EP3879032A1 - Stelleinrichtung zum positionieren eines bearbeitungswerkzeuges relativ zu einer schiene - Google Patents

Stelleinrichtung zum positionieren eines bearbeitungswerkzeuges relativ zu einer schiene Download PDF

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EP3879032A1
EP3879032A1 EP20162476.4A EP20162476A EP3879032A1 EP 3879032 A1 EP3879032 A1 EP 3879032A1 EP 20162476 A EP20162476 A EP 20162476A EP 3879032 A1 EP3879032 A1 EP 3879032A1
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EP
European Patent Office
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point
coupling
rocker
rail
bearing
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EP20162476.4A
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English (en)
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EP3879032B1 (de
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Antoine Robin
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Vossloh Rail Maintenance GmbH
Original Assignee
Vossloh Rail Maintenance GmbH
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Publication date
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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
    • E01B31/12—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
    • E01B31/17—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails by grinding
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an adjusting device for positioning a processing tool which is arranged on a frame fixed on a rail vehicle and has an active section for processing a rail head relative to a rail laid in the track and over which the rail vehicle travels, the adjusting device having a first adjusting mechanism for changing a transverse to a longitudinal direction of the angular position of the active section of the machining tool seen in the track and can also advantageously have a second adjusting mechanism for changing a distance between the active section of the machining tool and the rail head of the rail laid in the track.
  • a distance between a machining surface of the machining tool and the rail head can be set, on the one hand to start the grinding process by lowering the machining tool onto the rail, or to end it again by lifting it, on the other hand to allow the machining tools to be defined for the grinding process to press advantageous contact pressure on the rail and to compensate for the continuous wear of the machining tools by repositioning them.
  • the setting is a plane lying in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the rail Pivot angle relevant at which the machining tool is brought up to the rail head.
  • This swivel angle determines which section of the rail head is machined (for example the running edge or the running surface).
  • a profile design can be made through a suitable choice of the resulting grinding marks.
  • So known processing devices with which rails laid in the track can be processed during a pass, typically have adjusting devices that have two adjusting mechanisms, namely one for the delivery, ie. H. the adjustment of the distance between the machining tool and the rail, and one for adjusting the angular position at which the machining tool engages the rail head.
  • the problem here is that an infeed movement is a linear movement in which linear guides, for example sliding guides, are used in a first and nowadays also widely used solution approach.
  • the problem with linear guides of this type is that the bearing required for this is difficult to seal and that it is prone to failure in an environment with high levels of dust and dirt particles, as is the case with material-removing machining of rails.
  • Linear bearings such as plain bearings, are also sensitive to transverse forces and must be designed to be correspondingly stable, or are sensitive to deflection or tilting and the resulting blockage of the bearings.
  • a linearized stroke movement can be implemented with appropriate gears, but the circular movement inevitably leads to transverse movements perpendicular to the stroke movement, which is greater, the larger the angle of rotation or the Stroke is selected.
  • the angle can be adjusted using cheaper, robust and easy-to-seal swivel joints, but in the known solutions a rotation only takes place about a pivot point which is outside the rail to be machined.
  • the pivot point around which the angle adjustment takes place should, however, be within the Be located at the top of the rail. There is still no solution for this in existing systems.
  • the object of the invention is to develop an actuating device of the type mentioned at the outset such that it enables the angular position to be set around a virtual pivot point that is not mapped by a swivel joint while dispensing with linear or link guides.
  • This virtual pivot point should preferably be able to be positioned within the rail head when it is passed over the rail to be machined.
  • an adjusting device is also advantageously developed in such a way that it has an adjusting mechanism for changing a distance between the active section of the machining tool and the rail head, which also manages without linear guides and link guides.
  • the invention also provides a grinding unit arranged in a rail vehicle for the grinding of rails laid in the track during a passage with several with an axis of rotation at an angle different from 90 ° transversely to a longitudinal direction of the rail being driven over arranged in the grinding unit, about the axis of rotation in each case freely and non-driven rotatable grinding body row indicated, which is characterized in that the grinding unit has an adjusting device as specified with this invention.
  • An actuating device for positioning a processing tool, which is arranged on a frame fixed on a rail vehicle and has an active section for processing a rail head relative to a rail laid in the track and driven over by the rail vehicle, has, as is already common in the prior art, a first actuating mechanism for changing an angular position of the active section of the seen transversely to a longitudinal direction of the rail laid in the track Machining tool. It can also have a second adjusting mechanism for changing a distance between the active section of the machining tool and the rail head of the rail laid in the track.
  • the special feature of the adjusting device according to the invention is first of all the design of the first adjusting mechanism. According to the invention, this has a first coupling gear and a first actuator for moving the first coupling gear.
  • the first coupling gear exclusively has gear members in the form of rockers and couplings, which are connected to mutually parallel axes of rotation via rotatable swivel joints. Furthermore, the first adjusting mechanism enables the machining tool connected to it to be pivoted about a virtual pivot point, in particular located in the rail head during operation, by actuating only the one first actuator.
  • This measure means that, with the coupling gear according to the invention, no linear guides or link guides are used for the first adjusting mechanism, and has the advantage that the swivel joints used are low-maintenance and robust, especially when the rails are heavily contaminated with dirt and particles Environment with very abrasive media, and that the swivel joints, due to a certain angular play that they have, do not tend to misjudge even with high forces and block the adjusting mechanism.
  • the first coupling mechanism can contain at least two rockers, namely a first rocker pivotably attached to a first pivot point that is fixed in position relative to the frame and a second pivot arm pivotably attached to a second pivot point that is fixed relative to the frame.
  • the axes of rotation of the two rockers are parallel to each other.
  • bearing points identified above are described here as being "fixed in position relative to the frame", then this aims at a positional stability in a normal operating state of the first linkage and closes In particular, it does not rule out that the bearing points can be shifted or relocated in their position relative to the frame by adjusting the frame or also by individually adjusting the bearing points, e.g. to move or align the first coupling gear or to deliberately detune the gear obtain.
  • a first coupling can be part of the first coupling mechanism, which is attached to a first contact point arranged on the first rocker and to a second contact point arranged on the second rocker and can be pivoted relative to the associated rocker, the axes of rotation being through the Contact points are parallel to the axes of rotation through the bearing points.
  • the arrangement of the first and second rocker and the coupling connecting them can be selected according to the invention in such a way that a polygon formed from the respective straight connecting lines starting from the first bearing point via the first bearing point, the second bearing point, the second bearing point and back to the first bearing point first parallelogram results. The distance between the bearing points of the two arms and the length of the coupling are then the same, and the lengths from the bearing point to the bearing point on both arms are the same.
  • a third contact point spaced from a connecting line between the first contact point and the second contact point can be formed on the first coupling, and a third rocker can be swiveled at this third contact point.
  • the position of the third contact point can be chosen so that a projection point of the third contact point lies on a straight line connecting the first contact point and the second contact point between these contact points, but also so that this projection lies outside the area between the two contact points.
  • a second coupling can also be part of the first coupling mechanism, which is pivotably attached to the third rocker at a fourth contact point arranged on the third rocker, again with an axis of rotation parallel to the aforementioned axes of rotation.
  • This third swing arm can continue with be pivotably attached to the first rocker at a fifth contact point arranged on the first rocker, again about an axis of rotation which runs parallel to the other named axes of rotation.
  • the first rocker can be designed in such a way that the first abutment point is at a distance from a connecting line between the first bearing point and the fifth abutment point.
  • the first abutment point can also lie on a straight connecting line between the first abutment point and the fifth abutment point;
  • the three points, the first bearing point, the first bearing point and the fifth bearing point can therefore lie on a common, straight connecting line.
  • the structure of the first coupling gear can then be designed in such a way that a section formed from the respective straight connecting lines starting from the first abutment point via the third abutment point, the fourth abutment point, the fifth abutment point and back to the first abutment point results in a second parallelogram.
  • a coupling gear is formed which spans several parallelograms.
  • a first parallelogram is formed by the course of the line starting from the first bearing point via the first bearing point, the second bearing point, the second bearing point and back to the first bearing point.
  • a second parallelogram is formed by the course of the line starting from the first attachment point via the third attachment point, the fourth attachment point, the fifth attachment point and back to the first attachment point.
  • This point of intersection - that is, the pivot point - forms itself in this case again a corner point of a third parallelogram, which is formed by the stretch of straight connecting lines lined up from the first bearing point via the first bearing point, third bearing point, the intersection and back to the first bearing point the line parallel to the first bearing point and the fifth bearing point and running through the fourth bearing point and the line parallel to the connecting line between the first bearing point and the third bearing point and running through the first bearing point, which also determines the pivot point.
  • it also forms a corner point of a fourth parallelgram, which is formed by the stretches of the straight connecting lines strung together from the first bearing point via the fifth abutment point, fourth abutment point, the intersection point and back to the first bearing point.
  • This virtual pivot point can now be positioned in a targeted manner by appropriate positioning of the two bearing points and a corresponding design of the respective position of the bearing points and abutment points, thus also the respective distances between these points in space. This can be done in particular in such a way that the virtual pivot point when the actuating device is used in a rail vehicle lies within the rail head of a rail that has been driven over and is to be processed with the processing tool, which can be adjusted with the actuating device.
  • other placements of the virtual pivot point are also conceivable and can be useful in practical application, especially in other areas of the track being driven over and the associated space in which a real pivot point, i.e. a machine part, cannot be placed, e.g.
  • clearance violation i.e. penetration into a for Track fixtures or section of the spatial profile belonging to the track that is closed for safety reasons.
  • a placement of the virtual pivot point outside, for example just outside, that is to say close to the surface, of the rail head is also possible and conceivable.
  • the first actuator can in principle be arranged in completely different positions. In practice, it will be arranged between two links of the first linkage or between the frame and one link of the first linkage where there is sufficient space and where the lever ratios are as favorable as possible, with the actuator providing an effective torque in the first linkage bring in.
  • a connecting line between the third attachment point and the fourth attachment point can basically be implemented in completely different orientations, in particular in an orientation that is not parallel to a connecting line pointing from the attachment points in the direction of the virtual pivot point, in particular not runs along this.
  • the first abutment point can advantageously lie on a connecting line connecting the first bearing point to the fifth abutment point in a straight line.
  • the two bearing points can be firmly connected to a frame or chassis of the rail vehicle, which can also be a processing unit.
  • the bearing points are arranged on an adjusting rocker that can be detachably connected to the rail vehicle and pivoted about a fastening point located between the bearing points. By tilting this rocker arm around the fastening point, the positioning of the bearing points in relation to the rail vehicle can be adjusted for a further setting of the position of the virtual pivot point and thus a further degree of freedom in setting the machining tool in its position relative to the one to be machined Get rail.
  • the adjusting device have a second adjusting mechanism for changing a distance between the active section of the machining tool and the rail head of the rail laid in the track.
  • Such a second adjusting mechanism can in principle be implemented in very different ways.
  • it can contain two synchronized and parallel length adjustment means for the simultaneous adjustment of the lengths of the first and the second rocker.
  • the second adjusting mechanism can also have a special design.
  • the second adjusting mechanism can have a second coupling gear, which likewise has gear members in the form of rockers and couplings connected to one another exclusively via rotary joints rotatable about mutually parallel axes of rotation.
  • the second adjusting mechanism is also only provided with swivel joints which, as already mentioned above, are robust and low-maintenance and at the same time, due to a certain play, do not tend to jamming or wedging even with high forces occurring.
  • a frame element of the second linkage is on the third rocker arm of the first linkage set, and a second actuator moving the second linkage is provided.
