EP3941682B1 - Trennschleifgerät und verfahren zum durchtrennen einer schiene eines gleises - Google Patents

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EP3941682B1
EP3941682B1 EP20724103.5A EP20724103A EP3941682B1 EP 3941682 B1 EP3941682 B1 EP 3941682B1 EP 20724103 A EP20724103 A EP 20724103A EP 3941682 B1 EP3941682 B1 EP 3941682B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
drive
drive motor
cut
electric drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20724103.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3941682A1 (de
Inventor
Dieter Ludwig KAMML
Thomas HÖLZLWIMMER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Original Assignee
Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robel Bahnbaumaschinen GmbH filed Critical Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Publication of EP3941682A1 publication Critical patent/EP3941682A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3941682B1 publication Critical patent/EP3941682B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
    • B24B27/08—Grinders for cutting-off being portable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/007—Weight compensation; Temperature compensation; Vibration damping
    • 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
    • E01B31/04—Sectioning or slitting, e.g. by sawing, shearing, flame-cutting

Definitions

  • the invention relates to a cut-off device according to the preamble of claim 1 and a method for cutting through a rail of a track.
  • a cutting machine and such a method are from EP 3 216 567 A1 famous.
  • Cut-off devices with a direct drive for cutting through a rail of a track are known from the prior art.
  • Cutting-off machines of this type have a hydraulic drive which is operatively connected to the shaft of the cutting-off wheel. The manufacture and maintenance of known cut-off machines is expensive.
  • a cutting device is known, the cutting disc of which is driven in rotation by an electric drive motor.
  • the electric drive motor is coupled directly to a cutting wheel holder with a drive shaft.
  • the axis of rotation of the cutting wheel or the cutting wheel holder runs either coaxially to the drive axis of the drive motor or offset parallel to the drive axis.
  • the drive comprises an electric drive motor.
  • the electric drive motor has a drive shaft and a drive axle, with the drive shaft being coupled directly to the cutting wheel holder. Because the drive axis and the axis of rotation of the cutting wheel holder are aligned, a simple power transmission between the drive shaft and the cutting wheel holder is achieved. Aligned or congruent means that the axis of rotation is coaxial or identical to the drive axis.
  • the electric drive motor is a brushless electric motor.
  • the reduction in the number of additional elements also has the advantage that the cut-off device has lower energy losses and is therefore more efficient.
  • the efficiency of the abrasive cut-off device is over 90%, in particular over 95%, advantageously over 99%.
  • the cut-off machine thus also consumes less energy due to the electric drive motor.
  • the cutting-off device includes fewer components, in particular fewer wearing parts, which means that the maintenance effort and maintenance costs are significant can be reduced and the time between individual maintenance intervals can be increased.
  • the cutting machine has a lower overall weight.
  • the drive axis is coaxial with the axis of rotation.
  • the fact that the maximum transverse extension of the drive is at most equal to the diameter of the at least one clamping element for fastening the cutting wheel to the cutting wheel holder prevents the drive or its housing from protruding into the cutting area of the cutting wheel and reducing the size of the cutting area. This ensures that the cutting wheel, whose diameter gradually decreases due to wear and tear when cutting through the rail, is optimally utilized. In other words, no limitation of the depth of cut is accepted as a result.
  • the maximum transverse extent of the drive is reduced in particular by the high power density P Spec of the electric drive motor.
  • the cutting-off grinding device is preferably designed for the use of cutting-off grinding wheels with a maximum nominal diameter D N .
  • the maximum transverse extent is in particular perpendicular to the drive axis or axis of rotation and/or defined in the direction of a plane of symmetry of a cut-off grinding area of a cut-off grinding wheel.
  • the drive preferably includes the electric drive motor and a housing in which the electric drive motor is arranged and, in particular, mounted.
  • the electric drive motor includes a stator and a rotor.
  • the drive shaft is connected to the rotor or is part of the rotor.
  • the stator preferably delimits an interior space in which the rotor is arranged.
  • the rotor thus forms an inner rotor.
  • the rotor preferably includes permanent magnets.
  • the permanent magnets are attached in particular to the drive shaft.
  • the stator preferably includes electromagnets.
  • the electric drive motor has a high power density or a high specific power P Spec .
  • the power density is understood to be the ratio of the nominal power P of the electric drive motor to its mass M.
  • the electric drive motor preferably has a rated power P, where: P ⁇ 2 kW, in particular P ⁇ 3 kW, and in particular P ⁇ 5 kW.
  • the rated power P the following preferably applies: P ⁇ 10 kW, in particular P ⁇ 8 kW, in particular P ⁇ 6 kW, and in particular P ⁇ 4 kW. Due to the comparatively low weight, the cut-off machine is user-friendly and easy to guide. Due to its compactness, the drive or the electric drive motor ensures that the cutting depth is not impaired.
  • directly coupled is understood in particular to mean avoiding transmission elements as far as possible or reducing them to a minimum.
  • the term is understood to mean, in particular, an indirect or direct interlocking, in particular an indirect or direct contact, of the cutting-off wheel holder with the drive shaft.
  • directly coupled excludes in particular the use of endless transmission elements in the form of belts or chains and the use of gears, in particular adjustable gears, which allow different transmission ratios to be set.
  • the transmission ratio n is fixed, i.e. it cannot be changed or adjusted.
  • the cutting-off wheel is operatively connected to the cutting-off wheel holder via at least one clamping element, as a result of which a rotation of the cutting-off wheel holder causes the cutting-off wheel to rotate.
  • the at least one clamping element is used to attach the cutting wheel to the cutting wheel holder.
  • the at least one clamping element it is possible for the at least one clamping element to be fastened directly to the cutting wheel holder, and for the cutting wheel to be fastened or clamped to the at least one clamping element.
  • the cutting-off wheel is thus indirectly operatively connected to the cutting-off wheel holder via the at least one clamping element.
  • the at least one clamping element can also be designed in such a way that the cutting wheel can be fastened directly to the cutting wheel holder by this element.
  • the at least one clamping element is advantageously fastened to the cutting wheel holder via a clamping element holder.
  • An advantageous embodiment includes a first and a second clamping element, between which a cutting wheel can be fastened by clamping.
  • the first and the second clamping element each have a deformation, for example starting from the axis of rotation in the direction of their respective outer edge, which extends towards the cutting wheel and is designed to be resilient. This makes it possible that means of the at least one clamping element, cutting wheels of different thicknesses can be fastened in a vibration-damping manner.
  • the body defines a body plane G, which runs through the body and perpendicular to the axis of rotation.
  • the body plane G defines a first and a second side of the body, which face each other.
  • the cut-off machine advantageously has a control unit for controlling the drive, with two different directions of rotation of the drive being able to be set in particular by means of the control unit.
  • the cut-off device is used to manually cut through a rail.
  • a cut-off device enables the rail to be cut through reliably, efficiently and with little maintenance.
  • Formed in one piece means that the cutting wheel holder and the drive shaft are combined and are inseparably connected to one another.
  • the drive shaft and the cutting wheel holder consequently form a common shaft. Consequently, the torque of the drive is only transmitted via a shaft to the at least one clamping element and thus to the cutting wheel. This has the advantage that less Components, in particular fewer wearing parts are installed in the cut-off machine.
  • a cut-off device enables the rail to be cut through efficiently and with little maintenance.
  • a two-part design has the advantage that the cutting wheel holder and the drive shaft can be exchanged individually. Design in two parts means that the drive shaft and the cutting wheel holder are independent elements.
  • the drive shaft and the cutting wheel holder are directly or indirectly operatively connected at an engagement area.
  • the drive shaft and the cutting-off wheel holder can have a toothing in the engagement area, via which the drive shaft and the cutting-off wheel holder come into direct contact.
  • the drive shaft and the cutting wheel holder are non-rotatably connected to each other.
  • the drive shaft and the cutting-off wheel holder are preferably non-rotatably or positively connected to one another at the engagement area via a non-rotatable receptacle.
  • the direct operative connection between the drive shaft and the cutting-off wheel holder can be formed in a form-fitting manner.
  • the drive shaft can be designed as a hollow shaft with internal teeth at the engagement area, while the cutting-off wheel holder has external teeth which engage directly with the internal teeth of the drive shaft designed as a hollow shaft.
  • the cutting wheel holder can be designed as a hollow shaft in the engagement area and to have internal teeth, with the drive shaft having external teeth which engage in the internal teeth of the cutting wheel holder designed as a hollow shaft.
  • the operative connection between the drive shaft and the cutting-off wheel holder can be formed via a connecting component, for example a feather key.
  • a cut-off device enables the rail to be cut through in a particularly reliable and efficient manner.
  • the drive has a housing, by means of which the drive can be fixed to a fixing area of the base body via fixing means. Damping elements are advantageously arranged between the housing and the fixing area, as a result of which the transmission of vibrations from the drive to the base body is reduced.
  • the fixing area is arranged in particular on a first side of the base body, which is opposite the second side of the base body, on which the cutting wheel is arranged or can be fastened.
  • the fixing area has a width b that is smaller than the maximum width B of the base body.
  • the drive is arranged closer to the base body, which counteracts a shift in the center of gravity of the abrasive cut-off device in the direction of the first side.
  • a base body plane G preferably runs perpendicular to the axis of rotation through the body.
  • the base body plane G runs in particular through the fixing area.
  • the primitive plane G defines the first side and the second side of the primitive.
  • the drive is preferably arranged on the first side, whereas a cutting wheel can be attached to the cutting wheel holder on the second side.
  • a cut-off device enables the rail to be cut through efficiently and in a user-friendly manner.
