EP0223895B1 - Maschinenanordnung zum plastischen Biegen der Schienenenden im Bereich der Schienenstösse verlegter Gleise - Google Patents

Maschinenanordnung zum plastischen Biegen der Schienenenden im Bereich der Schienenstösse verlegter Gleise Download PDF

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EP0223895B1
EP0223895B1 EP85890296A EP85890296A EP0223895B1 EP 0223895 B1 EP0223895 B1 EP 0223895B1 EP 85890296 A EP85890296 A EP 85890296A EP 85890296 A EP85890296 A EP 85890296A EP 0223895 B1 EP0223895 B1 EP 0223895B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
bending
machine
unit
designed
Prior art date
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Expired
Application number
EP85890296A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0223895A1 (de
Inventor
Josef Theurer
Johann Hansmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Original Assignee
Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH filed Critical Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority to EP85890296A priority Critical patent/EP0223895B1/de
Priority to DE8585890296T priority patent/DE3565566D1/de
Priority to AT85890296T priority patent/ATE37914T1/de
Priority to SU864028318A priority patent/SU1466658A3/ru
Priority to DD86295647A priority patent/DD252404A5/de
Publication of EP0223895A1 publication Critical patent/EP0223895A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0223895B1 publication Critical patent/EP0223895B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/08—Bending, e.g. for straightening rails or rail joints

Definitions

  • the invention relates to a machine arrangement for "plastically" bending up and down the ends of welded or non-welded rails in the region of the rail joints of rails laid by means of a height-adjustable bending device with a drive mechanism on a machine frame that can be moved via rail trolleys Height-adjustable support frame, which is provided with hydraulic rams which can be placed against the rail running surface and is hydraulically actuated and height-adjustable as pistons of a cylinder-piston arrangement and has gripping tools which are designed to grip the rail and can be hydraulically actuated.
  • a bending device for bending the ends of installed rails in the region of butt joints - according to AT-A-334 943 by the same applicant - is known in order to bend the rail joints, which have been reduced by the tensile load, back up to the rail level.
  • This bending device consists of a support frame guided on the track by two spaced-apart undercarriages, which can be adjusted by height adjustment drives to the machine frame of a machine that can be moved on the track.
  • a pliers-like or hook-like gripping tool is provided for gripping the rails, the height of which can be adjusted by a hydraulic cylinder-piston drive for upward bending or lifting of 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 gripping tool on the supporting frame.
  • the holding rollers resting on the rail ends - together with the transducer - are raised together with the scanning element until the signal emitted by the transducer corresponds to the preset target value.
  • the entire bending process is advantageously carried out in a single operation.
  • a mobile track tamping machine with a bending device for plastic bending of the rail ends in the region of joints of rails laid is also known.
  • This consists of a support frame articulated on the machine frame and height-adjustable via a drive, at the longitudinal ends of which is arranged a pressure stamp designed as a piston of a hydraulic cylinder-piston arrangement, which can be applied to the rail travel surface and serves as an abutment.
  • a lifting hook is provided as a gripping tool, which is designed to be pivotable transversely to the longitudinal direction of the machine and is vertically adjustable in a vertical guide slot of the supporting frame for engagement.
  • a guide roller that can be unrolled on the rail head and a pair of lifting rollers on the support frame are also arranged, so that this device can also be used as a track lifting / straightening unit for lifting and straightening the track into the desired position.
  • the size of the bending moment effective in the vertical longitudinal plane of the rail can be changed individually by adjusting the height of the pressure stamp. Heavily retracted rail joints can be bent slightly up to above the rail level. This bending device has already proven itself well in use.
  • a bending device is known with three pliers-like gripping tools arranged one behind the other in the longitudinal direction of the rail for bending rails up and down. These are articulated on a first support, which is connected to a second support located underneath via two hydraulic cylinders. This second support can be supported on the rail surface by means of columnar pressure stamps. For a change from an upward to a downward bend, the two outer pressure rams have to be removed and a central pressure ram has to be installed, so that the handling of this bending device is rather cumbersome and is not suitable for high bending forces.
  • Such rail bending device are used in particular for welded rails in the area of the rail joints of laid rails, which were previously processed with mobile welding machines - for example according to AT-A-357 594 or AT-A-357 595.
  • These track construction machines which are provided with their own travel drive, for welding the two rail ends in the joint area of laid rails of a track have an elongated machine frame which is supported at the end on bogie bogies.
  • a height-adjustable preheating device, a flash butt welding unit and a welding bead shearing device arranged downstream of the welding device in the machine longitudinal direction are provided on this. With such a machine, all welding work is done in a single mission economically feasible.
  • a rail grinding vehicle - in accordance with AT-A-359 107 - in order to eliminate the irregularities on the rail running surface and the rail flank, before it is brought into an exact target position by a track leveling tamping and straightening machine.
  • a grinding vehicle which consists of two grinding tool groups arranged one behind the other in the longitudinal direction of the machine with a number of slider stones, which are set by a drive device in a reciprocating working movement in the longitudinal direction of the rail, superimposed on the vehicle's right of way.
  • a tamping machine for tamping the transverse sleepers of a track - according to AT-A-339 360 by the same applicant - is known, in which a holding device to be tamped against the desired position is provided in the area of the tamping unit above the rail.
  • This is designed as an abutment beam which extends in the longitudinal direction of the track and has three support points and which is connected to hydraulic drives in the region of its two ends.
  • Such a holding device can also be used for the treatment of downwardly bent rail ends in the region of butt joints. As a result, an intentional elevation in the area of the joint counteracts the tendency of the rail ends to bend downward due to their lower strength under load.
  • the object of the invention is to provide a machine arrangement of the type described at the outset for bending rail ends of laid rails, with which an improved and permanent rail joint height can be achieved.
  • the object of the invention is now achieved with the machine arrangement described at the outset with gripping tools designed for gripping the rail and which can be acted upon hydraulically in that three such gripping tools arranged one behind the other in the longitudinal direction of the rail are each assigned a pressure stamp, in the longitudinal direction of the rail on both sides of the one - arranged centrally and as a piston a hydraulic cylinder-piston arrangement connected to the supporting frame - pressure stamp is provided for each of the other two such hydraulic plungers serving as abutments, and that the bending device is symmetrical with respect to the longitudinal vertical plane of the rail.
  • each gripping tool is formed by two bending pliers opposite one another transversely to the longitudinal direction of the supporting frame, each bending pliers designed to engage under the rail head and pivotably mounted on the supporting frame about an axis running in the longitudinal direction of the machine with its own hydraulic Pivotal drive is connected, and preferably the end of the bending pliers or the gripping tool opposite the hook-side end is in each case in an elongated hole with a vertical longitudinal axis of a guide arm connected to the support frame is pivotally mounted.
  • the design of the gripping tools for attack directly on the rail head makes it possible to grasp the rail ends particularly quickly, regardless of the threshold distance and without any preparatory work.
  • the bilateral clamping of the rail head results in symmetrical force transmission with respect to the longitudinal vertical plane of the rails due to the opposing bending tongs in Querric.
  • the guidance of the ends of the bending pliers in an elongated hole of a guide arm attached to the support frame enables stable guidance for a wide opening of the opposing bending pliers despite the articulated mounting of the opposite end of the bending pliers on the swivel arm.
  • the contact forces exerted on the bending pliers by the swivel drives can be increased as a result of a lever effect for firm and secure pressing onto the rail head.
  • At least parts of the bending device in particular the middle pair of bending pliers, at least in the area of the contact surface with the rail head and the guide rollers adjoining on both sides and rotatably connected to the support frame about a horizontal axis, for bending up the rail ends - are coated with a highly heat-resistant and high mechanical strength metal alloy.
  • the bending tongs or guide rollers that come into contact with the red-hot glowing rail joint ensure that the up-bending process runs smoothly even when the contact pressure is high due to the very high forces.
  • the bending device for up and down bending of rail joints on a welding machine is arranged with a flash butt welding unit which has an integrated shearing device, which machine is optionally provided with a U-shape for encompassing a Rail section trained, provided with a line for the supply of water cooling tunnel is provided, and that a further bending device for up and in particular downward bending of rail joints is arranged on a tamping machine with a tamping unit and a grinding unit for grinding the rail running surface, preferably the Darning unit is subordinate.
  • the bending device arranged on the welding machine while avoiding loss of time, can advantageously be carried out immediately after the welding and welding bead shearing off the rail joint while it is still glowing from the weld, so that no residual stresses in the rail ends be introduced.
  • the tamping machine can be used to carry out the additional work required only after the welded rail ends have cooled, namely bending downwards and, in order to achieve an improved joint geometry, an exact grinding of the rail joint and tamping.
  • the tamping machine is used to achieve natural cooling of the rail joint heated by the welding only after a corresponding time interval.
  • the bending device for bending rail joints up and down is arranged on a welding machine with a flash butt welding unit having an integrated shearing device, which machine is optionally provided with a cooling tunnel, a further bending device for upward and in particular downward bending of rail joints on a mobile machine with a grinding unit for grinding the rail running surface and with a device for inserting intermediate layers between the rail and the base plate and with a screwing device.
  • This simpler machine combination is characterized in particular by the fact that a particularly simple machine can be used economically to carry out the finishing work for a precise and permanent impact position. While with the grinding unit it is possible to grind the downward curved, exaggerated rail joint, the device for inserting intermediate layers becomes highly compressed due to the original lowering of the rail joint Keep the sleeper support unchanged and correct the altitude by inserting intermediate layers.
  • the machine arrangement can also be designed in accordance with the invention in such a way that, in addition to the bending device, a cooling tunnel connected to a water tank, a warming tunnel connected to gas cylinders and a grinding unit and optionally a welding bead shearing device are provided.
  • This machine arrangement is particularly suitable for the complete treatment of already welded rail joints and is characterized by a particularly simple design. Since there are facilities for both warming up and cooling down the rail ends, they can be bent free of tension immediately after heating and bent back down after cooling with residual stresses.
  • the invention further relates to a particularly advantageous method for the plastic bending of the rails, which are connected by a fusion welded rail ends, in the region of butt joints, these rail ends possibly only being welded immediately beforehand with the aid of the bending device by supporting only two spaced-apart abutment pressure stamps on the rail running surface and grasping the centrally located welded rail joint by means of a gripping tool or a pair of bending pliers with plastic deformation to a desired height of elevation above the zero level of the rails are lifted using one of the aforementioned machine arrangements according to the invention.
  • the method is characterized according to the invention in that the rail joint is bent up in the course of the welding process while it is still glowing or, in the case of rails that have already been welded, in a heated state, preferably 300 ° C., and then the upwardly bent rail joint is cooled at least approximately to ambient temperature and subject to conditions of the pressure stamp on the rail running surface in the area of the rail joint as well as grasping the rail head on both sides by the two outer gripping tools or bending pliers arranged on both sides of the pressure stamp, down to a slight elevation back to the original zero level in the longitudinal vertical plane of the rail, whereupon the rail joint is ground down to zero level in the area of the driving surface.