  • the second coupling gear has a Roberts straight-line guide, which has a first rocker pivotably secured in a first bearing point on the frame element and a second rocker arm pivotally secured at a second bearing point on the frame element and a with the first rocker at a first distance from the first bearing point arranged first contact point and with the second rocker in a second contact point arranged at the first distance from the first bearing point pivotably connected triangular coupling.
  • a Roberts linear guide is a gear element that is well known in mechanical engineering, so that it does not need any further explanation here.
  • This straight guidance ensures that when the two rockers are rotated relative to the frame element, a tip of the triangular coupling formed as an isosceles triangle is guided over a section located between the two bearing points along a straight guide line.
  • the adjusting device provided with the special second adjusting mechanism in this further development makes use of this property in order to obtain a guide for a straight advancing movement which can be obtained by means of a coupling gear exclusively comprising rotary joints.
  • a third link can be pivoted on the frame element of the second linkage in addition to the first and second link of the Roberts straight-line guide and adjacent to the first link of the Roberts straight-line guide in a third bearing point is fixed.
  • This third rocker arm of the second coupling gear is then connected to a third coupling point with a first coupling, the first coupling being pivotably connected to the first rocker and the triangular coupling at the first contact point.
  • a connecting line connecting the third bearing point and the third bearing point in a straight line is essentially parallel to aligned with the first swing arm of the Robertson straight line.
  • the guided link of the second coupling mechanism is pivotably connected at a first connection point to the tip of the triangular coupling, which is guided on a straight path, and is furthermore pivotably connected to a second of the first connection point along a guide line parallel to the straight guide line on which the tip of the triangular coupling is guided, extending line spaced apart in a second connection point connected to a second coupling.
  • This second coupling is pivotably connected to the third link and the first coupling of the second coupling mechanism at a third contact point.
  • a connecting line between the first and the third abutment point is essentially parallel to the straight path on which the tip of the triangular coupling of the Roberts straight line is guided. This configuration translates the straight guidance of the tip of the triangular coupling of the Roberts straight line at the same time into a parallel straight guidance of the second connection point and thus provides a straight line of a rod-like link, the guided link of the second linkage.
  • the second actuator with which the second coupling gear is moved, can now in particular be arranged so that it can apply an actuating force between the frame element and the guided link of the second coupling gear, in particular in a direction parallel to the direction of the straight path on which the tip of the triangular coupling of the Roberts straight line is guided.
  • the frame element on the third rocker of the first coupling gear can be fixed in such a way that the straight guide line on which the tip of the triangular coupling is guided is essentially parallel to the fifth connecting line of the first Linkage extends.
  • the feed direction can be directed in particular in the direction of the virtual pivot point obtained by the first adjusting mechanism, so that the machining tool can be pivoted by moving the first coupling gear and lifted or delivered by actuating the second coupling gear, or a pressure can be applied by actuating the second coupling gear of the tool can be adjusted to the rail surface to be machined.
  • a holder for the machining tool can be arranged in particular on the guided link of the second coupling gear.
  • Such a holder can in turn, for example, be arranged so that it can be rotated about an axis if, for example, it has several tools or tool groups in the manner of a turret, which can be exchanged by rotation and, for example, rotated out of the machining position after wear, and replaced by a new one in the machining position rotated tool group or a tool can be replaced, which is then in turn delivered in the direction of the rail head.
  • an actuating device as described above can, in particular, in a grinding unit arranged in a rail vehicle for the grinding processing of rails laid in the track during a pass with several with a rotation axis transversely arranged in the grinding unit in the longitudinal direction of the rails crossed, i.e. not driven grinding tools are used.
  • first and / or the second adjusting mechanism of the adjusting device can each have coupling gears constructed and arranged parallel to one another, which are spaced apart from one another along a longitudinal extension of a longitudinally extending tool holder with tools arranged thereon and which via at least one torsion tube in at least one or more, in particular in all of the mutually corresponding swivel joints are coupled to one another in order to transmit a force applied via the first or the second actuator between the two corresponding, mutually opposite coupling gears, in particular in order to achieve a parallel and / or synchronous lifting and / or pivoting of the two coupling gears .
  • a grinding unit 1 for processing rails S laid in the track is shown in a schematic side view.
  • the grinding unit 1 has a frame 2 and rail wheels 3 arranged on the frame 2, with which it travels on the rails S laid in the track, be it self-propelled or pulled by another rail vehicle.
  • a sanding beam 4 is arranged, on which rows of sanding bodies 5 are arranged offset in a turret-like arrangement, which are freely rotating about their axis of rotation and non-driven with the axis of rotation at an angle different from 90 ° obliquely to the longitudinal direction of the rail S. are.
  • One of the rows with grinding bodies 5 arranged on the grinding beam 4 is shown as being fed onto the surface of the rail S.
  • the sanding bar 4 can be lifted and rotated when a row of sanding bodies 5 resting on the rail S is worn in order to place a further row with fresh sanding bodies 5 on the rail S and continue the processing with this.
  • the grinding beam 4 is suspended in an adjusting device 10 with which the grinding beam 4 and with it the processing tools in the form of the grinding bodies 5 can be positioned relative to the rail S laid in the track.
  • the adjusting device 10 in any case has a first adjusting mechanism 11 for positioning the grinding bodies 5 with regard to an angular position relative to the rail S in a plane transverse, in particular perpendicular, to the longitudinal direction of the rail S. It can also have a second adjusting mechanism 12 for setting the distance between the grinding bodies 5 and the rail S.
  • FIG 3 the basic structure of a first coupling gear 13 is shown - in a highly schematic schematic diagram - as it is used according to the invention in a first adjusting mechanism of an adjusting device according to the invention.
  • the first coupling gear 13 contains gear members in the form of rockers and couplings, all of which are connected to one another exclusively with swivel joints, these swivel joints each having axes of rotation that run parallel to one another and perpendicular to the plane of the drawing. In the manner according to the invention, it enables the execution of a pivoting movement of a guided member around a virtual pivot point with only a single actuator, which in particular can be in an inaccessible area, for example in a rail head.
  • a frame 14 which here is in particular the frame 2 of a grinding unit 1 (cf. Figure 1 ) are in the in Figure 3
  • the individual gear members of the coupling gear 13 are arranged as an embodiment variant shown as a schematic diagram.
  • a first rocker 16 of the coupling gear 13 is arranged pivotably on the frame 14.
  • a second rocker 18 is pivotably fixed on the frame 14.
  • a first coupling 20 is pivotably connected to the first rocker 16 at a first contact point 21 and to the second rocker at a second contact point 24.
  • the coupling gear 13 also has a third rocker 19. This third rocker is pivotably connected to the first coupling 20 at a third contact point 25.
  • the third attachment point 25 can lie at a distance from a straight connecting line between the first attachment point 21 and the second attachment point 24, here offset in the direction of the frame 14.
  • a second coupling 22 is arranged and pivotally connected to the associated rocker 16, 19 in the respective abutment points 23, 26.
  • the fifth abutment point 23 is further spaced from the first bearing point 15 than the first abutment point 21.
  • first rocker 16 and first coupler 20 are coherent, rigid elements (gear members). However, these do not have to have a triangular shape, but can take any shape, such as in the Figure 3 illustrated arrangement, in particular the attachment and storage points, allowed.
  • a fourth parallelogram is then determined by the route starting from the pivot point via the fourth attachment point 26, the fifth attachment point 23, the first bearing point 15 back to the pivot point SP.
  • the pivot point SP forms a corner point of both the third and the fourth parallelogram.
  • the connecting line from the pivot point to the fourth bearing point 26 is in the Figure 3 shown in dashed lines as L2.
  • the third attachment point 25 moves along a circular path around the pivot point SP
  • the fourth attachment point 26 also moves along a circular path the pivot point SP.
  • the triangle formed by the polygon connecting the points pivot point SP, third attachment point 25, fourth attachment point 26 is always congruent, ie the distances of third 25 and fourth 26 attachment points from pivot point SP are always the same.
  • a pivoting or rotary movement of the third rocker 19 about the pivot point SP can be obtained with the first coupling gear 13. Accordingly, a pivoting movement of a machining tool arranged on the third rocker 19 can also be realized about the pivot point SP, the tool remaining aligned radially to the rail head SK through the first coupling gear 13.
  • the first coupling gear 13 can now be designed in such a way that the pivot point lies within the rail head of the rail over which the rail vehicle travels and to be machined by the machining tool. In this way it can be achieved that the machining tool can be moved in an infeed direction in which it is pivoted about a pivot point located in the rail head in order to set a machining profile. It can therefore be a fixed on the third rocker 19 machining tool in a like in Figure 2a ) can be pivoted in the manner shown.
  • the first coupling gear 13 can be adjusted by a first actuator, for example a hydraulic ram, which is arranged at any position in the coupling gear, for example between the first rocker 16 and the first coupling 22.
  • a first actuator for example a hydraulic ram, which is arranged at any position in the coupling gear, for example between the first rocker 16 and the first coupling 22.
  • FIGs 4a) and 4b is a first coupling gear 13 contained in the first adjusting mechanism 11 according to the invention in one of the in Figure 3
  • the general form shown and explained above is illustrated in a special case deviating from the form, the two Figures 4a) and 4b ) show different setting positions of the coupling mechanism 13 and show how the above-mentioned pivoting movement about the virtual pivot point SP, which is shown here located inside the rail head SK of the rail S, can be pivoted with these different setting positions.
  • the special feature of the embodiment shown here is that the first bearing point 15, the first bearing point 21 and the fifth bearing point 23 are arranged on a straight connecting line along the first rocker 16.
  • This measure ensures that the in general, in Figure 3
  • the embodiment shown coincide in a single, common line L, which at the same time forms the extension of the connecting line of the third 25 and fourth 26 attachment points.
  • This construction simplifies, in particular, a combination of the first coupling gear 13, or the first adjusting mechanism integrating it, with a second adjusting mechanism, as will be described in more detail below.
  • FIGS Figures 5a) and 5b shows a possible embodiment of a second adjusting mechanism 12 that can be used in an adjusting device according to the invention, it being mentioned here for clarification that the second adjusting mechanism 12, as it is shown in FIGS Figures 5a) and 5b ) is shown, represents only one possibility of providing the first adjusting mechanism in an adjusting device according to the invention with an adjustment possibility of the delivery. Even the one in the Figures 5a) and 5b )
  • the second adjusting mechanism 12 shown in a preferred variant is formed by a coupling gear, a second coupling gear 27, which in turn is composed of gear members in the form of rockers and couplers that are connected to one another exclusively via swivel joints that rotate about mutually parallel axes of rotation.
  • the second coupling gear 27 has, so to speak, a frame element 28 as its base.
  • a first rocker 30 is pivotably fixed on this frame element 28 at a first bearing point 29.
  • a second rocker 32 is pivotably fixed on the frame element 28.
  • the first rocker 30 is pivotably connected to a triangular coupling 34 at a first contact point 33
  • the second rocker 32 is pivotally connected to the triangular coupling 34 at a second contact point 35.
  • First rocker 30 and second rocker 32 each point between the attachment point 29 or 31 and the attachment point 33 or 35 an equal distance.
  • the triangular coupling 34 is pivotably connected to a guided link 37 at a first connection point 36.
  • the first attachment point 33, the second attachment point 35 and the first connection point 36 are located on the triangular coupling 34 at the corners of an isosceles triangle with legs of equal length along the connecting lines between the first attachment point 33 and the first connection point 36 and the second attachment point 35 and the first connection point 36.
