EP0748898B1 - Maschine zum Stabilisieren eines Gleises - Google Patents

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EP0748898B1
EP0748898B1 EP96890080A EP96890080A EP0748898B1 EP 0748898 B1 EP0748898 B1 EP 0748898B1 EP 96890080 A EP96890080 A EP 96890080A EP 96890080 A EP96890080 A EP 96890080A EP 0748898 B1 EP0748898 B1 EP 0748898B1
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machine
track
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stabilizing
vibrations
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Josef Theurer
Bernhard Dr. Lichtberger
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Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
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Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
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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
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/20—Compacting the material of the track-carrying ballastway, e.g. by vibrating the track, by surface vibrators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track

Definitions

  • the invention relates to a machine for stabilizing a rail and sleepers formed track, with a supported on rail bogies Machine frame and two by height adjustment drives on Machine frame hinged, rollable on the track and in the machine longitudinal direction Stabilizing units arranged one behind the other one vibration exciter connected to a drive Generation of perpendicular to the machine longitudinal direction Vibrations is assigned.
  • Such a machine also commonly referred to as a track stabilizer is described in the article “Experiences and results from the use of the dynamic Track stabilizers "in the magazine” Eisenbahntechnische Rundschau “, October 1987, pages 663 - 667 the stabilizers located on the rail bogies in operation with the help of a total of eight track rollers and to the Roller plates on the outside of the rail heads engaged with the rails of the track.
  • the two synchronized vibrating units move the machine forward the track in horizontal and perpendicular to the machine longitudinal direction running, rectified vibrations.
  • the vibration frequency is adjustable from 0 to 45 Hz, the total impact is depending on Frequency 0 to about 350 kN.
  • the track grille becomes vertical at the same time charged.
  • the maximum load is 360 kN.
  • the bedding body is compressed between and below the thresholds. This compression does not create just one artificially induced setting of the track, but as an essential Effect an increased, flush stiction between the thresholds and the highly compressed structure of the ballast bed and thus maximization of the cross-slide resistance.
  • the unbalance exciters of the stabilizing units acting hydrostatic Infinitely variable drive design.
  • Vibration emissions caused by the vibrating track grating which, as a result of numerous studies, have no harmful effects effect on structures immediately adjacent to the track, call however, especially in the city area with passers-by and residents in ignorance the work process feelings of fear and the like negative impressions forth.
  • the object of the present invention is to create a machine of the type described at the outset, with which the vibrations of the Stabilization units caused vibration emissions immediately Areas adjacent to the track embankment can be reduced.
  • the vibration exciters are two Stabilization units with each other through a mechanical coupling connected.
  • the extent of the phase shift is thus exactly constant to keep.
  • each vibration exciter two around one in the machine longitudinal direction and horizontally Axis rotating in opposite directions to generate horizontal, sinusoidal vibrations is formed.
  • the Horizontal shift of those generated by the stabilization units Level vibrations 180 °. This is an optimal one Reduction of the vibration emissions emitted to the track environment guaranteed.
  • a track stabilizer Machine 1 for compacting the ballast bedding of a track 2 exists from a machine frame 4 supported on rail bogies 3, which is assigned an energy unit 5 with a travel drive 6 and driving cabins 7 are. Between the two rail carriages arranged at the ends 3 and below the machine frame 4 are two by height adjustment drives 8 adjustable in the vertical direction, in the machine longitudinal direction Stabilizing units 9 arranged one behind the other are provided. For control a reference system 10 serves to lower the track.
  • Each stabilization unit 9 is a vibration exciter 11 for generation horizontal or parallel to the track level and in the cross machine direction assigned to vibrations.
  • the vibration exciter 11 both stabilization units 9 are by a mechanical clutch 12 connected to each other in the form of a cardan shaft and by a drive 13 rotatable.
  • each vibration exciter 11 is made of two by one common axis running in the machine longitudinal direction and horizontally 14 counter-rotating imbalances 15 at the same speed Generation of horizontal sinusoidal vibrations formed across the Machine direction are directed. If there is an imbalance 15 The second unbalance is at the highest point in the orbit 15 at the same moment at its deepest, i.e. offset by 180 °, Point.