  • the fatigue strength thereof is substantially improved by the fact that a plastic cold deformation in the direction of the sleepers creates pre-stresses which correspond to the direction of the load Counteract train traffic and thus prevent premature lowering of the rail joint. It is essential that the rail joint is only bent up when the rail is red-hot or when the rail ends are already welded, after a correspondingly high degree of heating, so that no residual stresses are introduced during this first bending.
  • the bent rail joint can be cooled with water to accelerate the subsequent bend towards the sleepers, whereby a largely symmetrical sprinkling prevents adverse lateral distortion.
  • a further increase in fatigue strength can be achieved by bending the rail joint downwards to a slight cant and then grinding the rail joint to the exact zero position.
  • a preferred embodiment of the method consists in that the rail joint which has already been welded but reheated at least approximately stress-free by supplying heat (for example up to 300 ° C.) - with a longitudinal distance of approximately 1.2 m between the two abutments resting on the rail running surface.
  • Printing stamp - is bent up about 10 mm by plastic deformation and, if necessary, is also aligned in the horizontal direction by lateral bending.
  • the heating of the rail ends for tension-free bending can also be used in a particularly economical manner for lateral alignment of the rail joint, so that an exact rail joint geometry is present after the bending process has ended.
  • the tension-free heated rail joint for example up to 300 ° C, can be raised by a preselected amount of cant and, with the central pressure stamp on the rail joint and applying the outer gripping tools to the rail head, cooled to approximately ambient temperature, after which the rail joint is cooled with continuous measurement of the displacement or bending value in relation to a measuring base formed by the two outer gripping tools which grip the rail head, step by step to a small, preselected amount of cant, preferably by a few A tenth of a millimeter is bent back, whereby the pressure ram is relieved between the individual bending stages - while maintaining the clamping of the rail head between the gripping tools - and the bending values are automatically reduced with increasing proximity to the preselected amount of excess depending on the measured values taken in the unloaded state.
  • FIGS. 1 to 5 an advantageous combination of such a machine arrangement or group
  • FIGS. 6 and 7 a further combination variant of such a machine arrangement demonstrate.
  • a tamping machine 1 shown in FIG. 1 can be moved on a track formed by rails 2 and concrete sleepers 3.
  • This tamping machine 1 essentially consists of a machine frame 5 supported on rail bogies 4 with a drive 6, a control device 7 and a leveling and straightening reference system 8 with a scanning roller 9.
  • a work cabin 10 is provided between two end cabins.
  • a bending device 12 is arranged for the plastic downward bending of the ends of these rails 2, which can be adjusted in height by means of a height adjustment drive 13.
  • This bending device 12, which can be unrolled or guided by guide rollers on the track, is described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • a tamping unit 15 which is height-adjustable by means of an adjustment drive 14 with tamping tools which can be provided and vibrated by means of auxiliary drives.
  • a grinding unit 16 is also provided as the last working unit, which is connected to the machine frame 5 of the tamping machine 1 via height adjustment drives 17 and a crank drive 18.
  • sliding blocks 19 are provided which are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the rail and can be vibrated in the longitudinal direction of the track.
  • the self-propelled machine 20 in FIG. 2 consists of a machine frame 22 supported on rail undercarriages 21 with a drive 23 and a central control device 24 arranged in a cabin. Between the two rail undercarriages 21 in a section of the machine frame 22 which is cranked upwards, one is under construction Function and the same bending device 12 arranged according to FIG. 1 and adjustable in height along a vertical guide 25.
  • a warming-up or cooling tunnel 27, 26 is arranged on both longitudinal sides of the bending device 12, which is pivotably articulated on the machine frame 22 about an axis running in the longitudinal direction of the machine and is connected to a swivel drive 28.
  • each tunnel 26, 27 is U-shaped for encompassing the rails 2 forming a rail joint 29 and has a large number of nozzles which are connected via lines 30 to a water tank 31 or gas bottles 32.
  • a valve 33 or a pump 34 is arranged in the lines 30 and is connected to the central control device 24 for remote control.
  • a welding bead shearing device 35 is arranged in front of the undercarriage 21 provided beneath the cabin, which is slidably mounted on a vertical guide 36 connected to the undercarriage 21 and is connected to a height adjustment drive 37.
  • the shearing blades 38 which can be pivoted about a vertical axis on a shaving head, can be placed against the rail 2 over the entire circumference of the rail profile and can be displaced longitudinally by two adjusting cylinders 39 arranged on both sides of the rail 2.
  • a grinding unit 40 with sliding blocks 41 arranged one behind the other in the longitudinal direction of the rail for grinding off the rail running surface.
  • the grinding unit 40 is for height adjustment connected to a pendulum drive 43 with a drive 42 and to form a reciprocating vibration working movement running in the longitudinal direction of the rail, which acts on the rail additionally or during the continuous forward movement of the machine.
  • FIG. 3 shows a welding machine 44, which is only partially shown, with a bogie chassis 45 and a drive 46.
  • a flash butt welding unit 47 can be pivoted for welding the installed rails 2 by means of a lever arm and a drive projecting out of the cabin or into it.
  • the bending device 12 shown in detail in FIGS. 4 and 5 and arranged centrally above the rail joint 29 of the rail 2 consists of a support frame 48 which extends in the longitudinal direction of the rail and which is articulatedly connected to a cantilever arm 49 which is adjustable in height on the chassis frame.
  • the supporting frame 48 consists of two mutually parallel supporting plates 51 which are connected to one another by transverse plates 50 and on which two pairs of lifting rollers 52 which can be pivoted about an axis running in the longitudinal direction of the frame are mounted with lifting plates designed for engagement under the rail head and two guide rollers 53 with a double flange.
  • abutment plungers 55 which are arranged at equal distances from one another and are height-adjustable in a hydraulic cylinder 54, the hydraulic cylinders 54 being supported on a horizontal plate connected to the two support plates 51.
  • gripping tools 56 are provided in the area of a pressure ram 55, which are formed by two bending pliers 57 lying opposite one another transversely to the longitudinal side of the supporting frame.
  • the end of the bending pliers 57 opposite the hook-side end is each pivotably mounted in an elongated hole 58 with a vertical longitudinal axis of a guide arm 59 connected to the support frame.
  • Each bending pliers 57 is articulated in the end region on the hook side via an axis 60 to a swivel arm 61 which is mounted on the cross plate 50 with its upper end so as to be pivotable about an axis running in the longitudinal direction of the frame.
  • each bending pliers 57 is connected to its own pivoting drive 62, which is articulated on the support frame 48 via a support arm 63.
  • the pivot drives 62 are not shown in FIG. 4 for the sake of a better overview.
  • a measuring device 64 measuring the deformation or bending path is provided, which consists of two height-adjustable buttons 65 on the support frame 48 on both sides of the middle pair of gripping tools 56 and one button - arranged on the end with two buttons 56 in the area of the outer pair of gripping tools connected - measuring bar 66 is formed. These two outer buttons lie on a support part 67 connected to the outer pressure rams 55, the two inner buttons 65 lie directly on the rail travel surface (FIG. 5).
  • each of the two outer buttons in the transverse direction are assigned additional buttons for resting on the support part 67.
  • a height-adjustable displacement transducer 68 with an electrical displacement transducer is provided, which is connected with its lower end region to the associated buttons 65 and abuts the measuring beam 66 with its upper end.
  • the support frame 48 with the plungers 55 and the bending pliers 57 is symmetrical with respect to the longitudinal vertical plane 69 of the rails.
  • a welding machine 70 shown in FIG. 6 essentially consists of a machine frame 71 with bogie undercarriages arranged at the ends, an energy supply center, a generator and a travel drive 72. All drives can be remotely controlled from a central control device.
  • the welding machine 70 can be moved on a track formed from rails 73 and transverse sleepers 74 made of wood. With 75 a rail joint is designated.
  • a flash-butt welding unit 76 with an integrated weld bead shearing device 77 is arranged in a section of the machine frame 71 which is designed to be cranked upwards, the welding unit 76 being designed to be height-adjustable via a drive.
  • the bending device 12 already described in more detail in FIGS.
  • This bending device 12 differs slightly from the bending device described in detail in FIGS. 4 and 5 in that the middle pair of bending pliers 57 in the lower end region and the guide rollers 53 have a highly heat-resistant coating 79 in the form of a metal alloy.
  • a U-shaped cooling tunnel 80 designed to enclose the rail 73, which is connected to the machine frame in a height-adjustable manner by drives.
  • This cooling tunnel 80 is connected to a water tank 82 via a line and a pump 81.
  • FIG. 7 shows a further machine 83 which can be moved on the track and has a machine frame 84 which is supported on rail bogies and on which a travel drive 85 and a leveling and straightening reference system 86 are provided.
  • the machine 83 can be moved on a track formed by rails 87 and transverse sleepers 88, intermediate layers 89 for rail leveling being arranged between the sleepers 88 and the rail 87.
  • a screw device 90 is also provided for loosening or fixing the rail fastening screws, and a height-adjustable grinding unit 91 equipped with vibratable slide stones is connected to the machine frame 84 with a crank drive 92.
  • a device 93 is also provided for inserting intermediate layers 89 between rail 87 and the base plate lying on the threshold.
  • This device 93 which is height-adjustable by a drive 94, has two pairs of lifting rollers arranged on a tool frame for gripping the rail head and a pivoting device 95 which can be rotated about a vertical axis by a crank drive.
  • a support shoe is provided for supporting the intermediate layers 89, which can be displaced from the support shoe in the machine or rail longitudinal direction by a pressure plate 96 connected to a drive.
  • a highly schematically illustrated bending device 12 Arranged on the projecting section of the machine frame 84 is a highly schematically illustrated bending device 12, in particular designed for plastic downward bending, which is essentially identical in construction and function to the bending devices already described, in particular according to FIGS. 5 and 6, and which is connected to the machine frame 84 in a height-adjustable manner by a drive.
  • the first step is carried out by the welding machine 44 (FIG. 3) in that the rail ends are welded to one another in the region of the rail joint 29 while the welding unit 47 is being extended and lowered.
  • the further machine 20 is moved to the rail joint 29 in the working direction indicated by an arrow, and the welding bead formed by the welding is cut off by lowering the shearing device 35 and applying the cutting knife 38 to the rail 2.
  • the bending device 12 becomes centered above the rail joint (FIG. 2) and, when the gripping tools 56 and lifting rollers 52 are spread apart, lowered onto the rail 2 until the guide rollers 53 rest thereon.
  • the pivoting drives 62 of the two middle bending pliers 57 are actuated in such a way that they are pressed against the rail 2 below the rail head.