  • the two rockers, first rocker 30 and second rocker 32, and the triangular coupling 34 arranged between the two rockers 30 and 32, which are arranged on the frame element 28, form a known Roberts straight line, in which the connection point 36, which lies on a line between the bearing points 29 and 31, is guided on this connecting line along a largely straight guide line.
  • a further gear part of the coupling gear 27 is connected to the Roberts straight-line guide.
  • This consists of a third rocker 39 pivotally mounted on the frame element 28 at a third bearing point 38, a first coupling 41 pivotally connected to the third rocker 39 at a third bearing point 40, which is pivotable at the bearing point 35 with the second rocker 32 and the Triangular coupling 34 is connected and a second coupling 42 which is pivotably connected to the third coupling 39 and the first coupling 41 at the third contact point 40 and which is pivotably connected to the guided link 37 of the coupling gear 27 at a second connection point 43.
  • These additional gear elements transmit the straight guideway of the connection point 36 obtained by the Roberts straight-line guidance to the connection point 43, so that the guided link 37 is guided as a whole along a largely straight path.
  • an actuator 44 for example a hydraulic cylinder, which has an actuating force parallel to it the straight path along which the guided member 37 is guided.
  • a comparison of the Figures 4a) and 4b ) shows how, driven by the actuator 44 through the second coupling gear 27, a straight guidance of the guided member 37 is obtained.
  • an overall connected structure and an adjusting device are obtained in which an angle adjustment by means of the adjusting mechanism 11 and an infeed adjustment by means of the adjusting mechanism 12 of the sanding beam 4 are possible independently of one another, so that both the infeed (the pressure) and also during a sanding process the angular position of the sanding bar 4 can be changed relative to the rail head SK, in particular also continuously.
  • the grinding bar 4 is in particular fixed on the guided member 37 of the second coupling gear 27 so that it can be rotated about its longitudinal axis, so that the above-described turret function can be carried out.

Abstract

Es wird eine Stelleinrichtung zum Positionieren eines an einem an einem Schienenfahrzeug festgelegten Gestell (14) angeordneten, einen Wirkabschnitt zum Bearbeiten eines Schienenkopfes aufweisenden Bearbeitungswerkzeuges relativ zu einer im Gleis verlegten, von dem Schienenfahrzeug überfahrenen Schiene offenbart. Die Stelleinrichtung umfasst einen ersten Stellmechanismus zum Verändern einer quer zu einer Längsrichtung der im Gleis verlegten Schiene gesehenen Winkelposition des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeuges. Der erste Stellmechanismus weist ein erstes Koppelgetriebe (13) auf, dessen Getriebeglieder in Form von Koppeln und Schwingen ausschließlich mit um zueinander parallele Drehgelenke miteinander verbunden sind und das durch seinen Aufbau das Verschwenken des Bearbeitungswerkzeuges um einen nicht durch eines der Gelenke abgebildeten virtuellen Schwenkpunkt (SP) ermöglicht, der insbesondere in dem Schienenkopf liegen kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zum Positionieren eines an einem an einem Schienenfahrzeug festgelegten Gestell angeordneten, einen Wirkabschnitt zum Bearbeiten eines Schienenkopfes aufweisenden Bearbeitungswerkzeuges relativ zu einer im Gleis verlegten, von dem Schienenfahrzeug überfahrenen Schiene, wobei die Stelleinrichtung einen ersten Stellmechanismus zum Verändern einer quer zu einer Längsrichtung der im Gleis verlegten Schiene gesehenen Winkelposition des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeuges aufweist und zudem mit Vorteil einen zweiten Stellmechanismus zum Verändern eines Abstandes des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeugs zu dem Schienenkopf der im Gleis verlegten Schiene aufweisen kann.
  • Es ist bekannt, dass im Gleis verlegte Schienen für Unterhalts- und Instandhaltungszwecke einer Bearbeitung unterzogen werden. Insbesondere kann das Befahren mit massereichen Schienenfahrzeugen zu Verschleiß am Schienenkopf und zu einer Veränderung dessen Querprofils führen. Sie müssen insoweit in zeitlichen Abständen reprofiliert werden. Auch können sich durch über lange Zeiträume erfolgte Überfahrten der Schienen von Schienenfahrzeugen Mikrorisse in der Schienenoberfläche, insbesondere der Oberfläche des Schienenkopfs, bilden, die die Gefahr einer weiteren Rissbildung und eines möglichen Schienenbruchs nach sich ziehen.
  • Im Rahmen der Wartung, der Instandhaltung, aber auch von vorbeugenden Wartungsarbeiten von im Gleis verlegten Schienen werden daher verschiedene Verfahren eingesetzt. So gibt es gleisfahrbare Fräseinrichtungen, mit denen die im Gleis verlegten Schienen reprofiliert werden. Heutzutage werden im Gleis verlegten Schienen, insbesondere auf Hochgeschwindigkeitsstrecken, aber auch prophylaktisch geschliffen, um mit einem geringen Materialertrag Mikrorisse abzuschleifen bzw. der Bildung von Mikrorissen vorzubeugen. Dies geschieht seit vielen Jahren erfolgreich mit einem Verfahren, bei dem frei rotierende, nicht angetriebene und auf einer Rotationsachse gelagerte Schleifkörper, deren Rotationsachsen in einem von 90° verschiedenen Winkel schräg zu den Schienen gestellt sind, mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit (zum Beispiel Geschwindigkeiten von etwa 80 km/h) überfahren werden, wobei aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der Reibwirkung ein ausreichendes Moment erzeugt wird, um die Schleifkörper in Rotation zu versetzen und damit eine Schleifwirkung auf der Oberfläche des Schienenkopfes zu erhalten. Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung für dessen Durchführung sind z.B. in der EP 708 205 A1 und auch in er EP 1 460 176 A1 beschrieben.
  • Gerade bei derartigen Schleifverfahren und -vorrichtungen, aber auch bei sonstigen Schienenbearbeitungsverfahren, ist es wichtig, eine genaue Zustellung der Bearbeitungswerkzeuge an die während der Überfahrt bearbeitete Schiene zu erhalten. Dabei gibt es zwei grundsätzliche Zustellrichtungen. Zum einen kann ein Abstand zwischen einer Bearbeitungsfläche des Bearbeitungswerkzeugs und dem Schienenkopf eingestellt werden, einerseits, um durch Absenken des Bearbeitungswerkzeugs auf die Schiene den Schleifprozess zu starten, bzw. durch Anheben wieder zu beenden, andererseits, um die Bearbeitungswerkzeuge mit definiertem, für den Schleifprozess vorteilhaften Anpressdruck auf die Schiene zu pressen und den fortlaufenden Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge durch Nachsetzen zu kompensieren. Zum anderen ist die Einstellung eines in einer senkrecht zu der Schienenlängsrichtung liegenden Ebene gelegenen Schwenkwinkels relevant, unter dem das Bearbeitungswerkzeug an den Schienenkopf herangeführt wird. Dieser Schwenkwinkel bestimmt, welcher Abschnitt des Schienenkopfes bearbeitet wird (zum Beispiel die Fahrkante oder die Fahrfläche). Durch geeignete Wahl der so entstehenden Schleifspuren kann eine Profilgestaltung vorgenommen werden.
  • So weisen also bekannte Bearbeitungsvorrichtungen, mit denen im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt bearbeitet werden können, typischerweise Stelleinrichtungen auf, die zwei Stellmechanismen haben, nämlich einen für die Zustellung, d. h. die Einstellung des Abstandes des Bearbeitungswerkzeugs von der Schiene, und einen für die Einstellung der Winkelposition, unter der das Bearbeitungswerkzeug an dem Schienenkopf angreift. Problematisch hierbei ist, dass eine Zustellbewegung eine Linearbewegung ist, bei der in einem ersten und heutzutage auch vielfach gebrauchten Lösungsansatz Linearführungen verwendet werden, zum Beispiel Gleitführungen. Das Problem derartiger Linearführungen besteht darin, das hierfür benötigte Lager schwer abzudichten und gerade in einem wie bei einer materialabtragenden Bearbeitung von Schienen entstehenden Umfeld mit hoher Staub- und Schmutzpartikelbelastung störanfällig sind. Linearlager, wie z.B. Gleitlager, sind dabei auch empfindlich gegenüber Querkräften und müssen entsprechend stabil ausgelegt werden, bzw. sind empfindlich gegenüber Ausschlagen oder auch einem Verkanten und dadurch bedingten Blockieren der Lager. Über eine Drehbewegung mit kleinen Drehwinkeln und Verwendung von günstigen, gut abzudichtenden und robusten Drehlagern kann mit entsprechenden Getrieben eine linearisierte Hubbewegung realisiert werden, allerdings führt die Kreisbewegung unweigerlich zu Querbewegungen senkrecht zur Hubbewegung, die umso großer ist, je größer der Drehwinkel, bzw. der Hubweg gewählt wird.
  • Die Winkeleinstellung kann zwar über günstigere, robuste und gut abzudichtende Drehgelenke erfolgen, dabei erfolgt bei den bekannten Lösungen eine Drehung allerdings nur um einen Schwenkpunkt, der außerhalb der zu bearbeitenden Schiene liegt. Für eine ideale Formgebung des balligen Schienenprofils sollte der Schwenkpunkt, um den die Winkeleinstellung erfolgt, allerdings innerhalb des Schienenkopfs gelegen sein. Hierzu gibt es bei bestehenden Systemen noch keine Lösung.
  • Hiervon ausgehend ist es nun Aufgabe der Erfindung, eine Stelleinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass diese unter Verzicht auf Linear- oder Kulissenführungen insbesondere die Einstellung der Winkelposition um einen virtuellen Schwenkpunkt ermöglicht, der nicht durch ein Drehgelenk abgebildet ist. Vorzugsweise soll dieser virtuelle Schwenkpunkt bei einer Überfahrt über die zu bearbeitende Schiene innerhalb des Schienenkopfes positioniert werden können. In einem weiteren Aspekt der Erfindung soll zudem mit Vorteil eine Stelleinrichtung derart weitergebildet werden, dass sie einen Stellmechanismus zum Verändern eines Abstandes des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeugs zu dem Schienenkopf aufweist, der ebenfalls ohne Linearführungen und Kulissenführungen auskommt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe zunächst gelöst durch eine Stelleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen einer solchen Stelleinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 bezeichnet. In einem weiteren, im Anspruch 12 festgehaltenen Aspekt wird mit der Erfindung ferner ein in einem Schienenfahrzeug angeordnetes Schleifaggregat für die Schleifbearbeitung von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt mit mehreren mit einer Rotationsachse unter einem von 90° verschiedenen Winkel quer zu einer Längsrichtung der überfahrenen Schiene in dem Schleifaggregats angeordneten, um die Rotationsachse jeweils frei und nicht angetrieben rotierbaren Schleifkörperreihe angegeben, das sich dadurch auszeichnet, dass das Schleifaggregat eine wie mit dieser Erfindung angegebene Stelleinrichtung aufweist.
  • Eine erfindungsgemäße Stelleinrichtung zum Positionieren eines an einem an einem Schienenfahrzeug festgelegten Gestell angeordneten, einen Wirkabschnitt zum Bearbeiten eines Schienenkopfes aufweisenden Bearbeitungswerkzeugs relativ zu einer im Gleis verlegten, von dem Schienenfahrzeug überfahrenen Schiene hat, wie im Stand der Technik bereits üblich, zunächst einmal einen ersten Stellmechanismus zum Verändern einer quer zu einer Längsrichtung der im Gleis verlegten Schiene gesehenen Winkelposition des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeugs. Sie kann zudem auch einen zweiten Stellmechanismus zum Verändern eines Abstandes des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeugs zu dem Schienenkopf der im Gleis verlegten Schiene aufweisen.