  • Each stabilization unit 9 lies through (a total of four) flanged wheels 16 on rails 17 of track 2. Two each in the cross machine direction opposite flanged wheels 16 are with connected to a hydraulic expansion drive 18. The two imbalances 15 are in a unit housing connected to the height adjustment drives 8 19 stored.
  • each roller tongs 20 by one in Machine longitudinal axis 21 pivotable on the unit housing 19 stored. This pivoting is done by a hydraulic Drive 22.
  • a hydraulic Drive 22 At the lower end of each roller tongs 20 is a an axis 23 rotatable roller table 24.
  • the flanged wheels 16 For transmitting the swinging movements on the track 2 with the help of the spreading drive 18 are the flanged wheels 16 to press against the respectively assigned rail 17. Under charge The drives 22 are pressed against the roller table 24 Rail head outer sides.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Stabilisieren eines aus Schienen und Schwellen gebildeten Gleises, mit einem auf Schienenfahrwerken abgestützten Maschinenrahmen und zwei durch Höhenverstellantriebe am Maschinenrahmen angelenkten, am Gleis abrollbaren und in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten Stabilisationsaggregaten, denen jeweils ein mit einem Antrieb verbundener Schwingungserreger zur Erzeugung von senkrecht zur Maschinenlängsrichtung verlaufenden Schwingungen zugeordnet ist.
Eine derartige, allgemein auch als Gleisstabilisator bezeichnete Maschine wird in dem Artikel "Erfahrungen und Ergebnisse aus dem Einsatz des Dynamischen Gleisstabilisators" in der Zeitschrift "Eisenbahntechnische Rundschau", Oktober 1987, Seiten 663 - 667, näher beschrieben. Die zwischen den Schienenfahrwerken befindlichen Stabilisationsaggregate werden im Arbeitseinsatz mit Hilfe von insgesamt acht Spurrollen und an die Außenseite der Schienenköpfe anliegenden Rollentellern formschlüssig mit den Schienen des Gleises in Eingriff gebracht. Unter kontinuierlicher Vorfahrt der Maschine versetzen die beiden synchronisierten Schwingaggregate das Gleis in horizontale und senkrecht zur Maschinenlängsrichtung verlaufende, gleichgerichtete Schwingungen. Die Schwingfrequenz ist von 0 bis 45 Hz verstellbar, die gesamte Schlagkraft beträgt je nach Frequenz 0 bis etwa 350 kN.
Über vier hydraulische Höhenverstellantriebe, die sich gegen den Maschinenrahmen gelenkig abstützen, wird der Gleisrost gleichzeitig vertikal belastet. Die maximale Auflast beträgt 360 kN. Durch die horizontalen Schwingungen unter gleichzeitiger vertikaler Belastung der Stabilisationsaggregate erfolgt eine Verdichtung des Bettungskörpers zwischen und unterhalb der Schwellen. Durch diese Verdichtung entsteht nicht nur eine künstlich herbeigeführte Setzung des Gleises, sondern als wesentlicher Effekt eine erhöhte, flächenbündige Haftreibung zwischen den Schwellen und der hochverdichteten Struktur des Schotterbettes und somit eine Maximierung des Gleis-Querverschiebewiderstandes. Zur Anpassung des dynamischen Verdichtungseffektes an die jeweiligen Bettungsverhältnisse ist ein die Unwuchterreger der Stabilisationsaggregate beaufschlagender hydrostatischer Antrieb stufenlos regelbar ausgebildet.
Durch den schwingenden Gleisrost verursachte Erschütterungsemissionen, die zwar als Ergebnis zahlreicher Untersuchungen keine schädlichen Einwirkungen auf direkt in Gleisnähe anschließende Kunstbauten bewirken, rufen jedoch insbesondere im Stadtgebiet bei Passanten und Anrainern in Unkenntnis des Arbeitsvorganges Angstgefühle und dergleichen negative Eindrücke hervor.