  • the other two pairs of bending pliers remain spread apart.
  • the two outer abutment plungers 55 are pressed against the running surface of the rail 2 by actuating the hydraulic cylinder 54. This results in a lifting of the entire bending device 12 and an upward bending of the rail joint 29 detected by the central bending pliers 57 (FIGS. 4 and 5).
  • This bending process takes place in the state of the rail joint 29 still heated by the welding process, so that the entire upward bend is largely stress-free.
  • the bending path is expediently about 10 mm.
  • the heated rail ends are cooled down symmetrically by pivoting the cooling tunnel 26 into the position shown in FIG. 2 by spraying water onto both longitudinal sides of the rail.
  • the cooling can also take place through the ambient air, however, a longer period of time is required.
  • the next work step is carried out by the tamping machine 1, in that it is moved with its bending device 12 over the tension-free bent rail joint 29 (FIG. 1).
  • the pairs of bending pliers 57 arranged at the end in the longitudinal direction of the machine are pressed against the rail head, while the bending pliers 57 of the middle pair of bending pliers remain spread apart, ie are not in engagement with the rail 2.
  • the middle pressure stamp 55 in the area of the rail joint 29 is lowered onto the running surface of the rail 2, there is a downward bending of the rail joint 29 with the formation of residual stresses.
  • This downward bending advantageously takes place gradually, between the Pressure relief is carried out for each bending step in order to be able to determine and measure the actual plastic bending path after the elastic part of the bending has been eliminated.
  • the bending path becomes smaller as the approach to the zero level of the rail 2 increases, in order to avoid overbending.
  • the downward bend is completed as soon as a slight elevation of a few tenths of a millimeter above the zero level of the rail 2 is reached. Then the tamping machine 1 is moved in the direction shown by the arrow 11 until the Stuffing unit 15 is centered over the rail joint 29.
  • the rail joint 29 which is a few tenths of a millimeter higher, is ground off by the grinding unit 16 is the treatment of the rail joint 29 to increase the fatigue strength and to create an exact rail joint geometry and an accurate and durable sleeper support in the region of the rail joint 29.
  • the welding bead formed in this process is immediately cut off with the aid of the integrated shearing device 77. Subsequently, the rail joint is bent up by the bending device 12 and by lowering the cooling tunnel 80 via the rail ends welded to one another (FIG. 6) and a corresponding supply of water from the water tank 82, an accelerated cooling. This process can also be omitted, however, by the required Cooling by a later use of the machine 83 takes place naturally with the help of the ambient air.
  • the machine 83 is moved in the direction indicated by the arrow to the rail joint and, with the aid of the projecting bending device 12, it is bent downward to a slight elevation in the manner described. This slight elevation is then ground off with the help of the grinding unit 91, so that an exact zero position of the rail joint 75 is reached.
  • one or more intermediate layers 89 are inserted in the area of the rail joint 75 between the rail and the base plate instead of a tamping.
  • the required number of intermediate layers 89 is placed on the support shoe of the device 93 and the pivoting device 95 is pivoted inward in the direction indicated by a dashed arrow by means of the crank drive, so that the intermediate layers are pressed with the aid of the pressure plate 96 connected to a cylinder 89 can be inserted between the rail and the base plate.
  • the track is held in the desired height position with the aid of the lifting roller pairs arranged on the device 93 and the associated leveling-leveling reference system 86.
  • the rail fastening means are fastened with the aid of the screwing device 90.
  • the bent rail joint is bent downwards with the aid of the bending device arranged on the tamping machine 1 12.
  • the treated rail joint is then immediately stuffed and ground exactly to the zero level of the rails with the aid of the grinding unit 16
  • the first work step is to warm up the rail ends by pivoting the warm-up tunnel 27 of the machine 20 over the rail joint 29.
  • the rail joint 29 is preferably heated to approximately 300 ° C.
  • the heated rail ends are then bent up by lowering the bending device 12 of the machine 20 onto the rail 2.
  • the cooling tunnel 26 can be used for immediate cooling. However, this can also - as already mentioned - take place naturally through a later use of the tamping machine 1
  • the bent rail joint 29 has cooled approximately to ambient temperature, it is bent down with the aid of the bending device 12 arranged on the tamping machine 1 and then by the Stuffing unit 15 supports. The remaining slight excess is ground down again by the grinding unit 16 arranged at the end.
  • This machine arrangement differs from that mentioned in section D in that instead of the tamping machine 1, the machine 83 according to FIG. 7 is used to introduce intermediate layers 94.
  • the subsequent upward bend and the subsequent cooling of the heated rail joint 29, the plastic bending downward can advantageously also be carried out by the same bending device 12.
  • the remaining slight excess is then ground off with the aid of the grinding unit 40 arranged at the end.
  • the sleepers 3 arranged in the region of the rail joint 29 are only tamped for. B. as part of an already planned track work.

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  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Maschinenanordnung zum "plastischen" Auf- bzw. Abwärtsbiegen der Enden von verschweißten bzw. nicht verschweißten Schienen im Bereich der Schienenstöße verlegter Gleise mittels einer auf einem über Schienenfahrwerke verfahrbaren Maschinenrahmen der Höhe nach verstellbar angeordneten Biege-Vorrichtung mit einem über einen Antrieb höhenverstellbaren Tragrahmen, der mit gegen die Schienenfahrfläche anlegbaren, hydraulisch beaufschlag- und höhenverstellbaren als Kolben einer Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildeten Druckstempeln versehen ist und zum Erfassen der Schiene ausgebildete und hydraulisch beaufschlagbare Greifwerkzeuge aufweist.
  • Es ist eine Biege-Vorrichtung zum Biegen der Enden verlegter Schienen im Bereich von Stoßstellen - gemäß AT-A-334 943 der gleichen Anmelderin - bekannt, um die durch die Zugbelastung abgesenkten Schienenstöße wieder auf das Schienenniveau nach oben zurückzubiegen. Diese Biege-Vorrichtung besteht aus einem über zwei voneinander distanzierte Fahrwerke am Gleis geführten Tragrahmen, der durch Höhenverstellantriebe zu dem Maschinenrahmen einer gleisfahrbaren Maschine verstellbar ist. Mittig zwischen diesen beim plastischen Biegen bzw. Deformieren der Schienenenden als Widerlager dienenden Fahrwerken ist ein zangen- oder hakenartiges Greifwerkzeug zum Erfassen der Schienen vorgesehen, das zum Aufwärtsbiegen oder Anheben der Schienenenden durch einen hydraulischen Zylinder-Kolben-Antrieb der Höhe nach verstellbar ist. Beidseits des Greifwerkzeuges ist jeweils eine höhenverstellbare und durch eine Fixier- bzw. Feststellvorrichtung mechanisch blockierbare Halterolle am Tragrahmen angeordnet. Zur Steuerung der verschiedenen Antriebe der Biege-Vorrichtung 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 Greifwerkzeuges werden die auf den Schienenenden aufliegenden Halterollen - unter Verstellung des Meßwertwandlers - mitsamt dem Abtastorgan angehoben, bis das vom Wandler abgegebene Signal mit dem voreingestellten Soll-Wert übereinstimmt. Der gesamte Biegevorgang wird zweckmäßigerweise in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt.
  • Es ist weiters - gemäß AT-A-348 569 (GB-A-1 540 199) der gleichen Anmelderin - auch eine fahrbare Gleisstopfmaschine mit einer Biege-Vorrichtung zum plastischen Aufbiegen der Schienenenden im Bereich von Stoßstellen verlegter Schienen bekannt. Diese besteht aus einem am Maschinenrahmen angelenkten und über einen Antrieb höhenverstellbaren Tragrahmen, an dessen Längsenden jeweils ein als Kolben einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildeter, an die Schienenfahrfläche anlegbarer und als Widerlager dienender Druckstempel angeordnet ist. Zwischen diesen ist als Greifwerkzeug ein zum Biegen dienender Hebehaken vorgesehen, der zum Angriff unterhalb des Schienenfußes quer zur Maschinenlängsrichtung verschwenkbar ausgebildet und in einem vertikalen Führungsschlitz des Tragrahmens höhenverstellbar gelagert ist. Zwischen Hebehaken und Druckstempel ist weiters jeweils eine am Schienenkopf abrollbare Führungsrolle sowie ein Heberollenpaar am Tragrahmen angeordnet, so daß diese Einrichtung auch als Gleishebe-Richtaggregat zum Heben und Richten des Gleises in die Soll-Lage einsetzbar ist. Beim Biegevorgang ist die Größe des in der vertikalen Schienenlängsebene wirksamen Biegemomentes durch die Höhenverstellung der Druckstempel individuell veränderbar. Stark eingefahrene Schienenstöße können geringfügig bis über das Schienen-Niveau hinaus aufgebogen werden. Diese Biege-Vorrichtung hat sich im Einsatz bereits gut bewährt.
  • Es ist - gemäß EP-A-0 127 935 - eine Biege-Vorrichtung mit drei in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordneten, zangenartigen Greifwerkzeugen zum Auf- und Abwärtsbiegen von Schienen bekannt. Diese sind auf einem ersten Träger gelenkig befestigt, der über zwei Hydraulik-Zylinder mit einem darunterbefindlichen zweiten Träger verbunden ist. Dieser zweite Träger ist über säulenförmige Druckstempel auf der Schienenoberfläche abstützbar. Für einen Wechsel von einer Aufwärts- zu einer Abwärtsbiegung ist eine Entfernung der beiden äußeren Druckstempel und eine Montage eines mittigen Druckstempels erforderlich, so daß die Handhabung dieser Biege-Vorrichtung ziemlich umständlich und nicht für hohe Biegekräfte geeignet ist.
  • Derartige Schienen-Biege-Vorrichtung werden insbesondere für verschweißte Schienen im Bereich der Schienenstöße verlegter Gleise eingesetzt, welche zuvor mit fahrbaren Schweißmaschinen - beispielsweise gemäß AT-A-357 594 oder AT-A-357 595 - bearbeitet wurden. Diese mit einem eigenen Fahrantrieb versehenen Gleisbaumaschinen zum Verschweißen der beiden Schienenenden im Stoßbereich von verlegten Schienen eines Gleises weisen einen langgestreckten und endseitig auf Drehgestellfahrwerken abgestützten Maschinenrahmen auf. An diesem sind eine höhenverstellbare Vorwärmvorrichtung, ein Abbrennstumpf-Schweißaggregat sowie eine in Maschinenlängsrichtung der Schweißeinrichtung nachgeordnete Schweißwulst-Abschervorrichtung vorgesehen. Mit einer solchen Maschine sind im Rahmen einer einzigen Einsatzfahrt alle anfallenden Schweißarbeiten in wirtschaftlicher Weise durchführbar.