  • the fact that the second bearing is arranged outside of the housing and in the base body, in particular in the fixing area, means that the drive is arranged closer to the plane of the base body, which counteracts a shift in the center of gravity of the cut-off machine in the direction of the first side.
  • a cut-off device enables the rail to be cut through in a particularly efficient and low-maintenance manner.
  • the fact that the first and the second bearing are arranged within the housing of the drive ensures that the drive can be replaced quickly and easily.
  • the forces that occur when the rail is cut are transmitted to the base body via the drive housing.
  • a cut-off device enables the rail to be cut through in a particularly reliable and efficient manner.
  • the brushless electric motor requires little maintenance.
  • the brushless electric motor ensures that the drive has a small transverse extension E and thus a significantly higher power density or specific power P Spec .
  • P spec for the power density P spec of the brushless electric motor, P spec ⁇ 0.5 kW/kg, in particular P spec ⁇ 0.8 kW/kg, and in particular P spec ⁇ 1.0 kW/kg, applies.
  • the brushless electric motor is a BLDC motor.
  • a cut-off device enables the rail to be cut through in a particularly reliable and efficient manner.
  • the higher the power density P Spec the smaller and/or lighter the electric drive motor.
  • a cut-off device ensures reliable and efficient cutting of the rail.
  • the at least one temperature sensor is used to determine a temperature of the drive and/or the control unit during operation. The at least one determined temperature is used to avoid overheating of the abrasive cut-off device, in particular the drive or the electric drive motor and/or the control unit, while cutting through a rail.
  • a temperature sensor is preferably arranged on the drive, in particular inside a housing. The temperature sensor is arranged in particular on the electric drive motor. Additionally or alternatively, a temperature sensor is preferably arranged on the control unit. The respective temperature sensor is in particular in signal connection with a warning element and/or with the control unit.
  • At least one countermeasure can be taken. Possible countermeasures are, for example, activating the warning element to warn an operator and/or reducing the power that can be taken in or delivered by the electric drive motor and/or switching off the electric drive motor.
  • a cut-off device ensures reliable and efficient cutting through of a rail.
  • Simple temperature monitoring can be achieved because the control unit controls the drive or the electric drive motor as a function of a determined temperature. If a temperature that exceeds a critical temperature or a temperature limit value is determined by means of a temperature sensor, at least one countermeasure can be initiated by means of the control unit. Possible countermeasures are for example, the activation of a warning element, a reduction in the power that can be absorbed or emitted by the electric drive motor and/or a switch-off of the electric drive motor. The at least one countermeasure is temporarily active.
  • a cut-off device ensures reliable and efficient cutting through of a rail. If a determined temperature exceeds a first temperature limit value T G1 , a further increase in the temperature is counteracted by reducing the power that can be emitted or absorbed by the electric drive motor. The heat generated by the electric drive motor is reduced, so that the electric drive motor and/or the control unit can cool down. The power that can be delivered is preferably reduced temporarily or intermittently. This takes place in particular as a function of a predefined period of time and/or as a function of falling below a predefined temperature limit value. The temperature limit value to be fallen below can be the same as or lower than the first temperature limit value T G1 .
  • the following preferably applies to the first temperature limit value T G1 : 80° C. ⁇ T G1 ⁇ 120° C., in particular 90° C. ⁇ T G1 ⁇ 110°.
  • the following applies in particular to the maximum output or absorption of reduced power P R : 0.5 P ⁇ P R ⁇ P, in particular 0.6 P ⁇ P R ⁇ 0.9 P, and in particular 0.7 P ⁇ P R ⁇ 0.8*P
  • the second temperature limit value T G2 is preferably higher than the first temperature limit value T G1 .
  • the following preferably applies to the second temperature limit value T G2 : 110° C. ⁇ T G2 ⁇ 140° C, in particular 120° C. ⁇ T G2 ⁇ 130° C.
  • the electric drive motor is switched off in particular temporarily or intermittently. The temporary switching off takes place, for example, as a function of a predefined period of time and/or as a function of a drop below a predefined temperature limit value.
  • the temperature limit value to be fallen below can be equal to or lower than the second temperature limit value T G2 .
  • the temperature limit value to be fallen below is preferably lower than the first temperature limit value T G1 .
  • the control unit is preferably designed in such a way that when a rail is severed, the electric drive motor is operated at least temporarily with a power P B for which the following applies: P ⁇ P B ⁇ 4 P, in particular 1.5 P ⁇ P B ⁇ 3, 5 P, and in particular 2 P ⁇ P B ⁇ 3 P.
  • P designates the rated power of the electric drive motor.
  • a cut-off device ensures reliable and efficient cutting through of a rail.
  • the cooling is embodied in particular as active cooling, which generates a movement of a cooling fluid.
  • the cooling preferably comprises at least one drivable or driven cooling element.
  • the at least one cooling element serves in particular to generate the movement of the cooling fluid.
  • the at least one cooling element preferably comprises a fan wheel.
  • the fan wheel generates an air flow for cooling the drive or the electric drive motor and/or the control unit.
  • the at least one cooling element can be driven by the electric drive motor and/or can be driven by its own drive motor.
  • the at least one cooling element is preferably attached to the drive axle of the electric drive motor and/or to the cutting wheel holder.
  • the cut-off grinding device preferably comprises a fan, in particular an axial fan, with a fan wheel and an associated drive motor.
  • the fan is arranged, for example, on the base body for cooling the control unit and/or for cooling the drive and/or arranged on the control unit and/or arranged on the drive.
  • the invention is also based on the object of creating a simple, reliable, user-friendly and efficient method for cutting through a rail of a track.
  • the electric drive motor is preferably operated at least temporarily with a power P B for which the following applies: P ⁇ P B ⁇ 4 P, in particular 1.5 P ⁇ P B ⁇ 3.5 P, and in particular 2 ⁇ P ⁇ P B ⁇ 3 ⁇ P, where P denotes the rated power of the electric drive motor.
  • the Figures 1 to 5 show a cut-off device 1 according to a first embodiment.
  • the cut-off device 1 is used to cut through a rail of a track.
  • the track is not shown in the figures.
  • the Figures 1 to 4 show the cutting-off grinding device 1 comprising a base body 2, a drive 4 with a drive axis A 1 and a cutting-off grinding wheel 5.
  • the drive 4 serves to drive the cutting-off grinding wheel 5 about an axis of rotation A 2 .
  • the axis of rotation A 2 and the drive axis A 1 are aligned.
  • the axis of rotation A 2 is thus identical to the drive axis A 1 .
  • the base body 2 has a pivotable handle 8 for holding and for manually guiding the abrasive cut-off device 1 .
  • the base body 2 defines a base body plane G, which runs through the base body 2 and perpendicular to the axis of rotation A 2 .
  • the drive 4 and the cutting wheel 5 are arranged on different sides of the plane G of the base body.
  • the drive 4 is arranged on a first side Gi of the base body 2
  • the cutting wheel 5 is arranged on a second side G 2 of the base body 2 .
  • the first side Gi is opposite the second side G 2 .
  • the drive 4 has a housing 9 via which the drive 4 is fixed to the base body 2 in a fixing area 16 via fastening means 17 .
  • the fasteners 17 are made in particular figure 5 evident.
  • the fixing area 16 has a substantially small width b. The following applies to the width b: b ⁇ 0.1 ⁇ B. Because the fixing area 16 has such a smaller width b, the drive 4 is arranged much closer to the base body 2, which means that the center of gravity of the cut-off machine 1 is shifted in the direction of the first side Gi is counteracted.
  • a spark guard 7 is arranged on the base body 2 and partially surrounds the cutting wheel 5 .
  • Out of figure 5 is a section through the cut-off machine 1 along the section line VV in figure 2 evident.
  • the cutting wheel 5 is arranged on a cutting wheel holder 3 via a first clamping element 13a and a second clamping element 13b.
  • the clamping elements 13a and 13b each have the same diameter D.
  • the cutting wheel 5 is arranged between the two clamping elements 13a and 13b on the cutting wheel holder 3 and fastened to it.
  • the spark guard 7 and the clamping elements 13a and 13b define a cut-off grinding region 6 which is formed on a region of the cut-off wheel 5 which is not encompassed by the spark guard 7 or the first clamping element 13a or the second clamping element 13b.
  • the cutting-off grinding area 6 is the area in which the cutting-off grinding wheel 5 comes or can come into contact with the rail (not shown) during the cutting process.
  • the cut-off area 6 forms a plane of symmetry S T .
  • the second clamping element 13b has a through-opening, as a result of which it can be slipped onto the cutting-off wheel holder 3 and thus placed against a stop 20 of the cutting-off wheel holder 3 .
  • the cutting-off wheel holder 3 For fastening the first clamping element 13a and thus for fastening the cutting wheel 5 between the first and the second clamping element 13a or 13b, the cutting-off wheel holder 3 has an axial bore 19 with an internal thread, into which a clamping element holder 18 in the form of a screw with an external thread can be introduced.
  • the first clamping element 13a has a through opening through which the threaded section of the clamping element holder 18 can be passed. After the clamping element holder 18 has been screwed in, the first clamping element 13a is fixed by it at one end 21 of the cutting wheel holder 3 .
  • the clamping elements 13a and 13b are designed in such a way that they fasten the cutting wheel 5 by clamping, whereby when the cutting wheel holder 3 rotates, the cutting wheel 5 rotates via the two clamping elements.
  • the clamping elements 13a and 13b are each formed, starting from the axis of rotation A 2 in the direction of their outer edges 22a and 22b, in such a way that they are deformed towards the cutting wheel 5 and are resilient. Because of this deformation, a large number of different cutting wheels with different widths can be fastened by means of the clamping elements 13a and 13b, since these deform depending on the width of the cutting wheel 5 to be mounted and still have a corresponding clamping effect.
