzeuge und auch die Schienenbefestigungsmittel vorteilhafter symmetrischer Lastaufteilung auf die - durch den Angriff der Hebezangen unter dem Schienenkopf leicht und rasch erfassbare - Schiene übertragbar.The object of the invention is now achieved with the track processing machine described at the outset in that two lifting tongs are provided as lifting tools, which are arranged between the abutments and symmetrically to the vertical rail plane, and are pivotally mounted on the support frame about an axis running in the longitudinal direction of the machine, each for attacking under the rail head designed lifting tongs is connected to its own pivoting drive, and that both lifting tongs or the pair of lifting tongs are pivotally mounted laterally on an intermediate support which is movably arranged in a recess of the support frame transversely to the machine longitudinal direction. With the rail head clamped on both sides by means of the central pair of lifting tongs pivotally pivoted to the side of the support frame, very high pressing forces directed onto the rails by both pressure stamps can also be advantageously introduced into the rail as bending forces on both sides, so that, above all, a larger cross section having rails are bendable with great accuracy. In addition, the simple and stable, laterally pivotable mounting of both lifting tongs means that the highest and impact-like bending forces can also be transferred to the rail, which is advantageous for the lifting tools and the rail fasteners, and symmetrical load distribution, which can be easily and quickly grasped by the lifting tongs under the rail head .
Diese besonders stabile und auch robusten Einwirkungen standhaltende Lagerung der Hebezangen sowie die innige - durch die Anpresskräfte der jeder Hebezange zugeordneten Verschwenkzylinder noch verstärkte - Verbindung zwischen Zangen und Schiene ist daher besonders für einen die Biegegenauigkeit erhöhenden, jedoch insbesondere die Hebeorgane durch wiederholte extreme Stossbelastung stark beanspruchenden schrittweisen Biegevorgang geeignet. Mit dieser einfachen Konstruktion mit Angriff der Hebezangen unter dem Schienenkopf wird auch eine Leistungssteigerung erreicht. Durch die pendelähnliche Lagerung der beiden Hebezangen an einem in Querrichtung im wesentlichen frei beweglichen Zwischenträger ist in besonders vorteilhafter Weise bei jedem Hebevorgang eine Zentrierung für einen automatischen Lastausgleich zur gleichmässigen Belastung der Hebezangen sowie für eine genaue Biegung in der Schienenvertikalebene erzielbar. Somit führen - insbesondere in Gleisbögen - geringfügige Querverschiebungen der Längsmitte von Biegeeinrichtung und Schiene oder z.B. der Schienenverwindungen zu keiner nachteiligen einseitigen Überbelastung.This particularly stable and robust impact-resistant bearing of the lifting tongs as well as the intimate connection - reinforced by the pressing forces of the swiveling cylinders assigned to each lifting tongs - is therefore particularly suitable for increasing the bending accuracy, but particularly the lifting elements due to repeated extreme shock loads suitable for gradual bending. This simple construction with the lifting tongs engaging under the rail head also increases performance. Due to the pendulum-like mounting of the two lifting tongs on an intermediate beam that is essentially freely movable in the transverse direction, a centering for an automatic load balancing for uniform loading of the lifting tongs and for an exact bending in the vertical rail plane can be achieved in a particularly advantageous manner with each lifting operation. Thus - particularly in track arches - slight transverse displacements of the longitudinal center of the bending device and rail or e.g. the rail twists to no disadvantageous one-sided overload.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung nach der Erfindung besteht darin, dass der vorzugsweise in Maschinenlängs- und Hebezangenpaar-Ebene symmetrisch ausgebildete Zwischenträger im Bereich seines unteren, an den Tragrahmen angrenzenden Auflagers konkav gewölbt ausgebildet und zwischen dem Auflager des Zwischenträgers und dem Tragrahmen ein zum Verschleiss geeigneter Abstützteil angeordnet ist. Diese vorteilhafte Lagerung des Zwischenträgers ermöglicht mit geringstem konstruktiven Aufwand diese pendelnde Aufhängung der beiden Hebezangen, die auch besonders hohen Belastungen bei ständigem automatischem Lastausgleich standhält. Durch die Anordnung eines Abstützteiles, der nach stärkerer Abnützung leicht austauschbar ist, ist der Tragrahmen vor Abnützung sowie Festigkeitsminderung schützbar.A further advantageous embodiment according to the invention is that the intermediate support, which is preferably symmetrical in the plane of the machine longitudinal and pair of lifting tongs, is concavely curved in the region of its lower support adjoining the support frame and a support part suitable for wear between the support of the intermediate support and the support frame is arranged. This advantageous mounting of the intermediate girder enables this oscillating suspension of the two lifting tongs with minimal design effort, which also withstands particularly high loads with constant automatic load balancing. The support frame can be protected against wear and tear as well as a reduction in strength due to the arrangement of a support part that is easily exchangeable after it has been worn.