  • Nach der Verschweißung dieser Schienenenden eines verlegten Gleises entweder unmittelbar danach oder auch nach einem längeren Zeitraum, wird das Gleis an diesen Stellen durch ein Schienenschleiffahrzeug - gemäß AT-A-359 107 - bearbeitet, um die Unregelmäßigkeiten an der Schienenfahrfläche und der Schienenflanke zu beseitigen, bevor es durch eine Gleisnivellier-Stopf- und Richtmaschine in eine genaue Soll-Lage verbracht wird. Beispielsweise wird ein Schleiffahrzeug eingesetzt, welches aus jeweils zwei, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten Schleifwerkzeug-Gruppen mit einer Anzahl von Rutschersteinen besteht, die durch eine Antriebseinrichtung in eine in Schienenlängsrichtung hin- und hergehende, der Arbeitsvorfahrt des Fahrzeuges überlagerte Arbeitsbewegung versetzt werden.
  • Es ist schließlich eine Stopfmaschine zum Unterstopfen der Querschwellen eines Gleises - gemäß AT-A-339 360 der gleichen Anmelderin - bekannt, bei der im Bereich des Stopfaggregates über der Schiene eine das zu unterstopfende Gleis gegen die Soll-Lage zu begrenzende Haltevorrichtung vorgesehen ist. Diese ist als sich in Gleislängsrichtung erstreckender, drei Abstützstellen aufweisender Widerlagerbalken ausgebildet, der im Bereich seiner beiden Enden mit Hydraulik-Antrieben verbunden ist. Eine solche Haltevorrichtung ist auch zur Behandlung von abwärtsgebogenen Schienenenden im Bereich von Stoßstellen einsetzbar. Dadurch wird durch eine beabsichtigte Überhöhung im Bereich der Stoßstelle der Neigung der Schienenenden, sich auf Grund ihrer geringeren Festigkeit bei Belastung abwärtszubiegen, entgegengewirkt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Maschinenanordnung der eingangs beschriebenen Art zum Biegen von Schienenenden verlegter Schienen zu schaffen, mit der eine verbesserte und dauerhafte Schienenstoß-Höhenlage erzielbar ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird nun mit der eingangs beschriebenen Maschinenanordnung mit zum Erfassen der Schiene ausgebildeten und hydraulisch beaufschlagbaren Greifwerkzeugen dadurch gelöst, daß drei solchen in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordneten Greifwerkzeugen je ein Druckstempel zugeordnet ist, wobei in Schienenlängsrichtung beidseitig des einen - mittig angeordneten und als Kolben einer mit dem Tragrahmen verbundenen Hydraulik-Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildeten - Druckstempels je einer der beiden anderen derartiger als Widerlager dienender, hydraulisch beaufschlagbarer Druckstempel vorgesehen ist, und daß die Biege-Vorrichtung in bezug auf die Schienen-Längsvertikalebene symmetrisch ausgebildet ist. Mit einer derartigen, im Aufbau konstruktiv relativ einfachen Dreifach-Anordnung eines jeweils mit einem hydraulischen, als Kolben einer Hydraulik-Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildeten Druckstempel ergänzten Greifwerkzeuges sind die miteinander verschweißten Schienenenden mit ein und derselben Vorrichtung sowohl auf- als auch wieder abwärts biegbar, wobei in besonders vorteilhafter Weise für die Umkehr der Biegerichtung keinerlei Umrüstarbeiten od. dgl. erforderlich sind. Für die Umkehr der Biegerichtung zum Abwärts-Biegen der aufgebogenen Schienenenden ist lediglich ein Anlegen der beiden äußeren Greifwerkzeuge an die Schiene unter gleichzeitiger Auflage des mittleren Druckstempels auf den Schienenstoß erforderlich. Dabei ist es für eine gleichmäßige Biegung besonders vorteilhaft, daß die Distanz der beiden äußeren, beim Aufbiegen durch die Druckstempel und beim Abwärts-Biegen durch die äußeren Greifwerkzeuge gebildeten - Widerlager unverändert bleibt. Mit dieser Ausbildung ist ein Abwärts-Biegen bzw. eine bleibende plastische Deformation der Enden von verlegten Schienen erzielbar bzw. sind auch sehr hohe Biegekräfte in Richtung zu den Schwellen übertragbar, wodurch spannungsfrei aufgebogene Schienenstöße unter Einwirkung von gegen die abwärts verlaufende Biegerichtung wirksamen Eigenspannungen in die Schienenenden wieder abwärts gegen das Null-Niveau der Schienen zurückgebogen werden können. Mit diesen induzierten Eigenspannungen wird nun die Ermüdungsfestigkeit der Schienenstöße wesentlich verbessert. Dabei dienen die beidseits des Schienenstoßes angeordneten und mit dem Tragrahmen verbundenen Greifwerkzeuge als den Biegebereich begrenzende Widerlager, mit denen ein sicheres und rasches Erfassen der Schienenenden möglich ist. Durch die mittige Anordnung des Druckstempels zwischen den Greifwerkzeugen ist beim Abwärts-Biegen eine symmetrische Kraftverteilung auf beide Schienenenden zur Erzielung gleich hoher Eigenspannungen für eine dauerhafte und genaue Lage des Schienenstoßes gewährleistet. Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Maschinenanordnung sind demnach in besonders vorteilhafter Weise unter lediglich geringem konstruktiven Aufwand höchste Biegekräfte für eine genaue und kontrollierte Abwärts-Biegung der Schienenenden aufbring- bzw. übertragbar.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführung nach der Erfindung besteht darin, daß jedes Greifwerkzeug durch zwei quer zur Tragrahmen-Längsrichtung einander gegenüberliegende Biegezangen gebildet ist, wobei jede zum Angriff unter dem Schienenkopf ausgebildete und am Tragrahmen um eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar gelagerte Biegezange mit einem eigenen hydraulischen Verschwenkantrieb verbunden ist und wobei vorzugsweise das dem hakenseitigen Ende gegenüberliegende Ende der Biegezange bzw. des Greifwerkzeuges jeweils in einem Langloch mit einer vertikalen Längsachse eines mit dem Tragrahmen verbundenen Führungsarmes verschwenkbar gelagert ist. Durch die Ausbildung der Greifwerkzeuge zum Angriff direkt am Schienenkopf ist - völlig unabhängig vom Schwellenabstand sowie ohne irgendwelche Vorarbeiten - ein besonders rasches Erfassen der Schienenenden möglich. Bei der Biegung kommt es infolge der beidseitigen Einspannung des Schienenkopfes durch die in Querric lung einander gegenüberliegenden Biegezangen zu einer symmetrischen Kraftübertragung in bezug auf die Schienen-Längsvertikalebene. Die Führung der Biegezangenenden in einem Langloch eines am Tragrahmen befestigten Führungsarmes ermöglicht trotz der gelenkigen Lagerung des gegenüberliegenden hakenseitigen Biegezangenendes am Schwenkarm eine stabile Führung für eine weite Öffnung der einander gegenüberliegenden Biegezangen. Dabei sind die durch die Verschwenkantriebe auf die Biegezangen einwirkenden Anpreßkräfte infolge einer Hebelwirkung für ein festes und sicheres Anpressen an den Schienenkopf verstärkbar.
  • Nach einem weiteren zweckmäßigen Merkmal der Erfindung ist jeweils zwischen einem in Tragrahmen-Längsrichtung voneinander distanzierten Greifwerkzeug- und Druckstempel-Paar eine Führungsrolle mit Doppelflansch und ein quer zur Rahmen-Längsrichtung beistellbares, dem Höhenverstell-Antrieb zugeordnetes Heberollen-Paar zum Angriff unter dem Schienenkopf am Tragrahmen angeordnet. Mit einer derartigen, die Funktionsfähigkeit der z. B. auf einer Stopfmaschine angeordneten Biege-Vorrichtung in keiner Weise beeinträchtigenden Ergänzung kann das Gleis unmittelbar nach Behandlung des Schienenstoßes sofort nivelliert, ausgerichtet und zur Schaffung eines geeigneten Schwellenauflagers für eine dauerhafte Abstützung des Schienenstoßes unterstopft werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung werden dadurch erzielt, daß zumindest Teile der Biege-Vorrichtung, insbesondere das mittlere Biegezangen-Paar wenigstens im Bereich der Berührungsfläche mit dem Schienenkopf und die beidseits angrenzenden, um eine horizontale Achse drehbar mit dem Tragrahmen verbundenen Führungsrollen - zum Auf-Biegen der Schienenenden - mit einer hoch hitzebeständigen und eine hohe mechanische Festigkeit aufweisenden Metall-Legierung beschichtet sind. Mit dieser Spezialbeschichtung der mit den von der Verschweißung noch rotglühenden Schienenstoß in Berührung kommenden Biegezangen bzw. Führungsrollen ist auch bei einer durch die sehr hohen Kräfte verursachten starken Anpressung noch ein reibungsloser Ablauf des Auf-Biegevorganges gewährleistet.
  • Entsprechend einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Biege-Vorrichtung zum Auf- und Abwärts-Biegen von Schienenstößen auf einer Schweißmaschine mit einem eine integrierte Abschervorrichtung aufweisenden Abbrennstumpf-Schweißaggregat angeordnet ist, welche Maschine gegebenenfalls mit einem U-förmig zum Umfassen eines Schienenabschnittes ausgebildeten, mit einer Leitung für die Zuführung von Wasser verbundenen Kühltunnel versehen ist, und daß eine weitere Biege-Vorrichtung zum Auf- und insbesondere Abwärts-Biegen von Schienenstößen auf einer Stopfmaschine mit einem Stopfaggregat und einem Schleifaggregat zum Abschleifen der Schienenfahrfläche angeordnet, vorzugsweise dem Stopfaggregat nachgeordnet ist. Mit einer solchen Maschinenkombination ist - unter weitgehend unveränderter Beibehaltung der konstruktiven Ausbildung von im Einsatz bereits bestens bewährten Maschinen - eine komplette Bearbeitung der Schienenenden für eine besonders dauerhafte und exakte Stoßlage möglich. Dabei ist durch die auf der Schweißmaschine angeordnete Biege-Vorrichtung, unter Vermeidung von Zeitverlusten in vorteilhafter Weise sofort nach der Verschweißung und Schweißwulst-Abscherung das Auf-Biegen des Schienenstoßes im von der Schweißung noch glühenden Zustand durchführbar, so daß dabei keinerlei Eigenspannungen in die Schienenenden eingeführt werden. Durch die Stopfmaschine sind die weiteren, erst in abgekühltem Zustand der verschweißten Schienenenden erforderlichen Arbeiten, nämlich das Abwärts-Biegen und zur Erzielung einer verbesserten Stoßgeometrie ein exaktes Abschleifen des Schienenstoßes sowie das Unterstopfen durchführbar. Dabei wird die Stopfmaschine zur Erzielung einer natürlichen Abkühlung des durch die Schweißung erwärmten Schienenstoßes erst nach einem entsprechenden Zeitabstand eingesetzt.