  • An electric drive motor 15 with a drive shaft 10 is arranged in the housing 9 of the drive 4 .
  • the electric drive motor 15 is designed as a brushless electric motor.
  • the electric drive motor 15 has a rotor which includes the drive shaft 10 and permanent magnets arranged thereon.
  • the electric drive motor 15 also includes a stator that includes a plurality of electromagnets. The permanent magnets and the electromagnets are not illustrated in detail in the figures.
  • the electric drive motor 15 has a power density P Spec ⁇ 0.5 kW/kg.
  • the drive shaft 10 defines the drive axis A 1 .
  • the drive 4 is fastened to the fixing area 16 of the base body 2 via the fastening means 17 in the form of screws.
  • the drive 4 has a maximum transverse extent E, which is equal to the diameter D of the clamping elements 13a and 13b.
  • the maximum transverse extent E is defined perpendicular to the drive axis A 1 in the plane of symmetry S T .
  • the fact that the maximum transverse extension E of the drive 4 is at most equal to the diameter D of the clamping elements 13a and 13b ensures that the drive 4 does not protrude into the cut-off area 6 and this is thus reduced.
  • the cut-off grinding device 1 is used for the use of cut-off wheels 5 with a maximum nominal diameter D N .
  • the maximum nominal diameter D N is determined in particular by spark protection 7 . The following applies in particular: E ⁇ 0.5 ⁇ D N .
  • the drive shaft 10 is mounted on the housing 9 of the drive 4 via a first bearing 11
  • the cutting wheel holder 3 is mounted on the fixing area 16 of the base body 2 via a second bearing 12 .
  • the cut-off machine 1 includes a control unit 26 for controlling the drive 4.
  • the drive shaft 10 of the drive 4 is designed as a hollow shaft in an engagement area 23 and has a receiving opening for receiving the cutting wheel holder 3 .
  • the drive shaft 10 is positively connected to the cutting wheel holder 3 by means of a feather key 14, whereby the drive 4 is coupled directly to the cutting wheel holder 3 via the drive shaft 10 .
  • the drive shaft 10 rotates, the cutting wheel holder 3 rotates.
  • the cutting wheel holder 3 defines the axis of rotation A 2 .
  • the function of the cut-off grinding device 1 is as follows: First, the cutting wheel 5 is mounted on the cutting wheel holder 3 via the clamping elements 13a and 13b. For this purpose, the second clamping element 13b is placed on the cutting wheel holder 3 and placed against the stop 20 . The cutting wheel 5 is then placed on the cutting wheel holder 3 . The first clamping element 13a is then fixed to the cutting wheel holder 3 by means of the clamping element holder 18, as a result of which the cutting wheel 5 is clamped between the two clamping elements 13a and 13b. As a result, the cutting wheel 5 is operatively connected to the cutting wheel holder 3 .
  • the drive shaft 10 is set in rotation via the control unit 26, which is used to control the drive 4.
  • the rotational movement of the drive shaft 10 is transmitted directly to the cutting wheel holder 3 .
  • the rotational movement of the cutting wheel holder 3 is transmitted to the cutting wheel 5 .
  • the cutting wheel 5 is gradually worn down, as a result of which the diameter of the cutting wheel 5 is reduced. Because the maximum transverse extension E of the drive 4 is at most equal to the diameter D of the clamping elements 13a and 13b, the usable cutting-off area 6 extends to the clamping elements 13a and 13b.
  • the electric drive motor 15 can be driven in rotation in different directions of rotation by means of the control unit 26 .
  • the direction of rotation can be set manually and/or automatically.
  • the direction of rotation is set, for example, by means of at least one control switch, preferably by means of a respective control switch, and/or automatically depending on a holding position of the abrasive cut-off device 1, for example by means of a sensor.
  • the cutting wheel holder 3 is formed integrally with the drive shaft 10 .
  • the cutting wheel holder 3 and the drive shaft 10 thus form a common shaft 24 . Consequently, the torque of the drive 4 is transmitted via the common shaft 24 to the first and second clamping element 13a or 13b and thus to the cutting wheel 5 .
  • the first bearing 11 and the second bearing 12 are supported on the housing 9 .
  • the base body 2 is extremely compact. On the base body 2 first handles 8 are fixed. In addition, two second handles 8 'are arranged on the base body. The second handles 8 'are cylindrical and extend spaced and parallel to each other. The second handles 8' run essentially perpendicular to the drive axis A 1 on a side of the base body 2 which faces away from the drive 4 relative to the first handles 8 . The handles 8' are connected to one another and stabilized by a spacer 27.
  • the electric drive motor 15 is arranged in the housing 9 .
  • the housing 9 is designed in two parts.
  • the housing 9 comprises a pot-shaped first housing component 28 and a cover-shaped second housing component 29.
  • the first bearing 11 is mounted in the first housing component 28, whereas the second bearing 12 is mounted in the second housing component 29.
  • the second housing component 29 is fixed in the fixing area 16 and detachably connected to the first housing component 28 .
  • the drive shaft 10 is integrally connected to the cutting wheel holder 3 .
  • the drive axis A 1 and the axis of rotation A 2 are arranged coaxially to one another.
  • the drive motor 15 is designed as a brushless electric motor.
  • the drive motor 15 includes a stator which is arranged in a rotationally fixed manner relative to the housing 9 .
  • the stator 30 comprises electromagnets, not shown in detail, in the usual way.
  • the stator 30 surrounds and delimits an inner space in which a rotor 31 is arranged.
  • the rotor 31 comprises permanent magnets 31' and the drive shaft 10 in the usual manner.
  • the permanent magnets 31' are attached to the drive shaft 10, for example glued.
  • the rotor 31 can be driven in rotation about the drive axis A 1 by means of the stator 30 .
  • the cut-off machine 1 includes a first temperature sensor 32 which is arranged inside the housing 9 on the electric drive motor 15 .
  • the first temperature sensor 32 is in signal communication with the Control unit 26 and transmits these measured values of a first temperature T 1 of the electric drive motor 15.
  • the cutting machine 1 also includes a second temperature sensor 33.
  • the second temperature sensor 33 is arranged on the control unit 26 and integrated into the base body 2 together with it.
  • the second temperature sensor 33 is in signal connection with the control unit 26 and transmits measured values of a second temperature T 2 to the control unit 26.
  • a first temperature limit value T G1 for example 100° C.
  • a second temperature limit value T G2 for example 120° C.
  • the control unit 26 repeatedly compares the measured values of the first temperature T 1 and the second temperature T 2 with the temperature limit values T G1 and T G2 . If one of the temperatures T 1 and/or T 2 exceeds the first temperature limit value T G1 , the power P R that can be absorbed or output by the abrasive cut-off device 1 is reduced.
  • the power reduction takes place for a predefined period of time.
  • the cut-off device 1 is switched off by the control unit 26 .
  • the switch-off takes place for a predefined period of time. This implements temperature monitoring and prevents drive 4 and/or control unit 26 from overheating.
  • the abrasive cut-off device 1 includes active cooling 34 for cooling the drive 4 and/or the control unit 26.
  • the active cooling 34 generates a movement of a cooling medium L.
  • the cooling medium L is present Example air.
  • the cooling 34 includes an inflow channel 35, a fan wheel 36 and an outflow channel 37.
  • the fan wheel 36 is fixed between the electric drive motor 15 and the second clamping element 13b on the common shaft 24 and can be driven in rotation by the electric drive motor 15.
  • the fan wheel 36 is formed in one piece with the second clamping element 13b, for example.
  • the inflow channel 35 is L-shaped in cross section. The inflow channel 35 initially runs between the base body 2 and the housing 9 in the direction of the drive axis A 1 .
  • the inflow channel 35 changes its direction and runs in the fixing area 16 between the housing 9 and the second clamping element 13b.
  • the inflow channel 35 runs up to the fan wheel 36.
  • the intake air L changes its direction of flow at the fan wheel 36 and passes through the fan wheel 36 in the direction of the drive axis A 1 .
  • the outflow channel 37 then begins.
  • the outflow channel 37 runs from the fan wheel 36 between the base body 2 and the spark guard 7.
  • the outflowing air L flows essentially perpendicularly to the drive axis A 1 .
  • the electric drive motor 15 can be driven in rotation by means of the control unit 26 in a first direction of rotation d 1 or in a second, opposite direction of rotation d 2 .
  • the cut-off device 1 includes a first control switch Si and a second control switch S 2 . If the first control switch Si is actuated, then the electric drive motor 15 is driven in rotation in the first direction of rotation d 1 . If, on the other hand, the second control switch S 2 is actuated, then the electric drive motor 15 is driven in rotation in the second direction of rotation d 2 .
  • the cutting-off device 1 When cutting through a rail, the cutting-off device 1 is operated with a power P B that is higher than the rated power P. Cutting through a rail takes between approximately 1 minute and 2 minutes, so that the cutting-off grinding device 1 does not overheat during this period.
  • the electric drive motor 15 and the control unit 26 are cooled by means of the cooling system 34. If the cutting-off device 1 has cooled down sufficiently before cutting through another rail, the additional rail can be cut through with the cutting-off device 1 in the manner described and without the cutting-off device 1 overheating.
  • the abrasive cut-off device 1 heats up significantly as a result of repeated cutting operations, safe operation of the abrasive cut-off device 1 is ensured by means of temperature monitoring. If one of the temperatures T 1 and/or T 2 exceeds the first temperature limit value T G1 , the power P B is first reduced to the power P R and the cut-off machine 1 is operated with the reduced power P R . This avoids further heating of the abrasive cut-off device 1 and subsequent overheating. If one of the temperatures T 1 and/or T 2 nevertheless exceeds the second temperature limit value T G2 , the cut-off machine 1 is temporarily switched off. With regard to the further structure and the further mode of operation, reference is made to the preceding exemplary embodiments.