  • Das Besondere an der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung ist zunächst die Ausgestaltung des ersten Stellmechanismus. Erfindungsgemäß weist dieser ein erstes Koppelgetriebe und einen ersten Aktuator zum Bewegen des ersten Koppelgetriebes auf.
  • Das erste Koppelgetriebe weist ausschließlich Getriebeglieder in Form von Schwingen und Koppeln auf, die über verdrehbare Drehgelenke mit zu einander parallele Drehachsen verbunden sind. Weiterhin ermöglicht der erste Stellmechanismus ein Verschwenken des mit diesem verbundenen Bearbeitungswerkzeuges um einen, insbesondere im Betrieb in dem Schienenkopf liegenden, virtuellen Schwenkpunkt unter Betätigung lediglich des einen ersten Aktuators.
  • Diese Maßnahme führt dazu, dass mit dem erfindungsgemäßen Koppelgetriebe für den ersten Stellmechanismus keine Linearführungen oder Kulissenführungen eingesetzt werden, und hat den Vorteil, dass die verwendeten Drehgelenke wartungsarm und robust ausführbar sind, insbesondere in der bei der Bearbeitung der Schienen vorherrschenden hochgradig schmutz- und partikelbelasteten Umgebung mit sehr abrasiven Medien, und dass die Drehgelenke durch ein gewisses Winkelspiel, welches diese aufweisen, auch bei hohen auftretenden Kräften nicht zum Verkannten neigen und den Stellmechanismus blockieren.
  • Das erste Koppelgetriebe kann erfindungsgemäß wenigstens zwei Schwingen enthalten, nämlich eine erste, an einem ersten relativ zu dem Gestell positionsfesten Lagerpunkt verschwenkbar angelagerte Schwinge und weiterhin eine zweite, an einem zweiten relativ zu dem Gestell ortsfesten Lagerpunkt verschwenkbar angelagerte Schwinge. Die Drehachsen der beiden Schwingen sind dabei parallel zueinander.
  • Wenn die vorstehend bezeichneten Lagerpunkte hier als "relativ zu dem Gestell positionsfest" beschrieben sind, so zielt dies auf eine Positionsfestigkeit in einem normalen Betriebszustand des ersten Koppelgetriebes ab und schließt insbesondere nicht aus, dass die Lagerpunkte durch Verstellen des Gestells oder auch durch eine Einzelverstellung der Lagerpunkte relativ zu dem Gestell verschoben bzw. in ihrer Position verlagert werden können, z.B. um das erste Koppelgetriebe zu verschieben oder auszurichten oder auch um eine gezielte Verstimmung des Getriebes zu erhalten.
  • Weiterhin kann eine erste Koppel Bestandteil des ersten Koppelgetriebes sein, die an einem ersten, an der ersten Schwinge angeordneten Anlagerpunkt und an einem zweiten, an der zweiten Schwinge angeordneten Anlagerpunkt angelagert und dabei jeweils relativ zu der zugehörigen Schwinge verschwenkbar ist, wobei die Drehachsen durch die Anlagepunkte parallel zu den Drehachsen durch die Lagerpunkte sind. Die Anordnung aus erster und zweiter Schwinge und der diese verbindenden Koppel kann erfindungsgemäß so gewählt sein, dass ein aus den jeweiligen geradlinigen Verbindungslinien ausgehend von dem erstem Lagerpunkt über den ersten Anlagerpunkt, den zweiten Anlagerpunkt, den zweiten Lagerpunkt und zurück zum ersten Lagerpunkt gebildeter Polygonzug ein erstes Parallelogramm ergibt. Es sind dann also der Abstand der Lagerpunkte der beiden Schwingen und die Länge der Koppel gleich, und es ist außerdem die Längen von Anlagerpunkt zu Lagerpunkt an beiden Schwingen gleich.
  • Weiterhin kann bei dem erfindungsgemäßen Stellmechanismus an der ersten Koppel ein von einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt und dem zweiten Anlagerpunkt beabstandet angeordneter dritter Anlagerpunkt ausgebildet sein, und es kann an diesem dritten Anlagerpunkt eine dritte Schwinge verschwenkbar angelagert sein. Dabei kann die Lage des dritten Anlagepunkts so gewählt sein, dass ein Projektionspunkt des dritten Anlagerpunkts auf eine den ersten Anlagepunkt und den zweiten Anlagerpunkt verbindenden Gerade zwischen diesen Anlagepunkten liegt, aber auch so, dass diese Projektion außerhalb des zwischen den beiden Anlagerpunkten gelegenen Bereichs liegt. Es kann ferner eine zweite Koppel Bestandteil des ersten Koppelgetriebes sein, die an einem vierten, an der dritten Schwinge angeordneten Anlagerpunkt an der dritten Schwinge verschwenkbar angelagert ist, wiederum mit einer Drehachse parallel zu den zuvor genannten Drehachsen. Diese dritte Schwinge kann weiterhin mit an einem fünften, an der ersten Schwinge angeordneten Anlagerpunkt an der ersten Schwinge verschwenkbar angelagert sein, erneut um eine Drehachse, die parallel zu den anderen genannten Drehachsen verläuft. Dabei kann die erste Schwinge so gestaltet sein, dass der erste Anlagerpunkt einen Abstand zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt und dem fünften Anlagerpunkt aufweist. Es kann aber auch der erste Anlagerpunkt auf einer geraden Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt und dem fünften Anlagerpunkt liegen; es können also die drei Punkte erster Lagerpunkt, erster Anlagerpunkt und fünfter Anlagerpunkt auf einer gemeinsamen, geraden Verbindungslinie liegen.
  • Erfindungsgemäß kann dabei der Aufbau des ersten Koppelgetriebes dann weiterhin so gestaltet sein, dass ein aus den jeweiligen geradlinigen Verbindungslinien ausgehend von dem erstem Anlagerpunkt über den dritten Anlagerpunkt, den vierten Anlagerpunkt, den fünften Anlagerpunkt und zurück zum ersten Anlagerpunkt gebildeter Streckenzug ein zweites Parallelogramm ergibt.
  • In der wie oben dargelegten Ausgestaltung ist ein Koppelgetriebe gebildet, das mehrere Parallelogramme aufgespannt. So ist ein erstes, vorstehend bereits beschriebenes Parallelogramm gebildet durch den Linienverlauf ausgehend von dem erstem Lagerpunkt über den ersten Anlagerpunkt, den zweiten Anlagerpunkt, den zweiten Lagerpunkt und zurück zum ersten Lagerpunkt. Ein zweites, ebenfalls bereits vorstehend erwähntes Parallelogramm ist gebildet durch den Linienverlauf ausgehend von dem erstem Anlagerpunkt über den dritten Anlagerpunkt, den vierten Anlagerpunkt, den fünften Anlagerpunkt und zurück zum ersten Anlagerpunkt.
  • Diese generelle Konstruktion führt nun dazu, dass der dritte Anlagerpunkt und der vierte Anlagerpunkt bei einer Verstellung des Koppelgetriebes um einen virtuellen Schwenkpunkt verschwenkt werden, der an einem Schnittpunkt zwischen einer zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt und dem ersten Anlagerpunkt parallelen und durch den dritten Anlagerpunkt verlaufenden Linie und einer zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt und dem dritten Anlagerpunkt parallelen und durch den ersten Lagerpunkt verlaufenden Linie liegt. Dieser Schnittpunkt - also der Schwenkpunkt - bildet dabei seinerseits wiederum einen Eckpunkt eines dritten Parallelogramms, das durch den Streckenzug der aneinandergereihten geraden Verbindungslinien von erstem Lagerpunkt über ersten Anlagerpunkt, dritten Anlagerpunkt, den Schnittpunkt und zurück zum ersten Lagerpunkt gebildet ist.. Dieser Schnittpunkt fällt dann zudem mit einem Schnittpunkt zwischen einer zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt und dem fünften Anlagerpunkt parallelen und durch den vierten Anlagerpunkt verlaufenden Linie und der zu der Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt und dem dritten Anlagerpunkt parallelen und durch den ersten Lagerpunkt verlaufenden Linie zusammen, der also auch den Schwenkpunkt bestimmt. Er bildet insoweit auch einen Eckpunkt eines vierten Parallelgramms, das durch den Streckenzug der aneinandergereihten geraden Verbindungslinien von erstem Lagerpunkt über fünften Anlagerpunkt, vierten Anlagerpunkt, den Schnittpunkt und zurück zum ersten Lagerpunkt gebildet ist.
  • Es ist also mit anderen Worten mit einem wie vorstehend beschriebenen ersten Stellmechanismus möglich, eine Verschwenkung der dritten Schwinge um einen virtuellen Schwenkpunkt (virtuellen Drehpunkt) zu erhalten, der durch den vorstehend beschriebenen Schnittpunkt, den Eckpunkt des dritten und vierten Parallelogramms, bestimmt ist.
  • Dieser virtuelle Schwenkpunkt kann nun durch eine entsprechende Positionierung der beiden Lagerpunkte und eine entsprechende Auslegung der jeweiligen Lage der Lagerpunkte und Anlagerpunkte, mithin also auch der jeweiligen Entfernungen zwischen diesen Punkten im Raum gezielt platziert werden. Dies kann insbesondere so erfolgen, dass der virtuelle Schwenkpunkt beim Einsatz der Stelleinrichtung in einem Schienenfahrzeug innerhalb des Schienenkopfs einer überfahrenen und mit dem Bearbeitungswerkzeug, das mit der Stelleinrichtung verstellt werden kann, zu bearbeitenden Schiene liegt. Es sind aber auch andere Platzierungen des virtuellen Schwenkpunktes denkbar und können in der praktischen Anwendung von Nutzen sein, insbesondere auch in anderen Bereichen des überfahrenen Gleises und des zugehörigen Raumes, in denen ein realer Drehpunkt, also ein Maschinenteil, nicht platziert werden kann, z.B. aufgrund einer ansonsten begangenen sog. Lichtraumverletzung, also eines Eindringens in einen für Gleiseinbauten oder aus Sicherheitsgründen gesperrten Abschnittes des zum Gleis gehörigen Raumprofils. Auch ist eine Platzierung des virtuellen Drehpunkts außerhalb, z.B. knapp außerhalb, also oberflächennah, des Schienenkopfes möglich und denkbar.
  • Auf diese Weise wird nicht nur eine besonders robuste und allein durch Drehgelenke realisierte Winkeleinstellung erhalten, sondern es kann durch die Platzierung des virtuellen Schwenk- bzw. Drehpunktes auch eine Schwenkbewegung des Werkzeugs, genauer eines Wirkabschnittes desselben um einen innerhalb des Schienenkopfes gelegenen Drehpunkt erhalten werden, was, wie vorstehend ausgeführt, für eine Bearbeitung des Schienenkopfes und den Erhalt eines möglichst idealen Profils von großem Vorteil ist.
  • Der erste Aktuator kann dabei grundsätzlich an ganz unterschiedlichen Positionen angeordnet werden. Er wird in der Praxis dort zwischen zwei Gliedern des ersten Koppelgetriebes oder zwischen dem Gestell und einem Glied des ersten Koppelgetriebes angeordnet werden, wo ausreichend Bauraum zur Verfügung steht und wo die Hebelverhältnisse sich möglichst günstig gestalten, mit dem Aktuator ein wirksames Moment in das erste Koppelgetriebe einzubringen.