Eine besondeers vorteilhafte Ausbildung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkstelle des vorzugsweise Hydraulik-Verschwenkantriebes an der Hebezange von der dem Tragrahmen unmittelbar benachbarten Anlenkstelle des Zwischenträgers und Hebezange in Maschinen-Querrichtung im Abstand angeordnet ist. Durch die dem Tragrahmen unmittelbar benachbarte Anlenkstelle der Hebezange kann die insbesondere auch für die Biegegenauigkeit nachteilige Biegebelastung des Zwischenträgers auch bei höchsten Biegekräften gering gehalten werden. Mit der seitlichen Distanzierung der Anlenkstelle von Hebezange und Verschwenkantrieb wird eine vorteilhafte Hebelwirkung gebildet, die zu einer Erhöhung der Zangenschliesskräfte für eine höhere Sicherheit der Fixierung des Schienenkopfes führt.A particularly advantageous embodiment according to the invention is characterized in that the articulation point of the preferably hydraulic pivoting drive on the lifting tongs is arranged at a distance from the articulation point of the intermediate support and lifting tongs directly adjacent to the support frame in the transverse direction of the machine. Due to the articulation point of the lifting tongs which is directly adjacent to the supporting frame, the bending load on the intermediate carrier, which is particularly disadvantageous for the bending accuracy, can be kept low even with the highest bending forces. With the lateral spacing of the articulation point of the lifting tongs and swivel drive, an advantageous lever effect is formed, which leads to an increase in the forceps closing force for a higher security of the fixation of the rail head.
Die Erfindung bezieht sich weiters auf ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Biegen der Schienenenden im Bereich von Stossstellen mit einer erfindungsgemässen Gleisbearbeitungsmaschine, wobei die Schienenenden gegen den Widerstand von auf die Schiene drückenden Widerlagern zu einer bleibenden Verformung angehoben werden. Dieses Verfahren besteht darin, dass unter Verwendung der beiden äusseren, auf die Schienen aufgelegten Druckstempel als Messbasis durch zwei im Bereich der Stossstelle angeordnete, auf den Schienenenden aufliegende und mit elektrischen Wegausnehmern in Verbindung stehende Verschiebungsaufnehmer die Abweichung von der Messbasis festgestellt und diese einer Steuereinrichtung zugeführt wird, und anschliessend die Stossenden durch die zwischen den Druckstempeln befindlichen Hebezangen unterhalb des Schienenkopfes erfasst und durch Beaufschlagung der beiden Druckstempel unter kontinuierlicher Messung des Verschiebeweges bzw. Biegewertes schrittweise auf einen vorgewählten Überbiege-Toleranzwert angehoben werden, wobei zwischen den einzelnen Biegeschritten - unter Beibehaltung der Einspannung des Schienenkopfes zwischen den Hebezangen - jeweils eine Entlastung der Druckstempel erfolgt und die Biegewerte automatisch mit zunehmender Näherung zum Überbiegungs-Toleranzwert - in Abhängigkeit von den im entlasteten Zustand abgenommenen Messwerten - verkleinert werden. Dieses erfindungsgemässe Verfahren auf der Basis einer Schienenstoss-Biegung durch wiederholtes Aufbringen von Kräften unter ständiger Messung des Biegeweges ist insbesondere im Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Ausbildung des Hebeorgans noch rascher und genauer durchführbar, da der freiliegende Schienenkopf ohne zusätzliche Vorarbeiten rasch und sicher erfassbar und auch durch die beidseitige Einspannung mittels der Hebezangen während der gesamten Biegung zwangsgeführt ist. Dies ist besonders während der Druckentlastung nach den einzelnen Biegeschritten von Bedeutung, da durch die bleibende Einspannung auch