  • the abrasive cut-off device 1 can be connected to an external energy supply unit by means of an energy supply connection and/or can have its own energy supply unit.
  • an energy supply unit For example, an accumulator or an accumulator arrangement can be used.
  • the energy supply unit can, for example, be attached to the base body 2 and/or integrated into the base body 2 .
  • the energy supply unit 2 can preferably be recharged and/or replaced.

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Description

  • Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung DE 20 2019 103 132.8 in Anspruch.
  • Die Erfindung betrifft ein Trennschleifgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Durchtrennen einer Schiene eines Gleises. Ein solches Trennschleifgerät und ein solches Verfahren sind aus der EP 3 216 567 A1 bekannt.
  • Trennschleifgeräte mit Direktantrieb zum Durchtrennen einer Schiene eines Gleises sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Trennschleifgeräte weisen einen hydraulischen Antrieb auf, welcher mit der Welle der Trennschleifscheibe wirkverbunden ist. Die Herstellung sowie die Wartung bekannter Trennschleifgeräte ist aufwändig.
  • Aus der EP 3 216 567 A1 ist ein Trenngerät bekannt, dessen Trennscheibe mit einem elektrischen Antriebsmotor drehangetrieben wird. Der elektrische Antriebsmotor ist mit einer Antriebswelle direkt mit einem Trennscheibenhalter gekoppelt. Die Drehachse der Trennscheibe bzw. des Trennscheibenhalters verläuft entweder koaxial zu der Antriebsachse des Antriebsmotors oder parallel versetzt zu der Antriebsachse.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Trennschleifgerät zu schaffen, das auf zuverlässige, effiziente, bedienerfreundliche und wartungsarme Weise ein Durchtrennen der Schiene eines Gleises ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Trennschleifgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Trennschleifgerät umfasst der Antrieb einen elektrischen Antriebsmotor. Der elektrische Antriebsmotor weist eine Antriebswelle und eine Antriebsachse auf, wobei die Antriebswelle direkt mit dem Trennschleifscheiben-Halter gekoppelt ist. Dadurch, dass die Antriebsachse und die Drehachse des Trennschleifscheiben-Halters in einer Flucht liegen, wird eine einfache Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle und dem Trennschleifscheiben-Halter erzielt. Fluchtend bzw. deckungsgleich bedeutet, dass die Drehachse mit der Antriebsachse koaxial bzw. identisch ist. Insbesondere ist der elektrische Antriebsmotor ein bürstenloser Elektromotor.
  • Durch den Einsatz eines elektrischen Antriebsmotors müssen - im Vergleich zu einem hydraulischen Antrieb - keine zusätzlichen Elemente, wie beispielsweise Hydraulik-Leitungen, Düsen, oder Ventile in dem Trennschleifgerät verbaut werden. Durch den Wegfall dieser zusätzlichen Elemente wird gleichzeitig das Problem von Leck- und Spaltverlusten beispielsweise durch Veränderung der Viskosität infolge von Temperaturänderungen, behoben.
  • Die Reduzierung der zusätzlichen Elemente hat zudem den Vorteil, dass das Trennschleifgerät geringere Energieverluste und somit einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Insbesondere liegt der Wirkungsgrad bei dem Trennschleifgerät bei über 90 %, insbesondere bei über 95 %, vorteilhafterweise bei über 99 %. Somit weist das Trennschleifgerät durch den elektrischen Antriebsmotor ebenfalls einen geringeren Energieverbrauch auf. Gleichzeitig umfasst das Trennschleifgerät auf Grund des Wegfalls der zusätzlichen Elemente weniger Bauteile, insbesondere weniger Verschleißbauteile, wodurch der Wartungsaufwand und die Wartungskosten deutlich gesenkt werden sowie die Zeit zwischen einzelnen Wartungsintervallen erhöht werden kann. Gleichzeitig weist das Trennschleifgerät ein geringeres Gesamtgewicht auf.
  • Zusätzlich wird durch den Einsatz eines elektrischen Antriebsmotors das Problem bekannter Trennschleifgeräte behoben, wonach es bei diesen oftmals zu Druck- und Bewegungsschwingungen kommt, wodurch Schaltschläge und ungleiche Bewegungen entstehen. Hierdurch wird ein Verkanten der Trennschleifscheibe vermieden und gleichzeitig gewährleistet, dass die Schiene auf zuverlässige und effiziente Weise durchtrennt wird.
  • Die Antriebsachse verläuft koaxial zu der Drehachse. Dadurch, dass die maximale Quererstreckung des Antriebs höchstens gleich dem Durchmesser des mindestens einen Klemmelements zum Befestigen der Trennschleifscheibe an dem Trennschleifscheiben-Halter ist, wird vermieden, dass der Antrieb bzw. dessen Gehäuse in den Trennschleifbereich der Trennschleifscheibe hinein ragt und den Trennschleifbereich verkleinert. Somit wird gewährleistet, dass die Trennschleifscheibe, deren Durchmesser sich beim Durchtrennen der Schiene sukzessive durch Abnutzung verkleinert, optimal ausgenutzt wird. Anders gesagt, wird hierdurch keine Einschränkung der Schnitttiefe in Kauf genommen. Die maximale Quererstreckung des Antriebs wird insbesondere durch die hohe Leistungsdichte PSpez des elektrischen Antriebsmotors reduziert.
  • Vorzugsweise ist das Trennschleifgerät zur Verwendung von Trennschleifscheiben mit einem maximalen Nenndurchmesser DN ausgebildet. Für die maximale Quererstreckung E gilt insbesondere: E ≤ 0,6 · DN, insbesondere E ≤ 0,5 · DN, und insbesondere E ≤ 0,4 · DN. Vorzugsweise gilt: E ≥ 0,2 DN. Die maximale Quererstreckung ist insbesondere senkrecht zu der Antriebsachse bzw. Drehachse und/oder in Richtung einer Symmetrieebene eines Trennschleifbereichs einer Trennschleifscheibe definiert.
  • Vorzugsweise umfasst der Antrieb den elektrischen Antriebsmotor und ein Gehäuse, in dem der elektrische Antriebsmotor angeordnet und insbesondere gelagert ist. Der elektrische Antriebsmotor umfasst einen Stator und einen Rotor. Die Antriebswelle ist mit dem Rotor verbunden bzw. Teil des Rotors. Vorzugsweise begrenzt der Stator einen Innenraum, in dem der Rotor angeordnet ist. Der Rotor bildet somit einen Innenläufer. Der Rotor umfasst vorzugsweise Permanentmagnete. Die Permanentmagnete sind insbesondere an der Antriebswelle befestigt. Der Stator umfasst vorzugsweise Elektromagnete.
  • Der elektrische Antriebsmotor weist eine hohe Leistungsdichte bzw. eine hohe spezifische Leistung PSpez auf. Unter der Leistungsdichte wird dabei das Verhältnis der Nennleistung P des elektrischen Antriebmotors zu dessen Masse M verstanden. Für die Leistungsdichte des elektrischen Antriebsmotors gilt: PSpez ≥ 0,5 kW/kg, vorteilhafterweise PSpez ≥ 0,8 kW/kg, und vorteilhafterweise PSpez ≥ 1,0 kW/kg. Vorzugsweise hat der elektrische Antriebsmotor eine Nennleistung P, wobei gilt: P ≥ 2 kW, insbesondere P ≥ 3 kW, und insbesondere P ≥ 5 kW. Für die Nennleistung P gilt vorzugsweise: P ≤ 10 kW, insbesondere P ≤ 8 kW, insbesondere P ≤ 6 kW, und insbesondere P ≤ 4 kW. Aufgrund des vergleichsweise geringen Gewichts ist das Trennschleifgerät bedienerfreundlich und leicht zu führen. Der Antrieb bzw. der elektrische Antriebsmotor gewährleistet aufgrund seiner Kompaktheit, dass die Schnitttiefe nicht beeinträchtigt wird.
  • Durch die direkte Kopplung des Antriebs kann weitestgehend auf die Nutzung von Übertragungselementen verzichtet und deren Anzahl auf ein Minimum reduziert werden. Folglich ist der Einsatz von einstellbaren oder endlosen Übertragungselementen, wie beispielsweise Getrieben oder Riemen, nicht mehr notwendig, da das Drehmoment direkt vom Antrieb über die Antriebswelle auf den Trennschleifscheiben-Halter übertragen wird.
  • Durch die direkte Kopplung des Antriebs mit dem Trennschleifscheiben-Halter ist es erforderlich, dass der Antrieb im Bereich der Drehachse der Trennschleifscheibe bzw. des Trennschleifscheiben-Halters angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Trennschleifgerät eine optimale Gewichtsverteilung aufweist, da sich der Schwerpunkt des Trennschleifgeräts in Richtung der Drehachse verlagert. Hierdurch wird auf zuverlässige, effiziente und gleichzeitig bedienerfreundliche Weise ein Durchtrennen der Schiene des Gleises ermöglicht.
  • Unter dem Begriff "direkt gekoppelt" wird insbesondere eine möglichst weitgehende Vermeidung von Übertragungselementen bzw. deren Reduzierung auf ein Minimum verstanden. Darüber hinaus wird unter dem Begriff insbesondere ein mittelbares oder unmittelbares Ineinandergreifen, insbesondere ein mittelbares oder unmittelbares Berühren, des Trennschleifscheiben-Halters mit der Antriebswelle verstanden.
  • Der Begriff "direkt gekoppelt" schließt insbesondere die Verwendung von endlosen Übertragungselementen in Form von Riemen oder Ketten sowie die Verwendung von Getrieben, insbesondere von einstellbaren Getrieben, welche das Einstellen verschiedener Übersetzungsverhältnisse ermöglichen, aus.