  • In der wie vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann eine Verbindungslinie zwischen dem dritten Anlagerpunkt und dem vierte Anlagerpunkt grundsätzlich in ganz unterschiedlicher Orientierung realisiert werden, insbesondere in einer Orientierung, die nicht parallel ist zu einer von den Anlagerpunkten jeweils in Richtung des virtuellen Schwenkpunktes weisenden Verbindungslinie, insbesondere nicht entlang dieser verläuft. Um die Verbindungslinie zwischen dem dritten Anlagerpunkt und dem vierten Anlagerpunkt in einer Richtung auf den virtuellen Schwenkpunkt zu laufend auszurichten, kann mit Vorteil der erste Anlagerpunkt auf einer den ersten Lagerpunkt mit dem fünften Anlagerpunkt geradlinig verbindenden Verbindungslinie liegen. Durch diese Maßnahme wird die Verbindungslinie zwischen dritten Anlagerpunkt und viertem Anlagerpunkt und damit eine Längsorientierung dritten Schwinge in Flucht zu dem virtuellen Drehpunkt ausgerichtet.
  • Grundsätzlich können die beiden Lagerpunkte fest mit einem Rahmen oder Chassis des Schienenfahrzeuges, bei dem es sich auch um ein Bearbeitungsaggregat handeln kann, verbunden sein. Für eine weitere Einstellmöglichkeiten kann aber auch vorgesehen sein, dass die Lagerpunkte auf einer mit dem Schienenfahrzeug lösbar verbindbaren und um einen zwischen den Lagerpunkten gelegenen Befestigungspunkt verschwenkbaren Stellwippe angeordnet sind. So kann durch ein Verkippen dieser Stellwippe um den Befestigungspunkt die Positionierung der Lagerpunkte im Verhältnis zu dem Schienenfahrzeug justiert werden, für eine weitere Einstellung der Lage des virtuellen Drehpunktes und um damit einen weiteren Freiheitsgrad in der Einstellung des Bearbeitungswerkzeuges in seiner relativen Lage zu der zu bearbeitenden Schiene zu erhalten.
  • In einem weiteren vorteilhaften Aspekte Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Stelleinrichtung einen zweiten Stellmechanismus zum Verändern eines Abstandes des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeugs zu dem Schienenkopf der im Gleis verlegten Schiene aufweist.
  • Ein solcher zweiter Stellmechanismus kann grundsätzlich auf sehr unterschiedliche Arten realisiert werden. Er kann z.B. zwei synchronisierte und parallel geführte Längenverstellmittel zum gleichzeitigen Verstellen der Längen der ersten und der zweiten Schwinge enthalten.
  • Der zweite Stellmechanismus kann erfindungsgemäß aber auch eine besondere Gestaltung aufweisen. In einer solchen besonderen Gestaltung kann der zweite Stellmechanismus ein zweites Koppelgetriebe aufweisen, das ebenfalls ausschließlich über um zueinander parallele Drehachsen verdrehbare Drehgelenke miteinander verbundene Getriebeglieder in Form von Schwingen und Koppeln aufweist. Auch der zweite Stellmechanismus ist bei einer solchen Ausgestaltungsvariante lediglich mit Drehgelenken versehen, die, wie vorstehend bereits erwähnt, robust und wartungsarm sind und zugleich aufgrund eines gewissen Spiels auch bei hohen auftretenden Kräften nicht zu einem Verklemmen oder Verkeilen neigen. Ein Gestellelement des zweiten Koppelgetriebes ist bei dieser vorgeschlagenen Variante an der dritten Schwinge des ersten Koppelgetriebes festgelegt, und ein das zweite Koppelgetriebe bewegender zweiter Aktuator ist vorgesehen.
  • Das Besondere dieser Variante einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung besteht nun darin, dass das zweite Koppelgetriebe eine Roberts Geradführung aufweist, die eine erste in einem ersten Lagerpunkte an dem Gestellelement schwenkbar festgelegte Schwinge und eine zweite, an einem zweiten Lagerpunkt an dem Gestellelement schwenkbar festgelegte Schwinge aufweist und eine mit der ersten Schwinge in einem ersten Abstand zum ersten Lagerpunkt angeordneten ersten Anlagerpunkt und mit der zweiten Schwinge in einem mit dem ersten Abstand zu dem ersten Lagerpunkt angeordneten zweiten Anlagerpunkt verschwenkbar verbundenen Dreieckskoppel.
  • Eine Roberts Geradführung ist ein im Maschinenbau hinlänglich bekanntes Getriebeelement, so dass dieses hier keiner weiteren Erläuterung bedarf. Diese Geradführung besorgt, dass bei einer Verdrehung der beiden Schwingen relativ zu dem Gestellelement eine Spitze der als gleichschenkliges Dreieck gebildeten Dreieckskoppel jedenfalls über einen zwischen den beiden Lagerpunkten gelegenen Abschnitt entlang einer gerade verlaufenden Führungslinie geführt wird. Diese Eigenschaft macht sich die in dieser Weiterbildung mit dem besonderen zweiten Stellmechanismus versehene Stelleinrichtung zu Nutze, um so eine Führung für eine gerade verlaufende Zustellbewegung zu erhalten, die mittels eines ausschließlich Drehgelenke umfassenden Koppelgetriebes erhalten werden kann.
  • Für eine geordnete Linearführung eines geführten Glieds des zweiten Koppelgetriebes kann insbesondere vorgesehen sein, dass an dem Gestellelement des zweiten Koppelgetriebes zusätzlich zu der ersten und der zweiten Schwinge der Roberts Geradführung und benachbart zu der ersten Schwinge der Roberts Geradführung in einem dritten Lagerpunkt eine dritte Schwinge verschwenkbar festgelegt ist. Diese dritte Schwinge des zweiten Koppelgetriebes ist dann an einem dritten Anlagerpunkt mit einer ersten Koppel verbunden, wobei die erste Koppel in dem ersten Anlagerpunkt mit der ersten Schwinge und der Dreieckskoppel schwenkbar verbunden ist. Dabei ist eine den dritten Lagerpunkt und den dritten Anlagerpunkt geradlinig verbindende Verbindungslinie im Wesentlichen parallel zu der ersten Schwinge der Robertson Geradführung ausgerichtet. Das geführte Glied des zweiten Koppelgetriebes ist an einem ersten Verbindungspunkt mit der auf einer geraden Bahn geführten Spitze der Dreieckskoppel verschwenkbar verbunden und ist weiterhin an einem zweiten von dem ersten Verbindungspunkt entlang einer parallel zu der geraden Führungslinie, auf der die Spitze der Dreieckskoppel geführt ist, verlaufenden Linie beabstandet in einem zweiten Verbindungspunkt mit einer zweiten Koppel verbunden. Diese zweite Koppel ist in einem dritten Anlagerpunkt mit der dritten Schwinge und der ersten Koppel des zweiten Koppelgetriebes verschwenkbar verbunden. Eine Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem dritten Anlagerpunkt ist im Wesentlichen parallel zu der geraden Bahn, auf der die Spitze der Dreieckskoppel der Roberts Geradführung geführt ist. Diese Ausgestaltung übersetzt die gerade Führung der Spitze der Dreieckskoppel der Roberts Geradführung zugleich in eine parallele gerade Führung des zweiten Verbindungspunktes und besorgt somit eine Geradführung eines stangenartigen Gliedes, des geführten Gliedes des zweiten Koppelgetriebes.
  • Der zweite Aktuator, mit dem das zweite Koppelgetriebe bewegt wird, kann nun insbesondere so angeordnet sein, dass er eine Stellkraft zwischen das Gestellelement und das geführte Glied des zweiten Koppelgetriebes aufbringen kann, insbesondere in einer Richtung parallel zu der Richtung der geraden Bahn, auf der die Spitze der Dreieckskoppel der Roberts Geradführung geführt ist. In einer mit einem wie vorstehend beschriebenen zweiten Stellmechanismus versehenen Stelleinrichtung kann das Gestellelement an der dritten Schwinge des ersten Koppelgetriebes insbesondere derart festgelegt sein, dass sich die gerade Führungslinie, auf der die Spitze der Dreieckskoppel geführt ist, im Wesentlichen parallel zu der fünften Verbindungslinie des ersten Koppelgetriebes erstreckt. Durch diese Maßnahme kann die Zustellrichtung insbesondere in Richtung des durch den ersten Stellmechanismus erhaltenen virtuellen Drehpunktes gerichtet sein, sodass das Bearbeitungswerkzeug durch Bewegen des ersten Koppelgetriebes verschwenkt und durch Betätigen des zweiten Koppelgetriebes abgehoben oder zugestellt werden kann, bzw. durch Betätigen des zweiten Koppelgetriebes ein Andruck des Werkzeugs an die zu bearbeitende Schienenoberfläche eingestellt werden kann. Ein Halter für das Bearbeitungswerkzeug kann bei einer wie vorstehend gestalteten Variante der Stelleinrichtung mit dem beschriebenen zweiten Stellmechanismus insbesondere an dem geführten Glied des zweiten Koppelgetriebes angeordnet sein. Ein solcher Halter kann dort wiederum zum Beispiel um eine Achse verdrehbar angeordnet sein, wenn er zum Beispiel nach Art eines Revolvers mehrere Werkzeuge oder Werkzeuggruppen aufweist, die durch eine Rotation getauscht und zum Beispiel nach Verschleiß aus der Bearbeitungsposition herausgedreht werden können und durch eine neue in die Bearbeitungsposition gedrehte Werkzeuggruppe oder ein Werkzeug ersetzt werden können, das oder die dann wiederum in Richtung des Schienenkopfes zugestellt wird bzw. werden.
  • Wie bereits erwähnt, kann eine wie vorstehend beschrieben Stelleinrichtung insbesondere in einem in einem Schienenfahrzeug angeordneten Schleifaggregat für die Schleifbearbeitung von im Gleis verlegten Schienen während einer Überfahrt mit mehreren mit einer Rotationsachse quer zwei der Längsrichtung der überfahrenen Schiene in dem Schleifaggregat frei rotieren angeordneten, also nicht angetriebenen Schleifkörpern eingesetzt werden.
  • Insbesondere können der erste und oder der zweite Stellmechanismus der Stelleinrichtung jeweils parallel zueinander aufgebaute und angeordnete Koppelgetriebe aufweisen, die entlang einer Längserstreckung einer daran angeordneten, längserstrecken Werkzeugaufnahme mit Werkzeugen zueinander beabstandet sind und die über wenigstens ein Torsionsrohr in wenigstens einem oder mehreren, insbesondere in allen der zueinander korrespondierenden Drehgelenke miteinander gekoppelt sind, um eine über den ersten bzw. den zweiten Aktuator aufgebrachte Kraft zwischen den beiden korrespondierenden, einander gegenüberliegenden Koppelgetrieben zu übertragen, insbesondere um so ein paralleles und/oder synchrones Heben und/oder Schwenken der beiden Koppelgetriebe zu erreichen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausgestaltungsform anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    in einer schematischen Prinzipdarstellung ein Schienenfahrzeug in Form eines Schleifaggregats mit einer darin verwirklichten erfindungsgemäßen Stelleinrichtung;
    Fig. 2
    in zwei Ansichten a) und b) prinzipiell die für eine Schienenbearbeitung, hier eine Schleifbearbeitung, erforderlichen Zustellrichtungen einer Winkeleinstellung sowie einer geradlinigen Zustellung;
    Fig. 3
    eine abstrahierte Funktionsskizze des Koppelgetriebes zum Verschwenken um einen virtuellen Drehpunkt, wobei in dieser Skizze der allgemeine Fall dargestellt ist, dass der erste Anlagerpunkt nicht auf der Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt und dem fünften Anlagerpunkt liegt, und nicht der Sonderfall, bei dem die genannten drei Punkte auf einer geraden Linie liegen.