in diesem Zustand kein z.B. durch Eigenspannungen bedingtes seitliches Abweichen des Schienenstosses möglich ist.The invention further relates to a particularly advantageous method for bending the rail ends in the area of joints with a track processing machine according to the invention, the rail ends being raised to a permanent deformation against the resistance of abutments pressing on the rail. This method consists in using the two outer pressure plungers placed on the rails as a measuring base by means of two displacement transducers located in the area of the joint, resting on the rail ends and connected to electrical displacement sensors, and determining the deviation from the measuring base and feeding them to a control device and then the ends of the bumps are grasped by the lifting tongs located between the pressure rams below the rail head and gradually raised to a preselected overbending tolerance value by loading the two pressure rams while continuously measuring the displacement or bending value, whereby between the individual bends - while maintaining the Clamping the rail head between the lifting tongs - the pressure ram is relieved and the bending values automatically with increasing proximity to the overbending tolerance value - depending on the measured values taken in the unloaded state - can be reduced. This method according to the invention on the basis of a rail joint bending by repeated application of forces with constant measurement of the bending path can be carried out even more quickly and precisely, in particular in connection with the design of the lifting element according to the invention, since the exposed rail head can be detected quickly and safely without additional preparatory work and also by the double-sided clamping is guided by means of the lifting tongs during the entire bend. This is particularly important during the pressure relief after the individual stages, since even in this state, due to the permanent clamping, no e.g. lateral deviation of the rail joint due to internal stresses is possible.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a preferred embodiment shown in the drawing.
Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer fahrbaren Gleisstopfmaschine mit einer Einrichtung zum Biegen der Enden einer verlegten Schiene des Gleises im Bereich einer Stossstelle,
- Fig. 2 eine vergrösserte Seitenansicht der Biegeeinrichtung nach Fig. 1,
- Fig. 3 einen Querschnitt durch die Biegeeinrichtung gemäss der Schnittlinie 111-111 Fig. 2,
- Fig. 4 eine teilweise Draufsicht und Schnitt durch die Biegeeinrichtung gemäss der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2,
- Fig. 5 ein Kraft-Biegeweg-Diagramm als Folge einer schrittweisen Biegung des Schienenstosses durch die erfindungsgemässe Biegeeinrichtung und
- Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Hebezange zum Angriff unter dem Schienenkopf mit einer Kraftmesseinrichtung in schematischer TeilSeitenansicht.
- 1 is a schematic side view of a mobile tamping machine with a device for bending the ends of a laid rail of the track in the region of a joint,
- 2 is an enlarged side view of the bending device according to FIG. 1,
- 3 shows a cross section through the bending device along the section line 111-111 FIG. 2,
- 4 shows a partial top view and section through the bending device according to section line IV-IV in FIG. 2,
- Fig. 5 is a force-bending path diagram as a result of a gradual bending of the rail joint by the bending device according to the invention and
- Fig. 6 shows another embodiment of a lifting tongs for attacking under the rail head with a force measuring device in a schematic partial side view.