  • Nach einem weiteren zweckmäßigen Merkmal der Erfindung ist die Biege-Vorrichtung zum Auf-und Abwärts-Biegen von Schienenstößen auf einer Schweißmaschine mit einem eine integrierte Abschervorrichtung aufweisenden Abbrennstumpf-Schweißaggregat angeordnet, welche Maschine gegebenenfalls mit einem Kühltunnel versehen ist, wobei eine weitere Biege-Vorrichtung zum Auf- bzw. insbesondere Abwärts-Biegen von Schienenstößen auf einer fahrbaren Maschine mit einem Schleifaggregat zum Abschleifen der Schienenfahrfläche und mit einer Vorrichtung zum Einführen von Zwischenlagen zwischen Schiene und Unterlagsplatte sowie mit einer Schraubeinrichtung angeordnet ist. Diese einfachere Maschinenkombination zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß zur Durchführung der Endarbeiten für eine genaue und dauerhafte Stoßlage in wirtschaftlicher Weise eine besonders einfache Maschine einsetzbar ist. Während mit dem Schleifaggregat das Planschleifen des abwärts gebogenen, überspitzten Schienenstoßes möglich ist, wird durch die Vorrichtung zum Einführen von Zwischenlagen das durch die ursprüngliche Absenkung des Schienenstoßes hochverdichtete Schwellenauflager unverändert beibehalten und die Höhenlage durch Einführen von Zwischenlagen korrigiert.
  • Die Maschinenanordnung kann gemäß der Erfindung auch derart ausgebildet sein, daß zusätzlich zur Biege-Vorrichtung ein mit einem Wassertank in Verbindung stehender Kühltunnel, ein mit Gasflaschen in Verbindung stehender Aufwärmtunnel und ein Schleifaggregat sowie gegebenenfalls eine Schweißwulst-Abschervorrichtung vorgesehen ist. Diese Maschinenanordnung eignet sich insbesondere zur kompletten Behandlung von bereits verschweißten Schienenstössen und zeichnet sich durch eine besonders einfache konstruktive Ausführung aus. Da Einrichtungen sowohl zum Aufwärmen als auch Abkühlen der Schienenenden vorhanden sind, können diese sofort nach Erwärmung spannungsfrei aufgebogen und nach Abkühlung mit Eigenspannungen wieder abwärtsgebogen werden.
  • Die Erfindung bezieht sich weiters auf ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum plastischen Biegen der durch eine Schmelzschweißung miteinander verbundenen Schienenenden verlegter Schienen im Bereich von Stoßstellen, wobei diese gegebenenfalls erst unmittelbar zuvor verschweißten Schienenenden mit Hilfe der Biege-Vorrichtung durch Auflage lediglich zweier voneinander distanzierter Widerlager-Druckstempel auf die Schienenfahrfläche und Erfassen des zwischen diesen mittig liegenden verschweißten Schienenstoßes durch ein Greifwerkzeug bzw. ein Biegezangenpaar unter plastischer Deformierung auf ein gewünschtes Überhöhungsmaß über das Null-Niveau der Schienen hochgehoben werden mit einer der vorgenannten erfindungsgemäßen Maschinenanordnungen. Das Verfahren zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß der Schienenstoß im Zuge des Schweißvorganges in noch glühendem bzw. bei bereits verschweißten Schienen in erwärmtem Zustand, vorzugsweise 300°C, hochgebogen wird und anschliessend der aufwärtsgebogene Schienenstoß zumindest angenähert auf Umgebungstemperatur abgekühlt und unter Auflage des Druckstempels auf die Schienenfahrfläche im Bereich des Schienenstoßes sowie beidseitiges Erfassen des Schienenkopfes durch die beiden, dem Druckstempel beidseits angeordneten äußeren Greifwerkzeuge bzw. Biegezangen bis auf eine geringe Überhöhung wieder auf das ursprüngliche Null-Niveau in der Schienen-Längsvertikalebene abwärtsgebogen wird, worauf der Schienenstoß im Bereich der Fahrfläche genau auf das Null-Niveau abgeschliffen wird. Mit einem derartigen Verfahren wird unter vorteilhaftem Einsatz der erfindungsgemäßen Biege-Vorrichtung sowohl zum Auf- als auch zum Abwärts-Biegen der verschweißten Schienenenden deren Ermüdungsfestigkeit wesentlich verbessert, indem durch eine plastische Kaltdeformierung in Richtung zu den Schwellen Vorspannungen gebildet werden, die der Belastungsrichtung durch den Zugsverkehr entgegenwirken und damit ein vorzeitiges Absenken des Schienenstoßes verhindern. Dabei ist es wesentlich, daß der Schienenstoß noch im vom Schweißen rotglühenden Zustand bzw. bei bereits verschweißten Schienenenden erst nach entsprechend hoher Erwärmung hochgebogen wird, so daß bei dieser ersten Biegung keinerlei Eigenspannungen eingeführt werden. Sobald während einer natürlichen Abkühlung das vollständige Perlit-Gefüge erreicht worden ist, kann der hochgebogene Schienenstoß zur rascheren Durchführung der anschließenden Biegung in Richtung zu den Schwellen mit Wasser beschleunigt abgekühlt werden, wobei durch weitgehend symmetrische Besprengung ein nachteiliges seitliches Verziehen vermieden wird. Durch das Abwärts-Biegen des Schienenstoßes bis auf ein geringes Überhöhungsmaß und das anschließende Abschleifen des Schienenstoßes auf die exakte Null-Lage ist eine weitere Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit erzielbar.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß der bereits verschweißte, aber durch Wärmezufuhr (z. B. bis 300°C) zumindest annähernd spannungsfrei wieder erwärmte Schienenstoß - bei einem Längsabstand von etwa 1,2 m der beiden auf der Schienenfahrfläche aufliegenden Widerlager-Druckstempel - etwa 10 mm durch plastische Deformierung hochgebogen wird und gegebenenfalls zusätzlich auch durch seitliches Verbiegen in horizontaler Richtung ausgerichtet wird. Mit dem Aufwärts-Biegen der Schienenenden in einem derartigen Ausmaß ist - unter Vermeidung einer Überbeanspruchung des verschweißten Schienenstoßes - eine starke Vorspannung zur Erzielung einer besonders hohen und dauerhaften Ermüdungsfestigkeit erreichbar. Dabei ist in besonders wirtschaftlicher Weise das Aufwärmen der Schienenenden für ein spannungsfreies Aufbiegen auch gleichzeitig für ein seitliches Ausrichten des Schienenstoßes ausnützbar, so daß nach Beendigung des Biegevorganges eine exakte Schienenstoßgeometrie vorliegt.
  • Der spannungsfrei, z.B. bis 300°C, erwärmte Schienenstoß kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante des Verfahrens um ein vorgewähltes Überhöhungsmaß hochgehoben und unter Auflage des mittigen Druckstempels auf den Schienenstoß und Anlegen der äußeren Greifwerkzeuge an den Schienenkopf annähernd auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden, wonach der Schienenstoß unter kontinuierlicher Messung des Verschiebeweges bzw. Biegewertes in bezug auf eine durch die beiden äußeren, den Schienenkopf erfassenden Greifwerkzeuge gebildete Meßbasis schrittweise bis auf ein geringes, vorgewähltes Überhöhungsmaß, vorzugsweise um wenige Zehntel-Millimeter zurückgebogen wird, wobei zwischen den einzelnen Biegeschritten - unter Beibehaltung der Einspannung des Schienenkopfes zwischen den Greifwerkzeugen - jeweils eine Entlastung des Druckstempels erfolgt und die Biegewerte automatisch mit zunehmender Näherung zum vorgewählten Überhöhungsmaß in Abhängigkeit von den im entlasteten Zustand abgenommenen Meßwerten verkleinert werden. Mit einer derartigen, schrittweise erfolgenden Biegung ist - unter ständiger Messung des Biegeweges - eine genaue und für alle Schienenstöße gleichmäßige Verformung zur Erzielung einer für sämtliche Schienenstöße gleich hohen Ermüdungsfestigkeit durchführbar. Auf Grund der jeweils nach erfolgter Abwärts-Biegung stattfindenden Druckentlastung kann sofort der tatsächliche plastische Verformungsweg ohne elastischen Anteil festgestellt werden.
  • Die Erfindung wird nun an Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele und verschiedener Maschinenanordnungs-Möglichkeiten näher beschrieben, wobei die Fig. 1 bis 5 eine vorteilhafte Kombination einer solchen Maschinenanordnung bzw. -Gruppe und die Fig. 6 und 7 eine weitere Kombinationsvariante einer solchen Maschinenanordnung zeigen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Stopfmaschine mit einer erfindungsgemäßen Biege-Vorrichtung zum Biegen von Schienenstößen in Seitenansicht,
    • Fig. 2 eine Maschine mit einer Biege-Vorrichtung gemäß der Erfindung, einer Schweißwulst-Abschervorrichtung und einem Schleifaggregat,
    • Fig. 3 einen Teil einer Schweißmaschine mit vorkragendem Schweißaggregat in Seitenansicht,
    • Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der in Fig. 1 und 2 dargestellten Biege-Vorrichtung,
    • Fig. 5 eine Ansicht der Biege-Vorrichtung in Fig. 4 gemäß Pfeil V,
    • Fig. 6 eine Schweißmaschine mit einer Biege-Vorrichtung in Seitenansicht und
    • Fig. 7 eine Maschine mit einer Biege-Vorrichtung gemäß der Erfindung, einer Vorrichtung zum Einführen von Zwischenlagen zwischen Schiene und Unterlagsplatten, einer Schraubeinrichtung und einem Schleifaggregat in jeweils schematisch vereinfachter Darstellung.
  • Eine in Fig. 1 dargestellte Stopfmaschine 1 ist auf einem aus Schienen 2 und Betonschwellen 3 gebildeten Gleis verfahrbar. Diese Stopfmaschine 1 besteht im wesentlichen aus einem auf Schienenfahrwerken 4 abgestützten Maschinenrahmen 5 mit einem Antrieb 6, einer Steuereinrichtung 7 und einem Nivellier- und Richt-Bezugssystem 8 mit einer Abtastrolle 9. Zwischen zwei endseitig angeordneten Fahrkabinen ist eine Arbeitskabine 10 vorgesehen. In der durch einen Pfeil 11 dargestellten Arbeitsrichtung der Stopfmaschine 1 vor der Arbeitskabine 10 ist eine Biege-Vorrichtung 12 zum plastischen Abwärts-Biegen der Enden dieser Schienen 2 angeordnet, die durch einen Höhenverstell-Antrieb 13 höhenverstellbar ist. Diese über Führungsrollen am Gleis abrollbare bzw. geführte Biege-Vorrichtung 12 wird an Hand der Fig. 4 und 5 noch ausführlicher beschrieben. Unmittelbar hinter der Abtastrolle 9 befindet sich ein über einen Verstellantrieb 14 höhenverstellbares Stopfaggregat 15 mit über Beistellantriebe beistellbaren und vibrierbaren Stopfwerkzeugen. Schließlich ist als letztes Arbeitsaggregat noch ein Schleifaggregat 16 vorgesehen, das über Höhenverstell-Antriebe 17 und einen Kurbelantrieb 18 mit dem Maschinenrahmen 5 der Stopfmaschine 1 verbunden ist. Zum Abschleifen der Schienenkopffläche sind in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordnete und in Gleislängsrichtung vibrierbare Rutschersteine 19 vorgesehen.