  • Vorteilhafterweise ist zwischen der Antriebswelle sowie dem Trennschleifscheiben-Halter ein Übersetzungsverhältnis n ausgebildet, wobei insbesondere gilt: n = 1. Ein Übersetzungsverhältnis von n = 1 bedeutet, dass der elektrische Antriebsmotor derart ausgelegt, dass dieser die Drehzahl der Trennschleifscheibe aufweist. Das Übersetzungsverhältnis n ist fest, also nicht veränderbar bzw. einstellbar.
  • Die Trennschleifscheibe ist über mindestens ein Klemmelement mit dem Trennschleifscheiben-Halter wirkverbunden, wodurch eine Drehung des Trennschleifscheiben-Halters eine Drehung der Trennschleifscheibe bewirkt. Das mindestens eine Klemmelement dient zum Befestigen der Trennschleifscheibe an dem Trennschleifscheiben-Halter. Es ist insbesondere möglich, dass das mindestens eine Klemmelement unmittelbar an dem Trennschleifscheiben-Halter befestigt ist, und die Trennschleifscheibe an dem mindestens einen Klemmelement befestigt bzw. geklemmt ist. Somit ist die Trennschleifscheibe mittelbar über das mindestens eine Klemmelement mit dem Trennschleifscheiben-Halter wirkverbunden. Das mindestens eine Klemmelement kann allerdings ebenfalls derart ausgebildet sein, dass die Trennschleifscheibe durch dieses unmittelbar an dem Trennschleifscheiben-Halter befestigbar ist. Vorteilhaferweise wird das mindestens eine Klemmelement über einen Klemmelement-Halter an dem Trennschleifscheiben-Halter befestigt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung umfasst ein erstes und ein zweites Klemmelement, zwischen welchen eine Trennschleifscheibe durch Klemmung befestigbar ist. Das erste und das zweite Klemmelement weisen beispielsweise ausgehend von der Drehachse in Richtung ihrer jeweiligen Außenkante jeweils eine Verformung auf, welche zur Trennschleifscheibe hin verläuft und federnd ausgebildet ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass mittels des mindestens einen Klemmelements Trennschleifscheiben unterschiedlicher Dicke schwingungsdämpfend befestigbar sind.
  • Es ist möglich, dass zusätzlich zu dem mindestens einen Klemmelement weitere Elemente vorgesehen sind, welche zwischen dem Trennschleifscheiben-Halter und dem mindestens einen Klemmelement und/oder zwischen dem mindestens einen Klemmelement und der Trennschleifscheibe angeordnet sind.
  • Der Grundkörper definiert eine Grundkörper-Ebene G, welche durch den Grundkörper und senkrecht zu der Drehachse verläuft. Die Grundkörper-Ebene G definiert eine erste und eine zweite Seite des Grundkörpers, welche sich gegenüberliegen.
  • Vorteilhafterweise weist das Trennschleifgerät eine Steuereinheit zum Steuern des Antriebs auf, wobei mittels der Steuereinheit insbesondere zwei unterschiedliche Drehrichtungen des Antriebs einstellbar sind.
  • Das Trennschleifgerät dient zum manuell geführten Durchtrennen einer Schiene.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 2 ermöglicht ein zuverlässiges, effizientes und wartungsarmes Durchtrennen der Schiene. Einteilig ausgebildet bedeutet, dass der Trennschleifscheiben-Halter sowie die Antriebswelle zusammengefasst sind und untrennbar miteinander verbunden sind. Die Antriebswelle und der Trennschleifscheiben-Halter bilden folglich eine gemeinsame Welle aus. Folglich wird das Drehmoment des Antriebs lediglich über eine Welle an das mindestens eine Klemmelement und somit an die Trennschleifscheibe übertragen. Dies hat den Vorteil, dass weniger Bauteile, insbesondere weniger Verschleißbauteile in dem Trennschleifgerät verbaut sind.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 3 ermöglicht ein effizientes und wartungsarmes Durchtrennen der Schiene. Eine zweiteilige Ausbildung hat den Vorteil, dass der Trennschleifscheiben-Halter sowie die Antriebswelle individuell austauschbar sind. Zweiteilig ausgebildet bedeutet, dass die Antriebswelle und der Trennschleifscheiben-Halter eigenständige Elemente sind. Die Antriebswelle und der Trennschleifscheiben-Halter sind an einem Eingriffsbereich mittelbar oder unmittelbar wirkverbunden. Insbesondere können die Antriebswelle sowie der Trennschleifscheiben-Halter an dem Eingriffsbereich eine Verzahnung aufweisen, über welche die Antriebswelle und der Trennschleifscheiben-Halter sich unmittelbar berühren. Die Antriebswelle und der Trennschleifscheiben-Halter sind drehfest miteinander verbunden.
  • Die Antriebswelle und der Trennschleifscheiben-Halter sind vorzugsweise an dem Eingriffsbereich drehfest bzw. formschlüssig miteinander über eine verdrehsichere Aufnahme wirkverbunden. Vorteilhafterweise kann die unmittelbare Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle und dem Trennschleifscheiben-Halter formschlüssig ausgebildet sein. Insbesondere kann die Antriebswelle an dem Eingriffsbereich als Hohlwelle mit einer Innenverzahnung ausgebildet sein, während der Trennschleifscheiben-Halter eine Außenverzahnung aufweist, welche in die Innenverzahnung der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle direkt eingreift. Es ist ebenfalls möglich, dass der Trennschleifscheiben-Halter in dem Eingriffsbereich als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Innenverzahnung aufweist, wobei die Antriebswelle eine Außenverzahnung aufweist, welche in die Innenverzahnung des als Hohlwelle ausgebildeten Trennschleifscheiben-Halters eingreift. Alternativ kann die Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle und dem Trennschleifscheiben-Halter über ein Verbindungsbauteil, beispielsweise eine Passfeder, ausgebildet sein.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 4 ermöglicht ein besonders zuverlässiges und effizientes Durchtrennen der Schiene. Vorteilhafterweise weist der Antrieb ein Gehäuse auf, mittels welchem der Antrieb über Befestigungsmittel an einem Fixierbereich des Grundkörpers fixierbar ist. Vorteilhafterweise sind zwischen dem Gehäuse und dem Fixierbereich Dämpfungselemente angeordnet, wodurch die Übertragung von Vibrationen des Antriebs auf den Grundkörper reduziert wird. Der Fixierbereich ist insbesondere an einer ersten Seite des Grundkörpers angeordnet, welche der zweiten Seite des Grundkörpers gegenüberliegt, an welcher die Trennschleifscheibe angeordnet ist bzw. befestigbar ist. Der Fixierbereich weist insbesondere eine im Gegensatz zu der maximalen Breite B des Grundkörpers geringere Breite b auf. Hierdurch ist der Antrieb näher an dem Grundkörper angeordnet, wodurch einer Verlagerung des Schwerpunkts des Trennschleifgeräts in Richtung der ersten Seite entgegengewirkt wird. Insbesondere gilt für Breite b des Fixierbereichs b ≤ 0,3 · B, insbesondere b ≤ 0,2 · B, vorteilhafterweise b ≤ 0,1 · B und/oder b ≥ 0,05 · B. Vorzugsweise verläuft eine Grundkörper-Ebene G senkrecht zu der Drehachse durch den Grundkörper. Die Grundkörper-Ebene G verläuft insbesondere durch den Fixierbereich. Die Grundkörper-Ebene G definiert die erste Seite und die zweite Seite des Grundkörpers. Der Antrieb ist vorzugsweise an der ersten Seite angeordnet, wohingegen eine Trennschleifscheibe an dem Trennschleifscheiben-Halter an der zweiten Seite befestigbar ist.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 5 ermöglicht ein effizientes und benutzerfreundliches Durchtrennen der Schiene. Dadurch, dass das zweite Lager außerhalb des Gehäuses und in dem Grundkörper, insbesondere an dem Fixierbereich, angeordnet ist, ist der Antrieb näher an der Grundkörper-Ebene angeordnet, wodurch einer Verlagerung des Schwerpunkts des Trennschleifgeräts in Richtung der ersten Seite entgegengewirkt wird.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 6 ermöglicht ein besonders effizientes und wartungsarmes Durchtrennen der Schiene. Dadurch, dass das erste und das zweite Lager innerhalb des Gehäuses des Antriebs angeordnet sind, wird gewährleistet, dass ein Austauschen des Antriebs schnell und einfach erfolgen kann. Darüber hinaus werden die beim Durchtrennen der Schiene auftretenden Kräfte über das Gehäuse des Antriebs an den Grundkörper übertragen.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 7 ermöglicht ein besonders zuverlässiges und effizientes Durchtrennen der Schiene. Der bürstenlose Elektromotor ist wartungsarm. Durch den bürstenlosen Elektromotor wird gewährleistet, dass der Antrieb eine geringe Quererstreckung E und somit eine wesentlich höhere Leistungsdichte bzw. spezifische Leistung PSpez aufweist. Insbesondere gilt für die Leistungsdichte PSpez des bürstenlosen Elektromotors PSpez≥ 0,5 kW/kg, insbesondere PSpez ≥ 0,8 kW/kg, und insbesondere PSpez ≥ 1,0 kW/kg. Der bürstenlose Elektromotor ist insbesondere ein BLDC-Motor.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 8 ermöglicht ein besonders zuverlässiges und effizientes Durchtrennen der Schiene. Je höher die Leistungsdichte PSpez ist, desto kleiner und/oder leichter ist der elektrische Antriebsmotor.