Die in Fig. 1 dargestellte Gleisstopf- und Richtmaschine 1 weist einen langgestreckten Maschinenrahmen 2 auf, der endseitig im Bereich von Fahrkabinen auf Schienenfahrwerken 3 abgestützt ist, die auf einem aus Schienen 4 und Querschwellen 5 gebildeten Gleis verfahrbar sind. Auf dem Maschinenrahmen 2 ist eine Antriebs- und Energieversorgungseinrichtung 6 angeordnet und für den Vorschub der Maschine 1 in der durch einen Pfeil 7 dargestellten Arbeitsrichtung ist ein Fahrantrieb 8 vorgesehen. Im Bereich des hinteren Fahwerkes 3 ist ein Stopfaggregat 9 mit beistell- und vibrierbaren Stopfwerkzeugen höhenverstell-und querverschiebbar am Maschinenrahmen gelagert. Dem Stopfaggregat 9 ist eine Einrichtung 10 zum Biegen der Schienenenden eines verlegten Gleises im Bereich eines Schienenstosses 11 vorgeordnet, die durch einen Zylinder-Kolben-Antrieb 12 höhenverstellbar ausgebildet und über eine Steuereinrichtung 13 steuerbar ist. Die gesamte Biegeeinrichtung 10 ist über quer zur Maschinenlängsrichtung verlaufende, mit dem Maschinenrahmen 2 verbundene Holme 14 von einem zum gegenüberliegenden Schienenstrang querverschiebbar. Der Biegeeinrichtung 10 unmittelbar vorgeordnet ist eine Arbeitskabine am Maschinenrahmen 2 befestigt, durch welche eine genaue Beobachtung der Biegevorgänge möglich ist.The track tamping and straightening machine 1 shown in FIG. 1 has an
Die in Fig. 2 bis 4 vergrössert und detailliert dargestellte Biegeeinrichtung 10 besteht aus einem länglichen, über zwei Doppel-Spurkranzrollen 15 auf der Schiene 4 abstützbaren Tragrahmen 16, der über einen Ausleger 17 höhen- und querverstellbar mit dem Maschinenrahmen 2 verbunden ist. Jeweils endseitig in Maschinenlängsrichtung ist ein Widerlager in Form eines hydraulischen Druckzylinders 18 mit einem an die Schienenfahrfläche anlegbaren Druckstempel 19 mit dem Tragrahmen 16 verbunden. Mittig zwischen diesen Druckstempeln 19 sind zwei symmetrisch zur Schienenvertikalebene angeordnete, um eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Achse bzw. Anlenkstelle 20 verschwenkbar gelagerte Hebezangen 21 als Hebewerkzeug vorgesehen. Jede zum Angriff unter dem Schienenkopf ausgebildete Hebezange 21 ist mit einem Verschwenkantrieb 22 verbunden, der jeweils an zwei seitlichen, mit dem Tragrahmen 16 verbundenen Auslegerarmen 23 abgestützt ist.The
Wie insbesondere in Fig. 3 ersichtlich, sind beide Hebezangen 21 auf einem Zwischenträger 24 seitlich verschwenkbaren gelagert, der in einer entsprechenden Ausnehmung 25 des Tragrahmens 16 im wesentlichen quer zur Maschinenlängsrichtung beweglich angeordnet ist. Im Bereich seines unteren, am Tragrahmen 16 angrenzenden Auflagers 26 ist dieser zur Schienenvertikalebene bzw. dem Hebezangenpaar symmetrisch ausgebildete Zwischenträger 24 konkav gewölbt geformt, wobei zwischen dem Auflager 26 und dem Tragrahmen 16 ein zum Verschleiss geeigneter Abstützteil 27 angeordnet ist. Zum besseren Verständnis ist in Fig. 3 hinter den Hebezangen 21 lediglich der Druckstempel 19 strichliert dargestellt. Die Anlenkstelle 28 des Verschwenkantriebes 22 an der Hebezange 21 ist jeweils von der dem Tragrahmen 16 unmittelbar benachbarten Anlenkstelle 20 von Zwischenträger 24 und Hebezange 21 in Maschinenquerrichtung distanziert angeordnet, so dass die Anpresskraft des Verschwenkantriebes 22 durch Hebelwirkung verstärkt auf die Hebezange 21 und von dieser auf die Schiene 4 ausgeübt