  • Die selbstfahrbare Maschine 20 in Fig. 2 besteht aus einem auf Schienenfahrwerke 21 abgestützten Maschinenrahmen 22 mit einem Antrieb 23 und einer in einer Kabine angeordneten zentralen Steuereinrichtung 24. Zwischen den beiden Schienenfahrwerken 21 in einem nach oben gekröpften Abschnitt des Maschinenrahmens 22 ist eine, im Aufbau und Funktion gleiche Biege-Vorrichtung 12 gemäß Fig. 1 angeordnet und entlang einer vertikalen Führung 25 höhenverstellbar. Zu beiden Längsseiten der Biege-Vorrichtung 12 ist ein Aufwärm- bzw. Kühltunnel 27, 26 angeordnet, der jeweils um eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar am Maschinenrahmen 22 angelenkt und mit einem Schwenkantrieb 28 verbunden ist. Jeder Tunnel 26, 27 ist im Querschnitt gesehen U-förmig zum Umfassen der einen Schienenstoß 29 bildenden Schienen 2 ausgebildet und weist eine Vielzahl von Düsen auf, die über Leitungen 30 mit einem Wassertank 31 bzw. Gasflaschen 32 in Verbindung stehen. In den Leitungen 30 ist ein Ventil 33 bzw. eine Pumpe 34 angeordnet, das bzw. die zur Fernsteuerung mit der zentralen Steuereinrichtung 24 verbunden ist. Vor dem unterhalb der Kabine vorgesehenen Fahrwerk 21 ist eine Schweißwulst-Abschervorrichtung 35 angeordnet, die auf einer vertikalen, mit dem Fahrwerk 21 verbundenen Führung 36 verschiebbar gelagert und mit einem Höhenverstell-Antrieb 37 verbunden ist. Die um eine vertikale Achse auf einem Abscherkopf verschwenkbaren Abschermesser 38 sind über den gesamten Schienenprofil-Umfang an die Schiene 2 anlegbar und durch zwei beidseits der Schiene 2 angeordnete Verstellzylinder 39 längsverschiebbar. Am gegenüberliegenden Maschinenende ist ein Schleifaggregat 40 mit in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordneten Rutschersteinen 41 zum Abschleifen der Schienenfahrfläche vorgesehen. Das Schleifaggregat 40 ist zur Höhenverstellung mit einem Antrieb 42 und zur Bildung einer in Schienenlängsrichtung verlaufenden, hin- und hergehenden Vibrations-Arbeitsbewegung, die zusätzlich bzw. während der kontinuierlichen Vorwärtsbewegung der Maschine auf die Schiene einwirkt, mit einem Pendelantrieb 43 verbunden.
  • In Fig. 3 ist eine nur teilweise dargestellte Schweißmaschine 44 mit einem Drehgestellfahrwerk 45 und einem Antrieb 46 ersichtlich. Ein Abbrennstumpf-Schweißaggregat 47 ist zum Verschweißen der verlegten Schienen 2 über einen Hebelarm und einen Antrieb vorkragend aus der Kabine bzw. in diese verschwenkbar.
  • Die in den Fig. 4 und 5 im Detail dargestellte, mittig über dem Schienenstoß 29 der Schiene 2 angeordnete Biege-Vorrichtung 12 besteht aus einem sich in Schienenlängsrichtung erstreckenden Tragrahmen 48, der mit einem am Fahrgestellrahmen höhenverstellbar geführten Auslegerarm 49 gelenkig verbunden ist. Der Tragrahmen 48 besteht aus zwei parallel zueinander verlaufenden, durch Querplatten 50 miteinander verbundenen Tragplatten 51, an denen zwei um eine in Rahmenlängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbare Heberollen-Paare 52 mit zum Angriff unter dem Schienenkopf ausgebildeten Hebetellern und zwei Führungsrollen 53 mit Doppelflansch gelagert sind. Mittig zwischen den beiden Tragplatten 51 sind drei in gleichen Abständen zueinander angeordnete, in einem Hydraulik-Zylinder 54 höhenverstellbare Widerlager-Druckstempel 55 vorgesehen, wobei sich die Hydraulik-Zylinder 54 auf einer horizontalen, mit den beiden Tragplatten 51 verbundenen Platte abstützen. An beiden Längsseiten der Biege-Vorrichtung 12 sind jeweils im Bereich eines Druckstempels 55 Greifwerkzeuge 56 vorgesehen, die durch zwei quer zur Tragrahmen-Längsseite einander gegenüberliegende Biegezangen 57 gebildet sind. Das dem hakenseitigen Ende gegenüberliegende Ende der Biegezange 57 ist jeweils in einem Langloch 58 mit einer vertikalen Längsachse eines mit dem Tragrahmen verbundenen Führungsarmes 59 verschwenkbar gelagert. Jede Biegezange 57 ist im hakenseitigen Endbereich über eine Achse 60 mit einem Schwenkarm 61 gelenkig verbunden, der mit seinem oberen Ende um eine in Rahmenlängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar auf der Querplatte 50 gelagert ist.
  • Wie Fig. 5 zeigt, ist jede Biegezange 57 mit einem eigenen Verschwenkantrieb 62 verbunden, der jeweils über einen Tragarm 63 am Tragrahmen 48 angelenkt ist. Die Verschwenkantriebe 62 sind der besseren Übersicht wegen in Fig. 4 nicht dargestellt. Zur Steuerung des Biegevorganges ist eine den Verformungs- bzw. Biegeweg messende Meßvorrichtung 64 vorgesehen, die aus zwei beidseits des mittleren Greifwerkzeug-Paares 56 höhenverstellbar am Tragrahmen 48 geführten Tastern 65 und einem - endseitig mit zwei im Bereich der äußeren Greifwerkzeug-Paare 56 angeordneten Tastern verbundenen - Meßbalken 66 gebildet ist. Diese beiden äußeren Taster liegen auf einem mit den äußeren Druckstempeln 55 verbundenen Abstützteil 67, die beiden inneren Taster 65 liegen direkt auf der Schienenfahrfläche auf (Fig. 5). Den beiden äußeren Tastern in Querrichtung gegenüberliegend sind jeweils weitere Taster zur Auflage auf dem Abstützteil 67 zugeordnet. Beidseits des mittleren Biegezangen-Paares 57 ist ein höhenverstellbarer Verschiebungs-Aufnehmer 68 mit einem elektrischen Wegaufnehmer vorgesehen, der mit seinem unteren Endbereich mit den zugeordneten Tastern 65 verbunden ist und mit seinem oberen Ende an den Meßbalken 66 anliegt. Der Tragrahmen 48 mit den Druckstempeln 55 und den Biegezangen 57 ist in bezug auf die Schienen-Längsvertikalebene 69 symmetrisch ausgebildet.
  • Eine in Fig. 6 ersichtliche Schweißmaschine 70 besteht im wesentlichen aus einem Maschinenrahmen 71 mit endseitig angeordneten Drehgestell-Fahrwerken, einer Energieversorgungszentrale, einem Generator und einem Fahrantrieb 72. Sämtliche Antriebe sind von einer zentralen Steuereinrichtung aus fernsteuerbar. Die Schweißmaschine 70 ist auf einem aus Schienen 73 und Querschwellen 74 aus Holz gebildeten Gleis verfahrbar. Mit 75 ist ein Schienenstoß bezeichnet. In einem nach oben gekröpft ausgebildeten Abschnitt des Maschinenrahmens 71 ist ein Abbrennstumpf-Schweißaggregat 76 mit einer integrierten Schweißwulst-Abschervorrichtung 77 angeordnet, wobei das Schweißaggregat 76 über einen Antrieb höhenverstellbar ausgebildet ist. Unmittelbar anschließend ist die bereits in Fig. 4 und 5 näher beschriebene und im Aufbau und Funktion im wesentlichen gleiche Biege-Vorrichtung 12 zum plastischen Auf- und Abwärts-Biegen der Schienenenden vorgesehen, die über einen Höhenverstell-Antrieb 78 mit dem Maschinenrahmen 71 verbunden ist. Diese Biege-Vorrichtung 12 weicht insofern von der in Fig. 4 und 5 ausführlich beschriebenen Biege-Vorrichtung geringfügig ab, als das mittlere Paar der Biegezangen 57 im unteren Endbereich sowie die Führungsrollen 53 eine hoch hitzebeständige Beschichtung 79 in Form einer Metall-Legierung aufweisen. Zwischen dem Schweißaggregat 76 und dem Drehgestellfahrwerk ist ein U-förmig zum Umfassen der Schiene 73 ausgebildeter Kühltunnel 80 angeordnet, der durch Antriebe höhenverstellbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist. Dieser Kühltunnel 80 steht über eine Leitung und eine Pumpe 81 mit einem Wassertank 82 in Verbindung.