Durch US 4 064 807, US 4 046 079 und US 4 046 078 sind weitere Gleisstabilisatoren beschrieben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung einer Maschine der eingangs beschriebenen Art, mit der durch die Schwingungen der Stabilisationsaggregate verursachte Erschütterungsemissionen auf unmittelbar seitlich an den Gleisdamm anschließende Bereiche reduzierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Maschine der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Schwingungserreger zur Erzeugung von gegeneinander phasenverschobenen Schwingungen ausgebildet sind.
Mit dieser phasenversetzten Schwingung der Stabilisationsaggregate ist in überraschender Weise ohne nennenswerte Beeinträchtigung des Verdichtungseffektes in bezug auf das Schotterbett eine wesentliche Reduktion der Erschütterungsemissionen erzielbar. Somit ist die Maschine selbst in dicht besiedeltem Stadtgebiet sowohl tagsüber als auch nachts unter Erzielung der gewünschten Gleisstabilisation uneingeschränkt einsetzbar. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist von besonderem Vorteil, daß der konstruktive Aufwand minimal ist und daraus resultierend keine Änderung eines im jahrzehntelangen Arbeitseinsatz bereits bestens bewährten Konstruktionsprinzipes erforderlich ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Schwingungserreger zweier Stabilisationsaggregate durch eine mechanische Kupplung miteinander verbunden. Damit ist das Ausmaß der Phasenverschiebung exakt konstant zu halten.
Eine andere bevorzugte Ausführung besteht darin, daß jeder Schwingungserreger aus zwei um eine in Maschinenlängsrichtung und horizontal verlaufende Achse gegensinnig rotierenden Unwuchten zur Erzeugung horizontaler, sinusförmiger Schwingungen gebildet ist. Mit dieser konstruktiv vereinfachten und zuverlässigen Ausführung verlaufen beide Schwingungen genau in einer gemeinsamen horizontalen Ebene.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung beträgt die Phasenverschiebung der von den Stabilisationsaggregaten erzeugten, in horizontaler Ebene verlaufenden Schwingungen 180°. Damit ist eine optimale Reduktion der an die Gleisumgebung abgegebenen Erschütterungsemissionen gewährleistet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Seitenansicht einer Maschine zum Stabilisieren eines aus Schienen und Schwellen gebildeten Gleises, mit in horizontale Schwingungen versetzbaren Stabilisationsaggregaten,
  • Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch die Maschine gemäß der Schnittlinie II in Fig. 1, und
  • Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf zwei Stabilisationsaggregate.
    • Die in Fig. 1 ersichtliche und allgemein auch als Gleisstabilisator bezeichnete Maschine 1 zum Verdichten der Schotterbettung eines Gleises 2 besteht aus einem auf Schienenfahrwerken 3 abgestützten Maschinenrahmen 4, dem eine Energieeinheit 5 mit einem Fahrantrieb 6 sowie Fahrkabinen 7 zugeordnet sind. Zwischen den beiden endseitig angeordneten Schienenfahrwerken 3 und unterhalb des Maschinenrahmens 4 sind zwei durch Höhenverstellantriebe 8 in vertikaler Richtung verstellbare, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete Stabilisationsaggregate 9 vorgesehen. Zur Kontrolle der Gleisabsenkung dient ein Bezugsystem 10.
    Jedem Stabilisationsaggregat 9 ist ein Schwingungserreger 11 zur Erzeugung horizontaler bzw. parallel zur Gleisebene und in Maschinenquerrichtung verlaufender Schwingungen zugeordnet. Die Schwingungserreger 11 beider Stabilisationsaggregate 9 sind durch eine mechanische Kupplung 12 in Form einer Gelenkwelle miteinander verbunden und durch einen Antrieb 13 in Rotation versetzbar.