wird. Zwischen jedem Druckstempel 19 und angrenzenden Doppel-Spurkranzrolle 15 ist ein zangenartig zueinander verstellbares Heberollenpaar 29 mit jeweils einem zur Anlage unterhalb des Schienenkopfes ausgebildeten, rotierbaren Hebeteller (zur Vereinfachung in Fig. 4 lediglich mit strichpunktierten Linien dargestellt) am Tragrahmen 16 angelenkt. Damit ist die Biegeeinrichtung 10 zusammen mit dem Höhenverstellantrieb 12 und einem an den Tragrahmen 16 angelenkten Richtantrieb 30 (Fig. 4) als herkömmliches Gleishebe- und Richtaggregat zum Nivellieren und Richten des Gleises einsetzbar.As can be seen in particular in FIG. 3, both lifting
Zur Steuerung des Biegevorganges ist eine den Verformungs- bzw. Biegeweg messende Messvorrichtung 31 (Fig. 2 und 4) vorgesehen, die aus vier höhenverstellbar am Tragrahmen 16 geführten Tastern 32 und einem Messbalken 33 sowie beidseits der Hebezangen 21 angeordneten, höhenverstellbaren Verschiebungsauf nehmern 34 gebildet ist. Jeder dieser am unteren Ende einen Tastschuh 35 aufweisenden Verschiebungsaufnehmer 34 ist im Bereich des oberen, an den Messbalken 33 angrenzenden Endes mit einem elektrischen Wegaufnehmer 36 verbunden. Die beiden im Bereich der Druckstempel 19 befindlichen Taster 32 sind gelenkig mit dem Messbalken 33 verbunden und liegen mit ihrem unteren Ende auf einer mit dem Druckstempel 19 verbundenen Basisplatte 37 auf.To control the bending process, a measuring device 31 (FIGS. 2 and 4) measuring the deformation or bending path is provided, which consists of four height-
Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemässen Biegeeinrichtung zum Biegen der Schienenenden im Bereich von Stossstellen verlegter Gleise näher beschrieben.The mode of operation of the bending device according to the invention for bending the rail ends in the region of joints of rails laid is described in more detail below.
Sobald ein zum Beispiel schwebender und geschweisster Schienenstoss 11 der Schienen 4 erreicht ist, wird das Hebezangenpaar 21 durch Verfahren der Maschine 1 genau über dem Schienenstoss 11 zentriert und die Biegeeinrichtung 10 bei auseinandergespreizten Hebezangen 21 auf die Schiene 4 abgesenkt. Diese wird durch Zusammenpressen der Heberollenpaare 29 unterhalb des Schienenkopfes erfasst und in die durch das Gleisricht-und Nivellier-Bezugssystem der Maschine 1 festgestellte Soll-Lage des Gleises mittels des Antriebes 12 und gegebenenfalls auch des Richtantriebes 30 verbracht. Anschliessend werden beide Hebezangen 21 durch Betätigung der ihnen zugeordneten Verschwenkantriebe 22 unterhalb des Schienenkopfes an die Schiene 4 angepresst, wobei durch als Sicherheitseinrichtung dienende Endschalter 38 (Fig. 3) jede folgende Beaufschlagung der Druckstempel 19 unterbrochen wird, falls die Hebezangen 21 nicht im vollständigen Eingriff mit der Schiene 4 stehen. Soferne also durch die korrekte Endlage der Hebezangen 21 keine Unterbrechung durch die beiden Endschalter 38 erfolgt, werden als nächstes die beiden Druckstempel 19 automatisch durch die Steuereinrichtung 13 beaufschlagt und auf die Schiene 4 aufgelegt. Dabei werden die auf den Basisplatten 37 aufliegenden Taster 32 ebenfalls abgesenkt und bilden für die Messung des erforderlichen Biegeweges eine Null-Basis. Abweichend von dieser Null-Basis werden die beiden Tastschuhe 35 der mittigen Verschiebungsaufnehmer 34 entsprechend der Absenkung des Schienenstosses 11 auf die Schienenenden aufgelegt. Dabei wird durch die elektrischen Wegaufnehmer 36 die Abweichung vom die Null-Basis darstellenden Messbalken 33 festgestellt und das entsprechende Messsignal als Steuerungsgrösse für den folgenden iterativen (schrittweisen) Biegevorgang der mit einer integrierten Steuerelektronik ausgebildeten Steuereinrichtung 13 zugeführt.As soon as, for example, a floating and welded rail joint 11 of the