    Fig. 4
    in zwei Darstellungen a) und b) in einem prinzipiellen Schaubild eine spezifische Ausführungsvariante eines Koppelgetriebes eines ersten Stellmechanismus einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung in zwei unterschiedlichen Stellpositionen;
    Fig. 5
    in zwei Darstellungen a) und b) in einem prinzipiellen Schaubild einen zweiten Stellmechanismus einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung in zwei unterschiedlichen Stellpositionen; und
    Fig. 6
    in einer Prinzipdarstellung das Zusammenfügen und Zusammenwirken von dem in Figur 4 gezeigten ersten Stellmechanismus, dem in Figur 5 dargestellten zweiten Stellmechanismus und einem Bearbeitungswerkzeug (hier Schleifbalken) in einem möglichen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung.
  • In den Figuren sind in rein schematischen Darstellungen Prinzipskizzen festgehalten, anhand derer nachfolgend die Gestaltung einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung, deren Wirkweise und deren Integration in ein Schienenfahrzeug für die Bearbeitung von Schienen in möglichen Ausgestaltungsvarianten erläutert werden soll. Die Figuren sind dabei insbesondere keine konkreten Konstruktionsvorgaben. Ein Fachmann kann allerdings eine konkrete Konstruktion aus den nachstehenden Prinzipdarstellungen und unter Rückgriff auf die nachfolgenden Erläuterungen unter Einsatz seines fachmännischen Könnens erarbeiten.
  • In Figur 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein Schleifaggregat 1 für die Bearbeitung von im Gleis verlegten Schienen S dargestellt. Das Schleifaggregat 1 hat einen Rahmen 2 und an dem Rahmen 2 angeordnete Schienenräder 3, mit denen es auf den im Gleis verlegten Schienen S fährt, sei dies selbstgetrieben oder gezogen von einem weiteren Schienenfahrzeug. In dem Schleifaggregat 1 ist ein Schleifbalken 4 angeordnet, an dem in einer revolverartigen Anordnung versetzt Reihen mit Schleifkörpern 5 angeordnet sind, die frei drehend um ihre Rotationsachse und nicht angetriebenen mit der Rotationsachse um einen von 90° verschiedenen Winkel schräg zur Längsrichtung der Schiene S ausgerichtet sind. Eine der an dem Schleifbalken 4 angeordneten Reihen mit Schleifkörpern 5 ist dabei auf die Oberfläche der Schiene S zugestellt gezeigt. Der Schleifbalken 4 kann bei Verschleiß einer an der Schiene S anliegenden Reihe von Schleifkörpern 5 abgehoben und rotiert werden, um eine weitere Reihe mit frischen Schleifkörpern 5 auf der Schiene S abzusetzen und mit dieser die Bearbeitung fortzuführen. Der Schleifbalken 4 ist in einer Stelleinrichtung 10 aufgehängt, mit der der Schleifbalken 4 und mit ihm die Bearbeitungswerkzeuge in Form der Schleifkörper 5 relativ zu der im Gleis verlegten Schiene S positioniert werden können. Die Stelleinrichtung 10 weist dabei jedenfalls einen ersten Stellmechanismus 11 für eine Positionierung der Schleifkörper 5 im Hinblick auf eine Winkelposition relativ zu der Schiene S in einer Ebene quer, insbesondere senkrecht, zur Längsrichtung der Schiene S auf. Sie kann zudem einen zweiten Stellmechanismus 12 für die Einstellung des Abstandes der Schleifkörper 5 zur Schiene S aufweisen.
  • Diese beiden Stellparameter sind in der Figur 2 noch einmal veranschaulicht. In Figur 2a) ist die mit dem ersten Stellmechanismus 11 einstellbare Winkelposition veranschaulicht. Mit diesem Stellmechanismus 11 wird der Schleifbalken 4 entlang des Pfeils P1 verschwenkt und so in seiner Winkelposition relativ zu der Schiene S, genauer zu dem Schienenkopf SK, verstellt. Figur 2b) zeigt die mit dem zweiten Stellmechanismus 12 erreichbare Abstandspositionierung, die entlang des Pfeils P2 in der Figur 2b) erfolgt, entlang dessen der Schleifbalken 4 mittels des optional vorhandenen zweiten Stellmechanismus 12 bewegt werden kann und entsprechend auf die Schiene S, genauer den Schienenkopf SK, zu oder von dieser weg bewegt werden kann.
  • In Figur 3 ist - in einer stark schematisierten Prinzipdarstellung - der grundsätzliche Aufbau eines ersten Koppelgetriebes 13 dargestellt, wie es erfindungsgemäß in einem ersten Stellmechanismus einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung eingesetzt wird.
  • Das erste Koppelgetriebe 13 enthält Getriebeglieder in Form von Schwingen und Koppeln, die allesamt ausschließlich mit Drehgelenken untereinander verbunden sind, wobei diese Drehgelenke jeweils Drehachse haben, die parallel zueinander und senkrecht zur Zeichenebene verlaufen. Es ermöglicht in der erfindungsgemäßen Weise mit lediglich einem einzigen Aktuator die Ausführung einer Schwenkbewegung eines geführten Gliedes um einen virtuellen Drehpunkt, der insbesondere in einem unzugänglichen Bereich, z.B. in einem Schienenkopf, liegen kann. An einem Gestell 14, bei dem es sich hier insbesondere um den Rahmen 2 eines Schleifaggregats 1 (vergleiche Figur 1) handeln kann, sind in der in Figur 3 als Prinzipskizze dargestellten Ausführungsvariante die einzelnen Getriebeglieder des Koppelgetriebes 13 angeordnet. An einem ersten Lagerpunkt 15 ist eine erste Schwinge 16 des Koppelgetriebes 13 verschwenkbar an dem Gestell 14 angeordnet. An einem zweiten, von dem ersten Lagerpunkt 15 beanstandeten Lagerpunkt 17 ist an dem Gestell 14 eine zweite Schwinge 18 verschwenkbar festgelegt. Eine erste Koppel 20 ist an einem ersten Anlagerpunkt 21 mit der ersten Schwinge 16 und an einem zweiten Anlagerpunkt 24 mit der zweiten Schwinge verschwenkbar verbunden. Das Koppelgetriebe 13 weist zudem eine dritte Schwinge 19 auf. Diese dritte Schwinge ist mit der ersten Koppel 20 an einem dritten Anlagerpunkt 25 schwenkbar verbunden. Der dritte Anlagerpunkt 25 kann dabei in einem Abstand von einer geraden Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt 21 und dem zweiten Anlagerpunkt 24 liegen, hier in Richtung des Gestells 14 versetzt. Zwischen einem an der dritten Schwinge 19 ausgebildeten vierten Anlagerpunkt 26 und einem an der ersten Schwinge 16 ausgebildeten fünften Anlagerpunkt 23 ist eine zweite Koppel 22 angeordnet und in den jeweiligen Anlagerpunkten 23, 26 mit der zugehörigen Schwinge 16, 19 verschwenkbar verbunden. Dabei ist hier der fünfte Anlagerpunkt 23 weiter zu dem ersten Lagerpunkt 15 beabstandet als der erste Anlagerpunkt 21.
  • Die Schraffuren der hier dreieckig geformt dargestellten Elemente erste Schwinge 16 und erste Koppel 20, soll hier lediglich verdeutlichen, dass es sich bei diesen Elementen um zusammenhängende, starre Elemente (Getriebeglieder) handelt. Diese müssen allerdings keine Dreiecksform aufweisen, sondern können jede beliebige Form annehmen, die eine wie in der Figur 3 veranschaulichte Anordnung, insbesondere der Anlager- und Lagerpunkte, erlaubt. Die lediglich strichförmig gezeichneten weiteren Elemente, zweite Schwinge 18, dritte Schwinge 19 und zweite Koppel 22 können ebenfalls andere Formen, z.B. stabförmig, annehmen.
  • In der in Figur 3 gezeigten allgemeinen Prinzipdarstellung eines in dem ersten Stellmechanismus einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung verwendeten Koppelgetriebes 13 ist zu erkennen, dass die Anordnung des ersten Lagerpunkts 15, des ersten Anlagerpunkts 21 und des fünften Anlagerpunkts 23 entlang der ersten Schwinge 16 außer Flucht, also nicht entlang einer durchgehenden, geraden Linie, vorgenommen werden kann.
  • In der Figur 3 ist nun gut zu erkennen, dass ein aus den jeweiligen geradlinigen Verbindungslinien ausgehend von dem erstem Lagerpunkt 15 über den ersten Anlagerpunkt 21, den zweiten Anlagerpunkt 24, den zweiten Lagerpunkt 17 und zurück zum ersten Lagerpunkt 15 gebildeter Streckenzug ein erstes Parallelogramm ergibt. Die Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt 15 und dem zweiten Lagerpunkt 17 ist für eine bessere Veranschaulichung dieses ersten Parallelogramms gestrichelt eingezeichnet.
  • Weiterhin ist zu erkennen, dass ein aus den jeweiligen geradlinigen Verbindungslinien ausgehend von dem erstem Anlagerpunkt 21 über den dritten Anlagerpunkt 25, den vierten Anlagerpunkt 26, den fünften Anlagerpunkt 23 und zurück zum ersten Anlagerpunkt 21 gebildeter Streckenzug ein zweites Parallelogramm ergibt.
  • Durch diese Ausgestaltung ergeben sich zwei weitere, ein viertes und ein fünftes Parallelogramm: Eine zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt 15 und dem ersten Anlagerpunkt 21 parallele und durch den dritten Anlagerpunkt 25 verlaufenden Linie L1 schneidet sich mit einer zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt 21 und dem dritten Anlagerpunkt 25 parallelen und durch den ersten Lagerpunkt (15) verlaufenden, in Figur 3 gestrichelt gezeigten Linie in einem Schwenkpunkt SP. Ein Streckenzug ausgehend von dem Schwenkpunkt SP über den dritten Anlagerpunkt 25, den ersten Anlagerpunkt 21, den ersten Schwenkpunkt 15 zurück zum Schwenkpunkt SP beschreibt ein drittes Parallelogramm. Ein viertes Parallelogramm ist dann durch den Streckenzug ausgehend von dem Schwenkpunkt über den vierten Anlagerpunkt 26, den fünften Anlagerpunkt 23, den ersten Lagerpunkt 15 zurück zum Schwenkpunkt SP bestimmt. Der Schwenkpunkt SP bildet dabei einen Eckpunkt sowohl des dritten als auch des vierten Parallelogramms. Die Verbindungslinie vom Schwenkpunkt zum vierten Lagerpunkt 26 ist in der Figur 3 gestrichelt eingezeichnet als L2.
  • Wird nun das erste Koppelgetriebe 13 durch Verschwenken der ersten und der zweiten Schwinge 16, 18 bewegt, bzw. verstellt, so bewegt sich der dritte Anlagerpunkt 25 entlang einer Kreisbahn um den Schwenkpunkt SP, und der vierte Anlagerpunkt 26 bewegt sich ebenfalls entlang einer Kreisbahn um den Schwenkpunkt SP. Unabhängig vom jeweiligen Schwenkwinkel ist dabei das durch den die Punkte Schwenkpunkt SP, dritter Anlagerpunkt 25, vierter Anlagerpunkt 26 verbindenden Polygonzug gebildete Dreieck immer kongruent, d. h. die Abstände des dritten 25 und vierten 26 Anlagerpunktes vom Schwenkpunkt SP sind immer gleich. Auf diese Weise kann also mit dem ersten Koppelgetriebe 13 eine Schwenk- bzw. Drehbewegung der dritten Schwinge 19 um den Schwenkpunkt SP erhalten werden. Entsprechend lässt sich also auch eine Schwenkbewegung eines an der dritten Schwinge 19 angeordneten Bearbeitungswerkzeuges um den Schwenkpunkt SP realisieren, wobei das Werkzeug durch das erste Koppelgetriebe 13 radial zum Schienenkopf SK ausgerichtet bleibt.