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 9 gewährleistet ein zuverlässiges und effizientes Durchtrennen der Schiene. Der mindestens eine Temperatursensor dient zum Ermitteln einer Temperatur des Antriebs und/oder der Steuereinheit während des Betriebs. Die mindestens eine ermittelte Temperatur dient zur Vermeidung einer Überhitzung des Trennschleifgeräts, insbesondere des Antriebs bzw. des elektrischen Antriebsmotors und/oder der Steuereinheit, während des Durchtrennens einer Schiene. Vorzugsweise ist ein Temperatursensor an dem Antrieb, insbesondere innerhalb eines Gehäuses angeordnet. Der Temperatursensor ist insbesondere an dem elektrischen Antriebsmotor angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist ein Temperatursensor vorzugsweise an der Steuereinheit angeordnet. Der jeweilige Temperatursensor ist insbesondere in Signalverbindung mit einem Warnelement und/oder mit der Steuereinheit. Wird mittels des jeweiligen Temperatursensors eine kritische Temperatur des Antriebs und/oder der Steuereinheit festgestellt, so kann mindestens eine Gegenmaßnahme ergriffen werden. Mögliche Gegenmaßnahmen sind beispielsweise das Ansteuern des Warnelements zum Warnen eines Bedieners und/oder eine Reduktion der aufnehmbaren bzw. abgebbaren Leistung des elektrischen Antriebsmotors und/oder ein Abschalten des elektrischen Antriebsmotors.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 10 gewährleistet ein zuverlässiges und effizientes Durchtrennen einer Schiene. Dadurch, dass die Steuereinheit den Antrieb bzw. den elektrischen Antriebsmotor in Abhängigkeit einer ermittelten Temperatur ansteuert, kann eine einfache Temperaturüberwachung erzielt werden. Wird mittels eines Temperatursensors eine Temperatur ermittelt, die eine kritische Temperatur bzw. einen Temperaturgrenzwert überschreitet, so kann mittels der Steuereinheit mindestens eine Gegenmaßnahme eingeleitet werden. Mögliche Gegenmaßnahmen sind beispielsweise das Ansteuern eines Warnelements, eine Reduktion der aufnehmbaren bzw. abgebbaren Leistung des elektrischen Antriebsmotors und/oder ein Abschalten des elektrischen Antriebsmotors. Die mindestens eine Gegenmaßnahme ist zeitweise aktiv.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 11 gewährleistet ein zuverlässiges und effizientes Durchtrennen einer Schiene. Überschreitet eine ermittelte Temperatur einen ersten Temperaturgrenzwert TG1, so wird mittels einer Reduktion der abgebbaren bzw. aufnehmbaren Leistung des elektrischen Antriebsmotors einer weiteren Erhöhung der Temperatur entgegengewirkt. Die von dem elektrischen Antriebsmotor erzeugte Wärme wird reduziert, so dass sich der elektrische Antriebsmotor und/oder die Steuereinheit abkühlen kann. Die Reduktion der abgebbaren Leistung erfolgt vorzugsweise vorübergehend bzw. zeitweise. Dies erfolgt insbesondere in Abhängigkeit einer vordefinierten Zeitdauer und/oder in Abhängigkeit eines Unterschreitens eines vordefinierten Temperaturgrenzwerts. Der zu unterschreitende Temperaturgrenzwert kann gleich oder niedriger als der erste Temperaturgrenzwert TG1 sein. Vorzugsweise gilt für den ersten Temperaturgrenzwert TG1: 80° C ≤ TG1 ≤ 120° C, insbesondere 90° C ≤ TG1 ≤ 110°. Für die maximal abgebbare bzw. aufnehmbare reduzierte Leistung PR gilt insbesondere: 0,5 · P ≤ PR ≤ P, insbesondere 0,6 · P ≤ PR ≤ 0,9 · P, und insbesondere 0,7 · P ≤ PR < 0,8 · P.
  • Wird ein zweiter Temperaturgrenzwert TG2 überschritten, so erfolgt ein Abschalten des elektrischen Antriebsmotors. Das Abschalten erfolgt insbesondere dann, wenn eine Reduktion der abgebbaren Leistung des Trennschleifgeräts nicht erfolgreich war. Vorzugsweise ist der zweite Temperaturgrenzwert TG2 höher als der erste Temperaturgrenzwert TG1. Vorzugsweise gilt für den zweiten Temperaturgrenzwert TG2: 110° C ≤ TG2 ≤ 140° C, insbesondere 120° C ≤ TG2 ≤ 130° C. Das Abschalten des elektrischen Antriebsmotors erfolgt insbesondere vorübergehend bzw. zeitweise. Das zeitweise Abschalten erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit einer vordefinierten Zeitdauer und/oder in Abhängigkeit eines Unterschreitens eines vordefinierten Temperaturgrenzwerts. Der zu unterschreitende Temperaturgrenzwert kann gleich oder niedriger als der zweite Temperaturgrenzwert TG2 sein. Vorzugsweise ist der zu unterschreitende Temperaturgrenzwert niedriger als der erste Temperaturgrenzwert TG1.
  • Die Steuereinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der elektrische Antriebsmotor beim Durchtrennen einer Schiene zumindest zeitweise mit einer Leistung PB betrieben wird, für die gilt: P ≤ PB ≤ 4 · P, insbesondere 1,5 · P ≤ PB ≤ 3,5 · P, und insbesondere 2 · P ≤ PB ≤ 3 · P. P bezeichnet die Nennleistung des elektrischen Antriebsmotors.
  • Ein Trennschleifgerät nach Anspruch 12 gewährleistet ein zuverlässiges und effizientes Durchtrennen einer Schiene. Die Kühlung ist insbesondere als aktive Kühlung ausgebildet, die eine Bewegung eines Kühlfluids erzeugt. Vorzugsweise umfasst die Kühlung mindestens ein antreibbares bzw. angetriebenes Kühlelement. Das mindestens eine Kühlelement dient insbesondere zur Erzeugung der Bewegung des Kühlfluids. Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Kühlelement ein Lüfterrad. Das Lüfterrad erzeugt insbesondere einen Luftstrom zur Kühlung des Antriebs bzw. des elektrischen Antriebsmotors und/oder der Steuereinheit. Das mindestens eine Kühlelement kann mittels des elektrischen Antriebsmotors antreibbar sein und/oder mittels eines eigenen Antriebsmotors antreibbar sein. Vorzugsweise ist das mindestens eine Kühlelement an der Antriebsachse des elektrischen Antriebsmotors und/oder an dem Trennschleifscheiben-Halter befestigt. Vorzugsweise ist das mindestens eine Kühlelement an einer der Trennschleifscheibe zugewandten Seite des elektrischen Antriebsmotors und/oder an einer der Trennschleifscheibe abgewandten Seite des elektrischen Antriebsmotors konzentrisch zu der Antriebsachse bzw. Drehachse angeordnet. Vorzugsweise umfasst das Trennschleifgerät einen Lüfter, insbesondere einen Axiallüfter, mit einem Lüfterrad und einem zugehörigen Antriebsmotor. Der Lüfter ist beispielsweise an dem Grundkörper zur Kühlung der Steuereinheit und/oder zur Kühlung des Antriebs angeordnet und/oder an der Steuereinheit angeordnet und/oder an dem Antrieb angeordnet.
  • Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, zuverlässiges, bedienerfreundliches und effizientes Verfahren zum Durchtrennen einer Schiene eines Gleises zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Trennschleifgeräts. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere durch mindestens ein Merkmal weitergebildet werden, das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Trennschleifgerät beschrieben wurde. Der elektrische Antriebsmotor wird beim Durchtrennen einer Schiene vorzugsweise zumindest zeitweise mit einer Leistung PB betrieben, für die gilt: P ≤ PB ≤ 4 · P, insbesondere 1,5 · P ≤ PB ≤ 3,5 · P, und insbesondere 2 · P ≤ PB ≤ 3 · P, wobei P die Nennleistung des elektrischen Antriebsmotors bezeichnet.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines Trennschleifgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2
    eine Draufsicht des Trennschleifgeräts in Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht des Trennschleifgeräts in Fig. 1,
    Fig. 4
    eine Rückansicht des Trennschleifgeräts in Fig. 1,
    Fig. 5
    einen Schnitt durch das Trennschleifgerät entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 2,
    Fig. 6
    einen Schnitt durch ein Trennschleifgerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 7
    eine Seitenansicht eines Trennschleifgeräts gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 8
    einen Schnitt durch das Trennschleifgerät entlang der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 7, und
    Fig. 9
    einen Schnitt durch das Trennschleifgerät entlang der Schnittlinie IX-IX in Fig. 7.
  • Die Figuren 1 bis 5 zeigen ein Trennschleifgerät 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Trennschleifgerät 1 dient zum Durchtrennen einer Schiene eines Gleises. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist das Gleis in den Figuren nicht dargestellt.
  • Die Figuren 1 bis 4 zeigen das Trennschleifgerät 1 umfassend einen Grundkörper 2, einen Antrieb 4 mit einer Antriebsachse A1 sowie eine Trennschleifscheibe 5. Der Antrieb 4 dient zum Antreiben der Trennschleifscheibe 5 um eine Drehachse A2. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Drehachse A2 sowie die Antriebsachse A1 in einer Flucht. Die Drehachse A2 ist somit identisch mit der Antriebsachse A1.