Die erste Biegung wird durch Beaufschlagung der - mit den Hebezangen 21 ein 3-Punkt-Biegesystem bildenden Druckstempel 19 zur Erzeugung von durch Kraftpfeile 39 (Fig. 2) dargestellten Andrückkräfte auf die Schiene 4 eingeleitet. Durch die Absenkung der Druckstempel 19 kommt es zu einem Abheben des Tragrahmens 16 mitsamt den darauf befestigten Hebezangen 21, wodurch mit diesen eine durch einen Kraftpfeil 40 dargestellte, nach oben gerichtete Biegekraft ausgeübt wird. Nach erfolgter Biegung werden die Druckstempel 19 entlastet und der Weg der Biegung mit Hilfe der Verschiebungsaufnehmer 34 festgestellt. Dieser Biegeweg als Ergebnis des vorausgegangenen Biegeschrittes bildet das Biegemass für den nächstfolgenden Biegevorgang, das durch die Steuereinrichtung 13 automatisch ermittelt wird. Die Tätigkeit des Maschinisten beschränkt sich dabei auf das Auslösen des Biegeprozesses durch Tastendruck auf die Steuereinrichtung 13 und auf die Überwachung des gesamten Biegevorganges. Dieser ist abgeschlossen, sobald ein voreingestellter Toleranzwert erreicht ist. Der auf den Soll-Wert angehobene Schienenstoss 11 wird folglich noch durch das Stopfaggregat 9 der Maschine 1 zur Vermeidung weiterer Verfomungsbelastungen unterstopft.The first bend is initiated by acting on the
In Fig. 5 ist der schrittweise durchgeführte Biegevorgang auf einem Diagramm graphisch dargestellt, wobei 46 der Kraft und 47 dem Verformungs- bzw. Biegeweg entspricht. Die Grösse 48 zeigt den gesamten, einen Toleranzwert 51 aufweisenden Biegeweg, wobei die Differenz zwischen 48 und 49 dem im ersten Biegeschritt erreichten Biegeweg entspricht. Die Differenz zwischen 49 und 50 bzw. 50 und 51 entspricht dem zweiten bzw. dritten Biegeschritt. Wie aus dem Kraftlinienverlauf deutlich ersichtlich, ist wegen des elastischen Biegeverhaltens bei jedem Biegeschritt eine über den tatsätchlichen Biegewert erforderliche Verschiebung des Schienenstosses notwendig, um schliesslich eine plastische Verformung zu erhalten.5, the step-by-step bending process is shown graphically on a diagram, 46 corresponding to the force and 47 corresponding to the deformation or bending path. The
Est ist aber auch, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt, durch Ausbildung eines zu einer Basisplatte 41 einer Hebezange 42 beweglich ausgebildeten Anpressteiles 43 und Zwischenschaltung von Kraftmessgeräten 44, z.B. auf Basis der Piezo-Elektrizität oder Kraftmessdosen, möglich, während der Biegung zusätzlich zum Biegeweg auch gleichzeitig die Biegekraft zu messen. Dadurch kann z.B. bei Eingabe des Querschnittes der zu biegenden Schiene 45 sowie des erforderlichen Biegeweges in einen Prozessrechner automatisch die für die Biegung erforderliche Kraft ermittelt und als Steuergrösse für die dann in einem Schritt durchführbare Biegung eingesetzt werden.However, this is also, as shown schematically in FIG. 6, by forming a
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