  • Nun kann das erste Koppelgetriebe 13 so ausgelegt werden, dass der Schwenkpunkt innerhalb des Schienenkopfs der von dem Schienenfahrzeug überfahrenen, von dem Bearbeitungswerkzeug zu bearbeitenden Schiene liegt. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass das Bearbeitungswerkzeug in einer Zustellrichtung bewegt werden kann, in der es um einen in dem Schienenkopf gelegenen Schwenkpunkt verschwenkt wird, um so ein Bearbeitungsprofil einzustellen. Es kann also ein an der dritten Schwinge 19 festgelegtes Bearbeitungswerkzeug in einer wie in Figur 2a) gezeigten Weise verschwenkt werden.
  • Ein Verstellen des ersten Koppelgetriebes 13 kann durch einen ersten Aktuator, z.B. einen Hydraulikstempel, erfolgen, der an irgendeiner Position in dem Koppelgetriebe angeordnet ist, z.B. zwischen der ersten Schwinge 16 und der ersten Koppel 22.
  • In den Figuren 4a) und 4b) ist ein erfindungsgemäß in dem ersten Stellmechanismus 11 enthaltenes erstes Koppelgetriebe 13 in einer von der in Figur 3 gezeigten und vorstehend erläuterten allgemeinen Form in einem Spezialfall abweichenden Form veranschaulicht, wobei die beiden Figuren 4a) und 4b) unterschiedliche Stellpositionen des Koppelgetriebes 13 anzeigen und dabei aufzeigen, wie mit diesen unterschiedlichen Stellpositionen die vorstehend bereits erläuterte Schwenkbewegung um den virtuellen Schwenkpunkt SP, der hier innerhalb des Schienenkopfes SK der Schiene S gelegen gezeigt ist, verschwenkt werden kann.
  • Bezüglich der allgemeinen Beschreibung des ersten Koppelgetriebes 13 ist auf die Beschreibung der Figur 3 zu verweisen. Die einzelnen Bestandteile des in Figur 4 gezeigten Koppelgetriebes 13 sind entsprechend mit denselben Bezugszeichen versehen wie die in Figur 3 gezeigten Bestandteile und stehen zueinander in gleichem Verhältnis und in gleicher technischer Wirkung.
  • Das Besondere an der hier gezeigten Ausgestaltung ist, dass der erste Lagerpunkt 15, der erste Anlagerpunkt 21 und der fünfte Anlagerpunkt 23 auf einer geraden Verbindungslinie entlang der ersten Schwinge 16 angeordnet liegen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die in der allgemeinen, in Figur 3 gezeigten Gestaltung des Koppelgetriebes 13, in der erster Lagerpunkt 15, erster Anlagerpunkt 21 und fünfter Anlagerpunkt 23 gerade nicht auf einer geraden Verbindungslinie liegen, sondern in einem Winkel zueinander stehenden, dort also auseinanderfallenden Linien L1 und L2 in der in Figur 4 gezeigten Ausgestaltung zusammenfallen in einer einzigen, gemeinsamen Linie L, die zugleich die Verlängerung der Verbindungslinie des dritten 25 und des vierten 26 Anlagerpunktes bildet. Dies bedingt, dass eine durch die Anlagerpunkten 25 und 26 gelegte Gerade in jeder Schwenkstellung des ersten Koppelgetriebes 13 durch den Schwenkpunkt SP verläuft. Diese Konstruktion vereinfacht insbesondere eine Kombination des ersten Koppelgetriebes 13, bzw. des dieses integrierenden ersten Stellmechanismus, mit einem zweiten Stellmechanismus, wie nachfolgend noch näher beschrieben.
  • In den Figuren 5a) und 5b) ist eine mögliche Ausgestaltung eines in einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung einsetzbaren zweiten Stellmechanismus 12 dargestellt, wobei hier klarstellend zu erwähnen ist, dass der zweite Stellmechanismus 12, wie er in den Figuren 5a) und 5b) gezeigt ist, nur eine Möglichkeit darstellt, den ersten Stellmechanismus in einer erfindungsgemäßen Stelleinrichtung mit einer Einstellmöglichkeit der Zustellung zu versehen. Auch der in den Figuren 5a) und 5b) gezeigte zweite Stellmechanismus 12 ist in einer bevorzugten Variante durch ein Koppelgetriebe, ein zweites Koppelgetriebe 27, gebildet, welches wiederum aus Getriebegliedern in Form von Schwingen und Koppeln zusammengefügt ist, die ausschließlich über Drehgelenke miteinander verbunden sind, die um zueinander parallele Drehachsen drehen. Diese Drehachsen stehen auch hier senkrecht zur Zeichenebene. Das zweite Koppelgetriebe 27 hat sozusagen als Basis ein Gestellelement 28. An diesem Gestellelement 28 ist an einem ersten Lagerpunkt 29 eine erste Schwinge 30 verschwenkbar festgelegt. An einem zweiten Lagerpunkt 31 ist an dem Gestellelement 28 eine zweite Schwinge 32 verschwenkbar festgelegt. Die erste Schwinge 30 ist in einem ersten Anlagerpunkt 33 mit einer Dreieckskoppel 34 verschwenkbar verbunden, die zweite Schwinge 32 ist in einem zweiten Anlagerpunkt 35 mit der Dreieckskoppel 34 verschwenkbar verbunden. Erste Schwinge 30 und zweite Schwinge 32 weisen jeweils zwischen dem Anlagerpunkt 29 bzw. 31 und dem Anlagerpunkt 33 bzw. 35 einen gleichen Abstand auf. Die Dreieckskoppel 34 ist an einem ersten Verbindungspunkt 36 mit einem geführten Glied 37 verschwenkbar verbunden. Der erste Anlagerpunkt 33, der zweite Anlagerpunkt 35 und der erste Verbindungspunkt 36 liegen auf dem Dreieckskoppel 34 an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet mit gleich langen Schenkeln entlang der Verbindungslinien zwischen dem ersten Anlagerpunkt 33 und dem ersten Verbindungspunkt 36 sowie dem zweiten Anlagerpunkt 35 und dem ersten Verbindungspunkt 36. In dieser Ausgestaltung ist durch die an dem Gestellelement 28 angeordneten beiden Schwingen, erste Schwinge 30 und zweite Schwinge 32, sowie die zwischen den beiden Schwingen 30 und 32 angeordnete Dreieckskoppel 34 eine an sich bekannte Roberts Geradführung gebildet, bei der der Verbindungspunkt 36, der auf einer Linie zwischen den Lagerpunkte 29 und 31 liegt, auf dieser Verbindungslinie entlang einer weitgehend gerade Verlaufenden Führungslinie geführt wird.
  • Um in der gezeigten Ausgestaltungsform nicht nur den ersten Verbindungspunkt 36, sondern das langgestreckte geführte Glied 37 entlang einer geraden Linie zu führen, ist an die Roberts Geradführung ein weiteres Getriebeteil des Koppelgetriebes 27 angebunden. Dieses besteht aus einer an einem dritten Lagerpunkt 38 an dem Gestellelement 28 schwenkbar angelagerten dritten Schwinge 39, einer in einem dritten an Anlagerpunkt 40 mit der dritten Schwinge 39 schwenkbar verbundenen ersten Koppel 41, die an dem Anlagerpunkt 35 schwenkbar mit der zweiten Schwinge 32 und der Dreieckskoppel 34 verbunden ist und einer zweiten Koppel 42, die an dem dritten Anlagerpunkt 40 mit der dritten Koppel 39 und der ersten Koppel 41 verschwenkbar verbunden ist und die an einem zweiten Verbindungspunkt 43 mit dem geführten Glied 37 des Koppelgetriebes 27 schwenkbar verbunden ist. Diese zusätzlichen Getriebeelemente übertragen die durch die Roberts Geradführung erhaltene gerade Führungsbahn des Verbindungspunktes 36 auf den Verbindungspunkt 43, sodass das geführte Glied 37 insgesamt entlang einer weitgehend gerade verlaufenden Bahn geführt ist.
  • Zwischen dem geführten Glied 37 und dem Gestellelement 28 ist ein Aktuator 44, zum Beispiel ein Hydraulikzylinder, angeordnet, der eine Stellkraft parallel zu der gerade verlaufenden Bahn, entlang derer das geführte Glied 37 geführt wird, aufbringt. Ein Vergleich der Figuren 4a) und 4b) zeigt, wie angetrieben durch den Aktuator 44 durch das zweite Koppelgetriebe 27 eine gerade Führung des geführten Gliedes 37 erhalten wird.
  • In Figur 6 ist schließlich schematisch dargestellt, wie nun die beiden Stellmechanismen 11 (mit einem wie in Figur 5 gezeigten Koppelgetriebe 13) und 12 miteinander verbunden werden und wie der Schleifbalken 4 mit dem zweiten Stellmechanismus 12 verbunden wird, um so die Stelleinrichtung 10 insgesamt zu realisieren. Zu erkennen ist, dass das Gestellelement 28 des zweiten Stellmechanismus 12 in seiner Längsrichtung mit der dritten Schwinge 19 des ersten Koppelgetriebes 13 des ersten Stellmechanismus 11 fest verbunden wird, zum Beispiel verschweißt, und dass der Schleifbalken 4 an dem geführten Glied 37 des zweiten Stellmechanismus 12 festgelegt wird. Auf diese Weise wird ein insgesamt verbundener Aufbau und eine Stelleinrichtung erhalten, in der eine Winkeleinstellung mittels des Stellmechanismus 11 und eine Zustelleinstellung mittels der Stellmechanismus 12 des Schleifbalkens 4 unabhängig voneinander möglich sind, sodass auch während einer Schleifbearbeitung sowohl die Zustellung (der Andruck) als auch die Winkelposition des Schleifbalkens 4 relativ zum Schienenkopf SK verändert werden kann, dies insbesondere auch stufenlos. Der Schleifbalken 4 ist insbesondere um seine Längsachse verdrehbar an dem geführten Glied 37 des zweiten Koppelgetriebes 27 festgelegt, so dass die vorstehen beschriebene Revolverfunktion ausgeführt werden kann.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung möglicher Ausführungsvarianten ist noch einmal deutlich geworden, welche Vorteile die erfindungsgemäße Gestaltung einer Stelleinrichtung mit sich bringt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schleifaggregat
    2
    Rahmen
    3
    Schienenrad
    4
    Schleifbalken
    5
    Schleifkörper
    10
    Stelleinrichtung
    11
    erster Stellmechanismus
    12
    zweiter Stellmechanismus
    13
    erstes Koppelgetriebe
    14
    Gestell
    15
    erster Lagerpunkt
    16
    erste Schwinge
    17
    zweiter Lagerpunkt
    18
    zweite Schwinge
    19
    dritte Schwinge
    20
    erste Koppel
    21
    erster Anlagerpunkt
    22
    zweite Koppel
    23
    fünfter Anlagerpunkt
    24
    zweiter Anlagerpunkt
    25
    dritter Anlagerpunkt
    26
    vierter Anlagerpunkt
    27
    zweites Koppelgetriebe
    28
    Gestellelement
    29
    erster Lagerpunkt
    30
    erste Schwinge
    31
    zweiter Lagerpunkt
    32
    zweite Schwinge
    33
    erster Anlagerpunkt
    34
    Dreieckskoppel
    35
    zweiter Anlagerpunkt
    36
    erster Verbindungspunkt
    37
    geführtes Glied
    38
    dritter Lagerpunkt
    39
    dritte Schwinge
    40
    dritter Anlagerpunkt
    41
    erste Koppel
    42
    zweite Koppel
    43
    zweiter Verbindungspunkt
    44
    Aktuator
    L
    Linie
    L1
    Linie
    L2
    Linie
    P1
    Pfeil
    P2
    Pfeil
    SP
    Schwenkpunkt
    S
    Schiene
    SK
    Schienenkopf

Claims (12)

  1. Stelleinrichtung (10) zum Positionieren eines an einem an einem Schienenfahrzeug (1) festgelegten Gestell (14) angeordneten, einen Wirkabschnitt zum Bearbeiten eines Schienenkopfes (SK) aufweisenden Bearbeitungswerkzeuges (5) relativ zu einer im Gleis verlegten, von dem Schienenfahrzeug (1) überfahrenen Schiene, wobei die Stelleinrichtung (10) einen ersten Stellmechanismus (11) zum Verändern einer quer zu einer Längsrichtung der im Gleis verlegten Schiene (S) gesehenen Winkelposition des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeuges (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stellmechanismus (11) ein erstes Koppelgetriebe (13) und einen ersten Aktuator zum Bewegen des ersten Koppelgetriebes (13) aufweist, wobei das erste Koppelgetriebe (13) ausschließlich über um zu einander parallele Drehachsen verdrehbare Drehgelenke miteinander verbundene Getriebeglieder in Form von Schwingen (16, 18, 19) und Koppeln (20, 22) aufweist und wobei der erste Stellmechanismus (11) ein Verschwenken des mit diesem verbundenen Bearbeitungswerkzeuges (5) um einen, insbesondere im Betrieb in dem Schienenkopf (SK) liegenden, virtuellen Schwenkpunkt unter Betätigung lediglich des einen ersten Aktuators ermöglicht.