  • Schließlich ist in Fig. 7 eine weitere gleisverfahrbare Maschine 83 mit einem auf Schienenfahrwerke abgestützten Maschinenrahmen 84 ersichtlich, auf welchem ein Fahrantrieb 85 und ein Nivellier- und Richt-Bezugssystem 86 vorgesehen sind. Die Maschine 83 ist auf einem aus Schienen 87 und Querschwellen 88 gebildeten Gleis verfahrbar, wobei zwischen den Schwellen 88 und der Schiene 87 Zwischenlagen 89 zur Schienen-Nivellierung angeordnet sind. Zwischen den beiden Schienenfahrwerken der Maschine 83 ist weiters eine Schraubeinrichtung 90 zum Lösen bzw. Fixieren der Schienenbefestigungsschrauben vorgesehen und ein höhenverstellbares, mit vibrierbaren Rutschersteinen ausgestattetes Schleifaggregat 91 mit einem Kurbelantrieb 92 mit dem Maschinenrahmen 84 verbunden. Außerdem ist noch eine Vorrichtung 93 zum Einführen von Zwischenlagen 89 zwischen Schiene 87 und die auf der Schwelle liegende Unterlagsplatte vorgesehen. Diese durch einen Antrieb 94 höhenverstellbare Vorrichtung 93 weist zwei auf einem Werkzeugrahmen angeordnete Heberollen-Paare zum Erfassen des Schienenkopfes sowie eine durch einen Kurbelantrieb um eine vertikale Achse drehbare Schwenkeinrichtung 95 auf. Im unteren Endbereich dieser Schwenkeinrichtung 95 ist ein Auflageschuh zur Auflage der Zwischenlagen 89 vorgesehen, die durch eine mit einem Antrieb in Verbindung stehende Anpreßplatte 96 in Maschinen- bzw. Schienenlängsrichtung vom Auflageschuh verschiebbar ist. Am vorkragend ausgebildeten Abschnitt des Maschinenrahmens 84 ist eine stark schematisch dargestellte, insbesondere zum plastischen Abwärts-Biegen ausgebildete Biege-Vorrichtung 12 angeordnet, die im Aufbau und der Funktion im wesentlichen gleich den bereits beschriebenen BiegeVorrichtungen, insbesondere nach Fig. 5 und 6, ist und die durch einen Antrieb mit dem Maschinenrahmen 84 höhenverstellbar verbunden ist.
  • Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Biege-Vorrichtung 12 zum Biegen der Schienenstöße von verlegten Gleisen im Rahmen folgender möglicher und vorteilhafter Maschinenanordnungen näher beschrieben.
    • Verfahrensvariante A
  • Machinenanordnungs-Kombination der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Maschinen bzw. Aggregate und Vorrichtungen zum Behandeln nicht verschweißter Schienenstöße:
  • Der erste Arbeitsschritt erfolgt durch die Schweißmaschine 44 (Fig. 3), indem unter Ausfahren und Absenken des Schweißaggregates 47 die Schienenenden im Bereich des Schienenstoßes 29 miteinander verschweißt werden. Unmittelbar anschließend wird die weitere Maschine 20 in der durch einen Pfeil angezeigten Arbeitsrichtung zum Schienenstoß 29 verfahren und durch Absenken der Abschervorrichtung 35 und Anlegen der Abschermesser 38 an die Schiene 2 der durch die Verschweißung gebildete Schweißwulst abgetrennt Nach weiterer kurzer Vorfahrt wird die Biege-Vorrichtung 12 mittig über dem Schienenstoß zentriert (Fig. 2) und bei auseinandergespreizten Greifwerkzeugen 56 und Heberollen 52 auf die Schiene 2 abgesenkt, bis die Führungsrollen 53 auf dieser aufliegen. Um nun den von der Verschweißung noch glühenden Schienenstoß 29 hochbiegen zu können, werden die Verschwenkantriebe 62 der beiden mittleren Biegezangen 57 (Fig. 4 und 5) derartig betätigt, daß diese unterhalb des Schienenkopfes an die Schiene 2 angepreßt werden. Die beiden anderen Biegezangen-Paare bleiben auseinandergespreizt. Gleichzeitig werden die beiden äußeren Widerlager-Druckstempel 55 durch Betätigung des Hydraulik-Zylinders 54 gegen die Fahrfläche der Schiene 2 gepreßt. Dadurch kommt es zu einem Anheben der gesamten Biege-Vorrichtung 12 und zu einer Aufwärts-Biegung des durch die mittleren Biegezangen 57 erfaßten Schienenstoßes 29 (Fig. 4 und 5) Dieser Biegevorgang erfolgt im durch den Schweißvorgang noch erwärmten Zustand des Schienenstoßes 29, so daß die gesamte Aufwärts-Biegung weitgehend spannungsfrei erfolgt. Der Biegeweg beträgt zweckmäßigerweise etwa 10 mm. Sobald nach Auseinanderspreizen der mittleren Biegezangen 57 die Biege-Vorrichtung 12 von der Schiene 2 hochgehoben ist, erfolgt durch Abschwenken des Kühltunnels 26 in die in Fig. 2 dargestellte Lage eine symmetrische Abkühlung der erwärmten Schienenenden, indem auf beide Schienenlängsseiten Wasser gesprüht wird. Die Abkühlung kann aber auch durch die Umgebungsluft erfolgen, wobei jedoch ein längerer Zeitraum erforderlich ist.
  • Der nächste Arbeitsschritt erfolgt durch die Stopfmaschine 1, indem diese mit ihrer Biege-Vorrichtung 12 über den spannungsfrei aufgebogenen Schienenstoß 29 verfahren wird (Fig. 1). Zur Einleitung der Abwärts-Biegung werden die in Maschinenlängsrichtung endseitig angeordneten Biegezangen-Paare 57 an den Schienenkopf angepreßt, während die Biegezangen 57 des mittleren Biegezangen-Paares auseinandergespreizt bleiben, also nicht im Eingriff mit der Schiene 2 sind. Sobald als nächstes nur der mittlere Druckstempel 55 im Bereich des Schienenstoßes 29 auf die Fahrfläche der Schiene 2 abgesenkt wird, kommt es unter Bildung von Eigenspannungen zu einer Abwärts-Biegung des Schienenstoßes 29. Diese Abwärts-Biegung erfolgt in vorteilhafter Weise schrittweise, wobei zwischen den einzelnen Biegeschritten jeweils eine Druckentlastung erfolgt, um nach Wegfall des elastischen Anteils der Biegung den tatsächlichen plastischen Biegeweg feststellen und messen zu können. Dabei wird der Biegeweg mit zunehmender Näherung zum Null-Niveau der Schiene 2 immer kleiner, um ein Überbiegen zu vermeiden. Die Abwärts-Biegung wird abgeschlossen, sobald eine geringfügige Überhöhung von wenigen Zehntel Millimeter über dem Null-Niveau der Schiene 2 erreicht ist. Danach wird die Stopfmaschine 1 in der durch den Pfeil 11 dargestellten Richtung verfahren, bis das Stopfaggregat 15 über den Schienenstoß 29 zentriert ist. Nach Beendigung des Stopfvorganges, bei dem das Gleis unter Zuhilfenahme der gleichzeitig als Gleishebe- und Richtaggregat dienenden Biege-Vorrichtung 12 in die korrekte Soll-Lage verbracht wird, erfolgt das Abschleifen des um einige wenige Zehntel Millimeter überhöhten Schienenstoßes 29 durch das Schleifaggregat 16. Damit ist die Behandlung des Schienenstoßes 29 zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit sowie zur Schaffung einer exakten Schienenstoß-Geometrie und eines genauen und dauerhaften Schwellenauflagers im Bereich des Schienenstoßes 29 abgeschlossen.
    • Verfahrensvariante B
  • Maschinenanordnungs-Kombination der in Fig. 6 und 7 dargestellten Schweißmaschine 70 und der Maschine 83 zur Behandlung noch nicht verschweißter Schienenstöße:
  • Nach erfolgter Verschweißung des Schienenstoßes 75 durch das Abbrennstumpf-Schweißaggregat 76 wird der dabei gebildete Schweißwulst sofort mit Hilfe der integrierten Abschervorrichtung 77 abgetrennt. Anschließend erfolgt die Auf-Biegung des Schienenstoßes durch die Biege-Vorrichtung 12 und durch Absenken des Kühltunnels 80 über die miteinander verschweißten Schienenenden (Fig. 6) und entsprechender Wasserzufuhr aus dem Wassertank 82 eine beschleunigte Abkühlung Dieser Vorgang kann aber auch entfallen, indem die erforderliche Abkühlung durch einen späteren Einsatz der Maschine 83 auf natürliche Weise mit Hilfe der Umgebungsluft erfolgt. Sobald also der aufgebogene Schienenstoß 75 abgekühlt ist, wird die Maschine 83 in der durch den Pfeil angezeigten Richtung zum Schienenstoß verfahren und dieser mit Hilfe der vorkragend angeordneten Biege-Vorrichtung 12 auf die beschriebene Art und Weise bis auf eine geringe Überhöhung abwärtsgebogen. Diese geringfügige Überhöhung wird anschließend mit Hilfe des Schleifaggregates 91 abgeschliffen, so daß eine exakte Null-Lage des Schienenstoßes 75 erreicht ist. Als nächstes wird zur Gleisnivellierung anstelle einer Unterstopfung eine oder mehrere Zwischenlagen 89 im Bereich des Schienenstoßes 75 zwischen Schiene und Unterlagsplatte eingeschoben. Dazu wird die erforderliche Anzahl von Zwischenlagen 89 auf den Auflageschuh der Vorrichtung 93 gelegt und die Schwenkeinrichtung 95 mit Hilfe des Kurbelantriebes in der durch einen strichlierten Pfeil angedeuteten Richtung nach innen verschwenkt, so daß mit Hilfe der mit einem Zylinder in Verbindung stehenden Anpreßplatte 96 die Zwischenlagen 89 zwischen Schiene und Unterlagsplatte eingeschoben werden können. Während dieses Einschiebevorganges wird das Gleis mit Hilfe der an der Vorrichtung 93 angeordneten Heberollen-Paare und dem zugeordneten Nivellier-Richt-Bezugssystem 86 in der Soll-Höhenlage gehalten. Nach Beendigung dieses Nivelliervorganges werden die Schienenbefestigungsmittel mit Hilfe der Schraubeinrichtung 90 befestigt. Eine derartige Maschinenanordnung hat den besonderen Vorteil, daß die exakte Nivellierung des behandelten Schienenstoßes 75 durch eine relativ einfache, aber wirtschaftlich vorteilhafte Maschine durchführbar ist.
    • Verfahrensvariante C
  • Maschinenanordnungs-Kombination der in Fig. 6 dargestellten Schweißmaschine 70 mit einer Stopfmaschine 1 gemäß Fig. 1:
  • Nach der bereits beschriebenen Verschweißung des Schienenstoßes, anschließendem Auf-Biegen durch die Biege-Vorrichtung 12 und einer Abkühlung der Schienenenden durch den Kühltunnel 80 bzw. die Umgebungsluft erfolgt eine Abwärts-Biegung des hochgebogenen Schienenstoßes mit Hilfe der auf der Stopfmaschine 1 angeordneten Biege-Vorrichtung 12. Anschließend wird der behandelte Schienenstoß sofort unterstopft und mit Hilfe des Schleifaggregates 16 exakt auf das Null-Niveau der Schienen abgeschliffen
    • Verfahrensvariante D
  • Maschinenanordnung zur Behandlung bereits verschweißter Schienenstöße lediglich durch Kombination der in Fig. 1 und 2 dargestellten Maschinen:
  • Als erster Arbeitsgang erfolgt ein Aufwärmen der Schienenenden, indem der Aufwärmtunnel 27 der Maschine 20 über den Schienenstoß 29 geschwenkt wird. Dabei wird nach Entzündung des aus den Gasflaschen 32 zuströmenden Gases der Schienenstoß 29 vorzugsweise auf ca. 300° C erwärmt. Anschließend erfolgt das Auf-Biegen der erwärmten Schienenenden, indem die Biege-Vorrichtung 12 der Maschine 20 auf die Schiene 2 abgesenkt wird. Nach erfolgter Auf-Biegung kann mit Hilfe des Kühltunnels 26 eine sofortige Abkühlung durchgeführt werden. Diese kann aber auch - wie bereits erwähnt - auf natürliche Weise durch einen späteren Einsatz der Stopfmaschine 1 erfolgen Sobald der aufgebogene Schienenstoß 29 annähernd auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist, wird dieser mit Hilfe der auf der Stopfmaschine 1 angeordneten Biege-Vorrichtung 12 abwärtsgebogen und anschließend durch das Stopfaggregat 15 unterstopft. Die verbleibende geringfügige Überhöhung wird wieder durch das endseitig angeordnete Schleifaggregat 16 abgeschliffen.