  • Der Grundköper 2 weist einen schwenkbaren Handgriff 8 zum Halten und zum manuellen Führen des Trennschleifgeräts 1 auf. Der Grundkörper 2 definiert eine Grundkörper-Ebene G, welche durch den Grundkörper 2 und senkrecht zu der Drehachse A2 verläuft. Der Antrieb 4 und die Trennschleifscheibe 5 sind an unterschiedlichen Seiten der Grundkörper-Ebene G angeordnet. Der Antrieb 4 ist an einer ersten Seite Gi des Grundkörpers 2 angeordnet, wohingegen die Trennschleifscheibe 5 an einer zweiten Seite G2 des Grundkörpers 2 angeordnet ist. Die erste Seite Gi liegt der zweiten Seite G2 gegenüber.
  • Der Antrieb 4 weist ein Gehäuse 9 auf, über welches der Antrieb 4 an dem Grundkörper 2 an einem Fixierbereich 16 über Befestigungsmittel 17 fixiert ist. Die Befestigungsmittel 17 sind insbesondere aus Figur 5 ersichtlich. Der Fixierbereich 16 weist im Gegensatz zu einer maximalen Breite B des Grundkörpers 2 eine wesentlich geringe Breite b auf. Für die Breite b gilt: b ≤ 0,1 · B. Dadurch, dass der Fixierbereich 16 eine derart geringere Breite b aufweist, ist der Antrieb 4 wesentlich näher an dem Grundkörper 2 angeordnet, wodurch einer Verlagerung des Schwerpunkts des Trennschleifgeräts 1 in Richtung der ersten Seite Gi entgegengewirkt wird.
  • Zum Kontrollieren des Funkenflugs und zum Schutz eines Bedieners ist an dem Grundkörper 2 ein Funkenschutz 7 angeordnet, welcher die Trennschleifscheibe 5 teilweise umgreift.
  • Aus Figur 5 ist ein Schnitt durch das Trennschleifgerät 1 entlang der Schnittlinie V-V in Figur 2 ersichtlich. Die Trennschleifscheibe 5 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein erstes Klemmelement 13a und ein zweites Klemmelement 13b an einem Trennschleifscheiben-Halter 3 angeordnet. Die Klemmelemente 13a und 13b weisen jeweils einen gleichen Durchmesser D auf. Die Trennschleifscheibe 5 ist dabei zwischen beiden Klemmelementen 13a und 13b an dem Trennschleifscheiben-Halter 3 angeordnet und an diesem befestigt.
  • Durch den Funkenschutz 7 sowie durch die Klemmelemente 13a und 13b wird ein Trennschleifbereich 6 definiert, welcher an einem Bereich der Trennschleifscheibe 5 ausgebildet ist, welcher nicht von dem Funkenschutz 7 oder dem ersten Klemmelement 13a beziehungsweise dem zweiten Klemmelement 13b umgriffen ist. Der Trennschleifbereich 6 ist der Bereich, in welchem die Trennschleifscheibe 5 mit der nicht dargestellten Schiene während des Durchtrennvorgangs in Kontakt kommt bzw. kommen kann. Der Trennschleifbereich 6 bildet eine Symmetrieebene ST aus.
  • Das zweite Klemmelement 13b weist eine Durchgangsöffnung auf, wodurch dieses auf den Trennschleifscheiben-Halter 3 aufsteckbar und somit an einen Anschlag 20 des Trennschleifscheiben-Halters 3 anlegbar ist.
  • Zum Befestigen des ersten Klemmelements 13a und somit zum Befestigen der Trennschleifscheibe 5 zwischen dem ersten und dem zweiten Klemmelement 13a beziehungsweise 13b weist der Trennschleifscheiben-Halter 3 eine axiale Bohrung 19 mit Innengewinde auf, in welche ein Klemmelement-Halter 18 in Form einer Schraube mit einem Außengewinde einbringbar ist. Das erste Klemmelement 13a weist hierzu eine Durchgangsöffnung auf, durch welche der Gewindeabschnitt des Klemmelement-Halters 18 durchführbar ist. Das erste Klemmelement 13a wird nach Einschrauben des Klemmelement-Halters 18 durch diesen an einem Ende 21 des Trennschleifscheiben-Halters 3 fixiert.
  • Die Klemmelemente 13a und 13b sind derart ausgebildet, dass diese die Trennschleifscheibe 5 durch Festklemmen befestigen, wodurch bei einer Drehung des Trennschleifscheiben-Halters 3 eine Drehung der Trennschleifscheibe 5 über die beiden Klemmelemente erfolgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Klemmelemente 13a und 13b jeweils ausgehend von der Drehachse A2 in Richtung ihrer Außenkanten 22a beziehungsweise 22b derart ausgebildet, dass diese zur Trennschleifscheibe 5 hin verformt und federnd sind. Auf Grund dieser Verformung können eine Vielzahl unterschiedlicher Trennschleifscheiben mit unterschiedlichen Breiten mittels der Klemmelemente 13a und 13b befestigt werden, da diese sich je nach Breite der zu montierenden Trennschleifscheibe 5 verformen und dennoch eine entsprechende Klemmwirkung aufweisen.
  • In dem Gehäuse 9 des Antriebs 4 ist ein elektrischer Antriebsmotor 15 mit einer Antriebswelle 10 angeordnet. Der elektrische Antriebsmotor 15 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als bürstenloser Elektromotor ausgebildet. Der elektrische Antriebsmotor 15 weist einen Rotor auf, der die Antriebswelle 10 und daran angeordnete Permanentmagnete umfasst. Der elektrische Antriebsmotor 15 umfasst ferner einen Stator, der mehrere Elektromagnete umfasst. Die Permanentmagnete und die Elektromagnete sind in den Figuren im Detail nicht veranschaulicht. Der elektrische Antriebsmotor 15 hat eine Leistungsdichte PSpez ≥ 0,5 kW/kg. Die Antriebswelle 10 definiert die Antriebsachse A1. Der Antrieb 4 ist über die Befestigungsmittel 17 in Form von Schrauben an dem Fixierbereich 16 des Grundkörpers 2 befestigt.
  • Der Antrieb 4 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine maximale Quererstreckung E auf, welche gleich dem Durchmesser D der Klemmelemente 13a und 13b ist. Die maximale Quererstreckung E ist senkrecht zu der Antriebsachse A1 in der Symmetrieebene ST definiert. Dadurch, dass die maximale Quererstreckung E des Antriebs 4 höchstens gleich dem Durchmesser D der Klemmelemente 13a und 13b ist, wird sichergestellt, dass der Antrieb 4 nicht in den Trennschleifbereich 6 hineinragt und dieser somit verkleinert wird. Das Trennschleifgerät 1 dient zur Verwendung von Trennschleifscheiben 5 mit einem maximalen Nenndurchmesser DN. Der maximale Nenndurchmesser DN wird insbesondere durch den Funkenschutz 7 festgelegt. Es gilt insbesondere: E ≤ 0,5 · DN.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 10 über ein erstes Lager 11 an dem Gehäuse 9 des Antriebs 4 gelagert, wohingegen der Trennschleifscheiben-Halter 3 über ein zweites Lager 12 an dem Fixierbereich 16 des Grundkörpers 2 gelagert ist. Das Trennschleifgerät 1 umfasst eine Steuereinheit 26 zum Ansteuern des Antriebs 4.
  • Die Antriebswelle 10 des Antriebs 4 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Eingriffsbereich 23 als Hohlwelle ausgebildet und weist eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Trennschleifscheiben-Halters 3 auf. Mittels einer Passfeder 14 ist die Antriebswelle 10 mit dem Trennschleifscheiben-Halter 3 formschlüssig verbunden, wodurch der Antrieb 4 über die Antriebswelle 10 direkt mit dem Trennschleifscheiben-Halter 3 gekoppelt ist. Bei einer Drehung der Antriebswelle 10 erfolgt somit eine Drehung des Trennschleifscheiben-Halters 3. Der Trennschleifscheiben-Halter 3 definiert die Drehachse A2.
  • Die Funktionsweise des Trennschleifgeräts 1 ist wie folgt:
    Zunächst wird die Trennschleifscheibe 5 über die Klemmelemente 13a und 13b an dem Trennschleifscheiben-Halter 3 montiert. Hierzu wird das zweite Klemmelement 13b auf den Trennschleifscheiben-Halter 3 gesteckt und an den Anschlag 20 angelegt. Anschließend wird die Trennschleifscheibe 5 auf den Trennschleifscheiben-Halter 3 gesteckt. Im Anschluss daran wird das erste Klemmelement 13a mittels dem Klemmelement-Halter 18 an dem Trennschleifscheiben-Halter 3 fixiert, wodurch die Trennschleifscheibe 5 zwischen den beiden Klemmelementen 13a und 13b festgeklemmt wird. Hierdurch ist die Trennschleifscheibe 5 mit dem Trennschleifscheiben-Halter 3 wirkverbunden. Über die Steuereinheit 26, welche zum Steuern des Antriebs 4 dient, wird die Antriebswelle 10 in Drehung versetzt. Dadurch, dass die Antriebswelle 10 über die Passfeder 14 mit dem Trennschleifscheiben-Halter 3 direkt gekoppelt ist, wird die Drehbewegung der Antriebswelle 10 direkt auf den Trennschleifscheiben-Halter 3 übertragen. Nachdem die Trennschleifscheibe 5 über die Klemmelemente 13a und 13b an dem Trennschleifscheiben-Halter 3 wirkverbunden ist, wird die Drehbewegung des Trennschleifscheiben-Halters 3 auf die Trennschleifscheibe 5 übertragen. Während des Durchtrennvorgangs wird die Trennschleifscheibe 5 sukzessive abgenutzt, wodurch sich der Durchmesser der Trennschleifscheibe 5 verringert. Dadurch, dass die maximale Quererstreckung E des Antriebs 4 höchstens gleich dem Durchmesser D der Klemmelemente 13a und 13b ist, reicht der nutzbare Trennschleifbereich 6 bis zu den Klemmelementen 13a und 13b.