  2. Stelleinrichtung (10) zum Positionieren eines an einem an einem Schienenfahrzeug (1) festgelegten Gestell (14) angeordneten, einen Wirkabschnitt zum Bearbeiten eines Schienenkopfes (SK) aufweisenden Bearbeitungswerkzeuges (5) relativ zu einer im Gleis verlegten, von dem Schienenfahrzeug (1) überfahrenen Schiene (S), insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Stelleinrichtung (10) einen ersten Stellmechanismus (11) zum Verändern einer quer zu einer Längsrichtung der im Gleis verlegten Schiene (S) gesehenen Winkelposition des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeuges (5) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Stellmechanismus (11) ein erstes Koppelgetriebe (13) und einen ersten Aktuator zum Bewegen des ersten Koppelgetriebes (13) aufweist,
    wobei das erste Koppelgetriebe (13) ausschließlich über um zu einander parallele Drehachsen verdrehbare Drehgelenke miteinander verbundene Getriebeglieder in Form von Schwingen und Koppeln aufweist,
    wobei das erste Koppelgetriebe (13) eine erste, an einem ersten relativ zu dem Gestell (14) positionsfesten Lagerpunkt (15) verschwenkbar angelagerte Schwinge (16) und eine zweite, an einem zweiten relativ zu dem Gestell (14) ortsfesten Lagerpunkt (17) verschwenkbar angelagerte Schwinge (18) aufweist,
    wobei das erste Koppelgetriebe (13) weiterhin eine erste Koppel (20) aufweist, die an einem ersten, an der ersten Schwinge (16) angeordneten Anlagerpunkt (21) und an einem zweiten, an der zweiten Schwinge (18) angeordneten Anlagerpunkt (24) jeweils relativ zu der zugehörigen Schwinge (16, 18) verschwenkbar angelagert ist,
    wobei ein aus den jeweiligen geradlinigen Verbindungslinien ausgehend von dem erstem Lagerpunkt (15) über den ersten Anlagerpunkt (21), den zweiten Anlagerpunkt (24), den zweiten Lagerpunkt (17) und zurück zum ersten Lagerpunkt (15) gebildeter Streckenzug ein erstes Parallelogramm ergibt,
    wobei ferner an der ersten Koppel (20) ein von einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt (21) und dem zweiten Anlagerpunkt (24) beabstandet angeordneter dritter Anlagerpunkt (25) ausgebildet ist, an dem eine dritte Schwinge (19) verschwenkbar angelagert ist,
    wobei das erste Koppelgetriebe (13) weiterhin eine zweite Koppel (22) aufweist, die an einem vierten, an der dritten Schwinge (19) angeordneten Anlagerpunkt (26) an der dritten Schwinge (19) verschwenkbar angelagert ist und an einem fünften, an der ersten Schwinge (16) angeordneten Anlagerpunkt (23) an der ersten Schwinge (16) verschwenkbar angelagert ist,
    wobei ein aus den jeweiligen geradlinigen Verbindungslinien ausgehend von dem erstem Anlagerpunkt (21) über den dritten Anlagerpunkt (25), den vierten Anlagerpunkt (26), den fünften Anlagerpunkt (23) und zurück zum ersten Anlagerpunkt (21) gebildeter Streckenzug ein zweites Parallelogramm ergibt.
  3. Stelleinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerpunkte (15, 17) in der Weise positioniert und dass die Lagen der Anlagerpunkte (21, 23, 24, 25, 26) so gewählt sind, dass ein Schnittpunkt (SP) zwischen einer zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt (15) und dem ersten Anlagerpunkt (21) parallelen und durch den dritten Anlagerpunkt (25) verlaufenden Linie und einer zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt (21) und dem dritten Anlagerpunkt (25) parallelen und durch den ersten Lagerpunkt (15) verlaufenden Linie innerhalb des Schienenkopfs (SK) der von dem Schienenfahrzeug (1) überfahrenen, von dem Bearbeitungswerkzeug (5) zu bearbeitenden Schiene (S) liegt, und dass dieser Schnittpunkt (SP) mit einem Schnittpunkt (SP) zwischen einer zu einer Verbindungslinie zwischen dem ersten Lagerpunkt (15) und dem fünften Anlagerpunkt (23) parallelen und durch den vierten Anlagerpunkt (26) verlaufenden Linie und der zu der Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlagerpunkt (21) und dem dritten Anlagerpunkt (25) parallelen und durch den ersten Lagerpunkt (15) verlaufenden Linie zusammenfällt.
  4. Stelleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lagerpunkt (15), der erste Anlagerpunkt (21) und der fünfte Anlagerpunkt (23) auf einer geraden Verbindungslinie liegen.
  5. Stelleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerpunkte (15, 17) auf einer mit dem Schienenfahrzeug (1) lösbar verbindbaren und um einen zwischen den Lagerpunkten (15, 17) gelegenen Befestigungspunkt verschwenkbaren Stellwippe angeordnet sind.
  6. Stelleinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiten Stellmechanismus (12) zum Verändern eines Abstandes des Wirkabschnitts des Bearbeitungswerkzeugs (5) zu dem Schienenkopf (SK) der im Gleis verlegten Schiene (S) aufweist.
  7. Stelleinrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stellmechanismus (12) ein zweites Koppelgetriebe (27) mit einem an der dritten Schwinge (19) des ersten Koppelgetriebes (13) festgelegten Gestellelement (28) und einen das zweite Koppelgetriebe (27) bewegenden zweiten Aktuator (44) aufweist, wobei das zweite Koppelgetriebe (27) ausschließlich über um zu einander parallele Drehachsen verdrehbare Drehgelenke miteinander verbundene Getriebeglieder in Form von Schwingen und Koppeln aufweist und wobei das zweite Koppelgetriebe (27) eine eine erste in einem ersten Lagerpunkt (29) an dem Gestellelement (28) schwenkbar festgelegt Schwinge (30) und eine zweite, an einem zweiten Lagerpunkt (31) an dem Gestellelement (28) schwenkbar festgelegte Schwinge (32) und eine mit der ersten Schwinge (30) in einem ersten Abstand zu dem ersten Lagerpunkt (29) angeordneten ersten Anlagerpunkt (33) und mit der zweiten Schwinge (32) in einem mit dem ersten Abstand zu dem zweiten Lagerpunkt (31) angeordneten zweiten Anlagerpunkt (35) verschwenkbar verbundene Dreieckskoppel (34) aufweisende Roberts Geradführung umfasst.
  8. Stelleinrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gestellelement (28) des zweiten Koppelgetriebes (27) zusätzlich zu der ersten (30) und der zweiten (32) Schwinge der Roberts Geradführung und benachbart zu der ersten Schwinge (30) der Roberts Geradführung in einem dritten Lagerpunkt (38) eine dritte Schwinge (39) verschwenkbar festgelegt ist, wobei die dritte Schwinge (39) des zweiten Koppelgetriebes (27) an einem dritten Anlagerpunkt (40) mit einer ersten Koppel (41) verbunden ist, wobei die erste Koppel (41) an dem ersten Anlagerpunkt (33) mit der ersten Schwinge (30) und der Dreieckskoppel (34) schwenkbar verbunden ist, wobei eine den dritten Lagerpunkt (38) und den dritten Anlagerpunkt (40) geradlinig verbindende Verbindungslinie im Wesentlichen parallel zu der ersten Schwinge (30) der Roberts Geradführung ist und wobei ein geführtes Glied (37) des zweiten Koppelgetriebes (27) an einem ersten Verbindungspunkt (36) mit der auf einer geraden Bahn geführten Spitze der Dreieckskoppel (34) verschwenkbar verbunden ist und in einem zweiten von dem ersten Verbindungspunkt (36) entlang einer parallel zu der geraden Führungslinie, auf der die Spitze der Dreieckskoppel (34) geführt ist, verlaufenden Linie beabstandeten zweiten Verbindungspunkt (43) mit einer zweiten Koppel (42) verbunden ist, wobei die zweite Koppel (42) an dem dritten Anlagerpunkt (40) mit der dritten Schwinge (39) und der ersten Koppel (41) des zweiten Koppelgetriebes (27) verschwenkbar verbunden ist, wobei eine Verbindungslinie zwischen dem ersten (33) und dem dritten Anlagerpunkt (40) im Wesentlichen parallel zu der geraden Bahn ist, auf der die Spitze der Dreieckskoppel (34) der Roberts Geradführung geführt ist.
  9. Stelleinrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aktuator (44) so angeordnet ist, dass er eine Stellkraft zwischen das Gestellelement (28) und das geführte Glied (37) des zweiten Koppelgetriebes (27) aufbringen kann.
  10. Stelleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestellelement (28) an der dritten Schwinge (19) des ersten Koppelgetriebes (13) derart festgelegt ist, dass sich die gerade Führungslinie, auf der die Spitze der Dreieckskoppel (34) geführt ist, im Wesentlichen parallel zu ersten Schwinge (16) des ersten Koppelgetriebes (13) erstreckt.
  11. Stelleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halter (4) für das Bearbeitungswerkzeug (5) an dem geführten Glied (37) des zweiten Koppelgetriebes (27) angeordnet ist.
  12. In einem Schienenfahrzeug (1) angeordnetes Schleifaggregat für die Schleifbearbeitung von im Gleis verlegten Schienen (S) während einer Überfahrt mit mehreren mit einer Rotationsachse quer zu einer Längsrichtung der überfahrenen Schiene (S) in dem Schleifaggregat frei rotierend angeordneten Schleifkörpern (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifaggregat eine Stelleinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
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