    Wie in Fig. 2 ersichtlich, ist jeder Schwingungserreger 11 aus zwei um eine gemeinsame, in Maschinenlängsrichtung und horizontal verlaufende Achse 14 gegensinnig mit gleicher Geschwindigkeit rotierenden Unwuchten 15 zur Erzeugung horizontaler sinusförmiger Schwingungen gebildet, die quer zur Maschinenlängsrichtung gerichtet sind. Wenn die eine Unwucht 15 dabei den höchsten Punkt der Umlaufbahn erreicht, befindet sich die zweite Unwucht 15 im selben Augenblick an ihrem tiefsten, d.h. um 180° dazu versetzten, Punkt. Jedes Stabilisationsaggregat 9 liegt durch (insgesamt vier) Spurkranzrollen 16 auf Schienen 17 des Gleises 2 auf. Jeweils zwei in Maschinenquerrichtung einander gegenüberliegende Spurkranzrollen 16 sind mit einem hydraulischen Spreizantrieb 18 verbunden. Die beiden Unwuchten 15 sind in einem mit den Höhenverstellantrieben 8 verbundenen Aggregatgehäuse 19 gelagert.
    Zwischen den beiden jeweils einer Schiene 17 zugeordneten Spurkranzrollen 16 jedes Stabilisationsaggregates 9 ist eine Rollzange 20 um eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Achse 21 verschwenkbar am Aggregatgehäuse 19 gelagert. Diese Verschwenkung erfolgt durch einen hydraulischen Antrieb 22. Am unteren Ende jeder Rollzange 20 befindet sich ein um eine Achse 23 rotierbarer Rollteller 24. Zur Übertragung der Schwingbewegungen auf das Gleis 2 sind mit Hilfe des Spreizantriebes 18 die Spurkranzrollen 16 an die jeweils zugeordnete Schiene 17 anzupressen. Unter Beaufschlagung der Antriebe 22 erfolgt ein Andrücken der Rollteller 24 an die Schienenkopfaußenseiten.
    Aus der schematischen Darstellung gemäß Fig. 3 ist klar ersichtlich, daß die Phasenverschiebung der von den beiden in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten Stabilisationsaggregaten 9 erzeugten, in horizontaler Ebene und senkrecht zur Maschinenlängsrichtung verlaufenden Schwingungen 180° beträgt. Folglich schwingt das eine Stabilisationsaggregat 9 bzw. dessen Unwuchten 15 auf die beispielsweise rechte Maschinenseite, während gleichzeitig das andere Stabilisationsaggregat 9 auf die gegenüberliegende linke Maschinenseite schwingt. Die Schwingungen sind durch Pfeile 25 angedeutet. Die mit Hilfe der Höhenverstellantriebe erzeugte vertikale Auflast während des Stabilisiervorganges bleibt in der bisher bekannten Art unverändert aufrecht.

    Claims (4)

    1. Maschine zum Stabilisieren eines aus Schienen und Schwellen gebildeten Gleises, mit einem auf Schienenfahrwerken (3) abgestützten Maschinenrahmen (4) und zwei durch Höhenverstellantriebe (8) am Maschinenrahmen (4) angelenkten, am Gleis (2) abrollbaren und in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten Stabilisationsaggregaten (9), denen jeweils ein mit einem Antrieb (13) verbundener Schwingungserreger (11) zur Erzeugung von senkrecht zur Maschinenlängsrichtung verlaufenden Schwingungen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserreger (11) zur Erzeugung von gegeneinander phasenverschobenen Schwingungen ausgebildet sind.
    2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Stabilisationsaggregate (9), deren Schwingungserreger (11) durch eine mechanische Kupplung (12) miteinander verbunden sind.
    3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwingungserreger (11) aus zwei um eine in Maschinenlängsrichtung und horizontal verlaufende Achse (14) gegensinnig rotierenden Unwuchten (15) zur Erzeugung horizontaler, sinusförmiger Schwingungen gebildet ist.
    4. Maschine nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung der von den Stabilisationsaggregaten (9) erzeugten, in horizontaler Ebene verlaufenden Schwingungen 180° beträgt.
    EP96890080A 1995-06-16 1996-05-06 Maschine zum Stabilisieren eines Gleises Expired - Lifetime EP0748898B1 (de)

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    AT1035/95 1995-06-16
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