    • Verfahrensvariante E
  • Maschinenanordnung zur Behandlung bereits verschweißter Schienenstöße durch Kombination der in Fig. 2 und 7 dargestellten Maschinen, Aggregate und Vorrichtungen:
  • Diese Maschinenanordnung unterscheidet sich im Vergleich zu der im Abschnitt D angeführten dadurch, daß anstelle der Stopfmaschine 1 die Maschine 83 gemäß Fig. 7 zur Einführung von Zwischenlagen 94 eingesetzt wird.
    • Verfahrensvariante F
  • Maschinenanordnung zur Behandlung bereits verschweißter Schienenstöße mit der Maschine 20 gemäß Fig. 2 und deren Vorrichtungen:
  • Mit dieser Maschine 20 kann - wie bereits beschrieben- nach Erwärmung des Schienenstoßes 29, der darauffolgenden Auf-Biegung und der anschließenden Abkühlung des erwärmten Schienenstoßes 29 in vorteilhafter Weise durch die gleiche Biege-Vorrichtung 12 auch die plastische Abwärts-Biegung durchgeführt werden. Die verbleibende geringfügige Überhöhung wird danach mit Hilfe des endseitig angeordneten Schleifaggregates 40 abgeschliffen. Bei dieser Verfahrensvariante erfolgt die Unterstopfung der im Bereich des Schienenstoßes 29 angeordneten Schwellen 3 erst z. B. im Rahmen einer bereits geplanten Gleisdurcharbeitung.

Claims (10)

1. Maschinenanordnung zum "plastischen" Auf- bzw. Abwärtsbiegen der Enden von verschweißten bzw. nicht verschweißten Schienen im Bereich der Schienenstöße (29) verlegter Gleise mittels einer auf einem über Schienenfahrwerke verfahrbaren Maschinenrahmen der Höhe nach verstellbar angeordneten Biege-Vorrichtung (12) mit einem über einen Antrieb höhenverstellbaren Tragrahmen (48), der mit gegen die Schienenfahrfläche anlegbaren, hydraulisch beaufschlag- und höhenverstellbaren, als Kolben einer Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildeten Druckstempeln (55) versehen ist und zum Erfassen der Schiene (2) ausgebildete und hydraulisch beaufschlagbare Greifwerkzeuge (56) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß drei solchen in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordneten Greifwerkzeugen (56) je ein Druckstempel (55) zugeordnet ist, wobei in Schienenlängsrichtung beidseitig des einen - mittig angeordneten und als Kolben einer mit dem Tragrahmen (48) verbundenen Hydraulik-Zylinder-Kolben-Anordnung ausgebildeten - Druckstempels (55) je einer der beiden anderen derartiger als Widerlager dienender, hydraulisch beaufschlagbarer Druckstempel (55) vorgesehen ist, und daß die Biege-Vorrichtung (12) in bezug auf die Schienen-Längsvertikalebene (69) symmetrisch ausgebildet ist.
2. Maschinenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Greifwerkzeug (56) durch zwei quer zur Tragrahmen-Längsrichtung einander gegenüberliegende Biegezangen (57) gebildet ist, wobei jede zum Angriff unter dem Schienenkopf ausgebildete und am Tragrahmen (48) um eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Achse verschwenkbar gelagerte Biegezange (57) mit einem eigenen hydraulischen Verschwenkantrieb (62) verbunden ist und wobei vorzugsweise das dem hakenseitigen Ende gegenüberliegende Ende der Biegezange bzw. des Greifwerkzeuges (56, 57) jeweils in einem Langloch (58) mit einer vertikalen Längsachse eines mit dem Tragrahmen (48) verbundenen Führungsarmes verschwenkbar gelagert ist.
3. Maschinenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen einem in Tragrahmen-Längsrichtung voneinander distanzierten Greifwerkzeug- und Druckstempel-Paar (56, 55) eine Führungsrolle (53) mit Doppelflansch und ein quer zur Rahmen- Längsrichtung beistellbares, dem Höhenverstell-Antrieb (13) zugeordnetes Heberollen-Paar (52) zum Angriff unter dem Schienenkopf am Tragrahmen (48) angeordnet ist.
4. Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Biege-Vorrichtung (12), insbesondere das mittlere Biegezangen-Paar (57) wenigstens im Bereich der Berührungsfläche mit dem Schienenkopf und die beidseits angrenzenden, um eine horizontale Achse drehbar mit dem Tragrahmen (48) verbundenen Führungsrollen (53) - zum Auf-Biegen der Schienenenden - mit einer hoch hitzebeständigen und eine hohe mechanische Festigkeit aufweisenden Metall-Legierung beschichtet sind.
5. Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Biege-Vorrichtung zum Auf- und Abwärts- Biegen von Schienenstößen auf einer Schweißmaschine (70) mit einem eine integrierte Abschervorrichtung (77) aufweisenden Abbrennstumpf-Schweißaggregat (76) angeordnet ist, welche Maschine gegebenenfalls mit einem U-förmig zum Umfassen eines Schienenabschnittes ausgebildeten, mit einer Leitung für die Zuführung von Wasser verbundenen Kühltunnel (80) versehen ist, und daß eine weitere Biege-Vorrichtung (12) zum Auf-und insbesondere Abwärts-Biegen von Schienenstößen auf einer Stopfmaschine (1) mit einem Stopfaggregat (15) und einem Schleifaggregat (16) zum Abschleifen der Schienenfahrfläche angeordnet, vorzugsweise dem Stopfaggregat nachgeordnet ist (Fig. 6, 1).
6. Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Biege-Vorrichtung (12) zum Auf- und Abwärts-Biegen von Schienenstößen auf einer Schweißmaschine (70) mit einem eine integrierte Abschervorrichtung (77) aufweisenden Abbrennstumpf-Schweißaggregat (76) angeordnet ist, welche Maschine gegebenenfalls mit einem Kühltunnel (80) versehen ist und daß eine weitere Biege-Vorrichtung (12) zum Auf- bzw. insbesondere Abwärts-Biegen von Schienenstößen auf einer fahrbaren Maschine (83) mit einem Schleifaggregat zum Abschleifen der Schienenfahrfläche und mit einer Vorrichtung (93) zum Einführen von Zwischenlagen zwischen Schiene und Unterlagsplatte sowie mit einer Schraubeinrichtung (90) angeordnet ist (Fig. 6, 7).
7. Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Biege-Vorrichtung (12) ein mit einem Wassertank (31) in Verbindung stehender Kühltunnel (26), ein mit Gasflaschen in Verbindung stehender Aufwärmtunnel (27) und ein Schleifaggregat (40) sowie gegebenenfalls eine Schweißwulst-Abschervorrichtung (35) vorgesehen ist (Fig. 2).
8. Verfahren zum plastischen Biegen der durch eine Schmelzschweißung miteinander verbundenen Schienenenden verlegter Schienen im Bereich von Stoßstellen, wobei diese gegebenenfalls erst unmittelbar zuvor verschweißten Schienenenden mit Hilfe der Biege-Vorrichtung durch Auflage lediglich zweier voneinander distanzierter Widerlager-Druckstempel auf die Schienenfahrfläche und Erfassen des zwischen diesen mittig liegenden verschweißten Schienenstoßes durch ein Greifwerkzeug bzw. ein Biegezangenpaar unter plastischer Deformierung auf ein gewünschtes Überhöhungsmaß über das Null-Niveau der Schienen hochgehoben werden, mit einer Maschinenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schienenstoß im Zuge des Schweißvorganges in noch glühendem bzw. bei bereits verschweißten Schienen in erwärmtem Zustand, vorzugsweise 300°C, hochgebogen wird und anschließend der aufwärtsgebogene Schienenstoß zumindest angenähert auf Umgebungstemperatur abgekühlt und unter Auflage des Druckstempels auf die Schienenfahrfläche im Bereich des Schienenstoßes sowie beidseitiges Erfassen des Schienenkopfes durch die beiden, dem Druckstempel beidseits angeordneten äußeren Greifwerkzeuge bzw. Biegezangen bis auf eine geringe Überhöhung wieder auf das ursprüngliche Null-Niveau in der Schienen-Längsvertikalebene abwärtsgebogen wird, worauf der Schienenstoß im Bereich der Fahrfläche genau auf das Null-Niveau abgeschliffen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bereits verschweißte, aber durch Wärmezufuhr (z. B. bis 300°C) zumindest annähernd spannungsfrei wieder erwärmte Schienenstoß - bei einem Längsabstand von etwa 1,2 m der beiden auf der Schienenfahrfläche aufliegenden Widerlager-Druckstempel - etwa 10 mm durch plastische Deformierung hochgebogen wird und gegebenenfalls zusätzlich auch durch seitliches Verbiegen in horizontaler Richtung ausgerichtet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen spannungsfrei und um ein vorgewähltes Überhöhungsmaß hochgehobene Schienenstoß unter Auflage des mittigen Druckstempels auf den Schienenstoß und Anlegen der äußeren Greifwerkzeuge an den Schienenkopf annähernd auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird, wonach der Schienenstoß unter kontinuierlicher Messung des Verschiebeweges bzw. Biegewertes in bezug auf eine durch die beiden äußeren, den Schienenkopf erfassenden Greifwerkzeuge gebildete Meßbasis schrittweise bis auf ein geringes, vorgewähltes Überhöhungsmaß, vorzugsweise um wenige Zehntel-Millimeter zurückgebogen wird, wobei zwischen den einzelnen Biegeschritten - unter Beibehaltung der Einspannung des Schienenkopfes zwischen den Greifwerkzeugen - jeweils eine Entlastung des Druckstempels erfolgt und die Biegewerte automatisch mit zunehmender Näherung zum vorgewählten Überhöhungsmaß in Abhängigkeit von den im entlasteten Zustand abgenommenen Meßwerten verkleinert werden.
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