  • Der elektrische Antriebsmotor 15 ist mittels der Steuereinheit 26 in unterschiedlichen Drehrichtung drehantreibbar. Die Drehrichtung ist manuell und/oder automatisch einstellbar. Die Drehrichtung wird beispielsweise mittels mindestens eines Bedienschalters, vorzugsweise mittels eines jeweiligen Bedienschalters, und/oder automatisch in Abhängigkeit einer Halteposition des Trennschleifgeräts 1, beispielsweise mittels eines Sensors, eingestellt.
  • Anhand von Figur 6 wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Trennschleifgeräts 1 beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Trennschleifscheiben-Halter 3 mit der Antriebswelle 10 einteilig ausgebildet. Der Trennschleifscheiben-Halter 3 sowie die Antriebswelle 10 bilden somit eine gemeinsame Welle 24 aus. Folglich wird das Drehmoment des Antriebs 4 über die gemeinsame Welle 24 an das erste und zweite Klemmelement 13a beziehungsweise 13b und somit an die Trennschleifscheibe 5 übertragen. Das erste Lager 11 und das zweite Lager 12 sind an dem Gehäuse 9 abgestützt. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus und der weiteren Funktionsweise wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.
  • Nachfolgend ist anhand der Figuren 7 bis 9 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Der Grundkörper 2 ist äußerst kompakt ausgebildet. An dem Grundkörper 2 sind erste Handgriffe 8 fest angeordnet. Zusätzlich sind an dem Grundkörper 2 zweite Handgriffe 8' angeordnet. Die zweiten Handgriffe 8' sind zylinderförmig ausgebildet und erstrecken sich beabstandet und parallel zueinander. Die zweiten Handgriffe 8' verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu der Antriebsachse A1 an einer Seite des Grundkörpers 2, die relativ zu den ersten Handgriffen 8 dem Antrieb 4 abgewandt ist. Die Handgriffe 8' sind über einen Abstandshalter 27 miteinander verbunden und stabilisiert.
  • Der elektrische Antriebsmotor 15 ist in dem Gehäuse 9 angeordnet. Das Gehäuse 9 ist zweiteilig ausgebildet. Das Gehäuse 9 umfasst ein topfförmiges erstes Gehäusebauteil 28 und ein deckelförmiges zweites Gehäusebauteil 29. In dem ersten Gehäusebauteil 28 ist das erste Lager 11 gelagert, wohingegen in dem zweiten Gehäusebauteil 29 das zweite Lager 12 gelagert ist. Das zweite Gehäusebauteil 29 ist in dem Fixierbereich 16 befestigt und lösbar mit dem ersten Gehäusebauteil 28 verbunden. Die Antriebswelle 10 ist einteilig mit dem Trennschleifscheiben-Halter 3 verbunden. Die Antriebsachse A1 und die Drehachse A2 sind koaxial zueinander angeordnet.
  • Der Antriebsmotor 15 ist als bürstenloser Elektromotor ausgebildet. Der Antriebsmotor 15 umfasst einen Stator, der relativ zu dem Gehäuse 9 drehfest angeordnet ist. Der Stator 30 umfasst in üblicher Weise nicht näher dargestellte Elektromagnete. Der Stator 30 umgibt und begrenzt einen Innenraum, in dem ein Rotor 31 angeordnet ist. Der Rotor 31 umfasst in üblicher Weise Permanentmagnete 31' und die Antriebswelle 10. Die Permanentmagnete 31' sind an der Antriebswelle 10 befestigt, beispielsweise verklebt. Der Rotor 31 ist mittels des Stators 30 um die Antriebsachse A1 drehantreibbar.
  • Das Trennschleifgerät 1 umfasst einen ersten Temperatursensor 32, der innerhalb des Gehäuses 9 an dem elektrischen Antriebsmotor 15 angeordnet ist. Der erste Temperatursensor 32 ist in Signalverbindung mit der Steuereinheit 26 und übermittelt dieser Messwerte einer ersten Temperatur T1 des elektrischen Antriebsmotors 15. Das Trennschleifgerät 1 umfasst ferner einen zweiten Temperatursensor 33. Der zweite Temperatursensor 33 ist an der Steuereinheit 26 angeordnet und zusammen mit dieser in den Grundkörper 2 integriert. Der zweite Temperatursensor 33 ist in Signalverbindung mit der Steuereinheit 26 und übermittelt dieser Messwerte einer zweiten Temperatur T2 der Steuereinheit 26.
  • In der Steuereinheit 26 ist ein erster Temperaturgrenzwert TG1, beispielsweise 100° C, und ein zweiter Temperaturgrenzwert TG2, beispielsweise 120° C, vordefiniert. Die Steuereinheit 26 vergleicht wiederholend die Messwerte der ersten Temperatur T1 und der zweiten Temperatur T2 mit den Temperaturgrenzwerten TG1 und TG2. Überschreitet eine der Temperaturen T1 und/oder T2 den ersten Temperaturgrenzwert TG1, wird die aufnehmbare bzw. abgebbare Leistung PR des Trennschleifgeräts 1 reduziert. Das Trennschleifgerät 1 hat eine Nennleistung 2 kW ≤ P ≤ 3 kW, beispielsweise P = 2,5 kW. Überschreitet eine der Temperaturen T1 und/oder T2 den ersten Temperaturgrenzwert TG1, so wird mittels der Steuereinheit 26 die abgebbare Leistung PR reduziert auf beispielsweise PR = 0,7 · P. Die Leistungsreduktion erfolgt für eine vordefinierte Zeitdauer. Überschreitet eine der Temperaturen T1 und/oder T2 den zweiten Temperaturgrenzwert TG2, so wird mittels der Steuereinheit 26 das Trennschleifgerät 1 abgeschaltet. Die Abschaltung erfolgt für eine vordefinierte Zeitdauer. Hierdurch wird eine Temperaturüberwachung realisiert und ein Überhitzen des Antriebs 4 und/oder der Steuereinheit 26 vermieden.
  • Das Trennschleifgerät 1 umfasst eine aktive Kühlung 34 zum Kühlen des Antriebs 4 und/oder der Steuereinheit 26. Die aktive Kühlung 34 erzeugt eine Bewegung eines Kühlmediums L. Das Kühlmedium L ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel Luft. Die Kühlung 34 umfasst einen Zuströmkanal 35, ein Lüfterrad 36 und einen Abströmkanal 37. Das Lüfterrad 36 ist zwischen dem elektrischen Antriebsmotor 15 und dem zweiten Klemmelement 13b auf der gemeinsamen Welle 24 befestigt und mittels des elektrischen Antriebsmotors 15 drehantreibbar. Das Lüfterrad 36 ist beispielsweise einteilig mit dem zweiten Klemmelement 13b ausgebildet. Der Zuströmkanal 35 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet. Der Zuströmkanal 35 verläuft zunächst zwischen dem Grundkörper 2 und dem Gehäuse 9 in Richtung der Antriebsachse A1. In dem Fixierbereich 16 ändert der Zuströmkanal 35 seine Richtung und verläuft in dem Fixierbereich 16 zwischen dem Gehäuse 9 und dem zweiten Klemmelement 13b. Der Zuströmkanal 35 verläuft bis zu dem Lüfterrad 36. Die angesaugte Luft L ändert am Lüfterrad 36 ihre Strömungsrichtung und passiert das Lüfterrad 36 in Richtung der Antriebsachse A1. Anschließend beginnt der Abströmkanal 37. Der Abströmkanal 37 verläuft von dem Lüfterrad 36 zwischen dem Grundkörper 2 und dem Funkenschutz 7. Die abströmende Luft L strömt im Wesentlichen senkrecht zu der Antriebsachse A1.
  • Der elektrische Antriebsmotor 15 ist mittels der Steuereinheit 26 in einer ersten Drehrichtung d1 oder in einer zweiten entgegengesetzten Drehrichtung d2 drehantreibbar. Zum Einstellen der jeweiligen Drehrichtung di, d2 umfasst das Trennschleifgerät 1 einen ersten Steuerschalter Si und einen zweiten Steuerschalter S2. Wird der erste Steuerschalter Si betätigt, so wird der elektrische Antriebsmotor 15 in der ersten Drehrichtung d1 drehangetrieben. Wird demgegenüber der zweite Steuerschalter S2 betätigt, so wird der elektrische Antriebsmotor 15 in der zweiten Drehrichtung d2 drehangetrieben.
  • Beim Durchtrennen einer Schiene wird das Trennschleifgerät 1 mit einer Leistung PB betrieben, die höher als die Nennleistung P ist. Das Durchtrennen einer Schiene dauert zwischen ca. 1 min und 2 min, so dass es während dieser Dauer zu keiner Überhitzung des Trennschleifgeräts 1 kommt. Während der Rotation der Welle 24, insbesondere während des Durchtrennens einer Schiene, wird der elektrische Antriebsmotor 15 und die Steuereinheit 26 mittels der Kühlung 34 gekühlt. Ist das Trennschleifgerät 1 vor dem Durchtrennen einer weiteren Schiene ausreichend abgekühlt, so kann die weitere Schiene mit dem Trennschleifgerät 1 in der beschriebenen Weise und ohne eine Überhitzung des Trennschleifgeräts 1 durchtrennt werden.
  • Kommt es aufgrund von wiederholten Trennvorgängen zu einer starken Erwärmung des Trennschleifgeräts 1, so wird mittels der Temperaturüberwachung ein sicherer Betrieb des Trennschleifgeräts 1 gewährleistet. Überschreitet eine der Temperaturen T1 und/oder T2 den ersten Temperaturgrenzwert TG1, so wird zunächst die Leistung PB auf die Leistung PR reduziert und das Trennschleifgerät 1 mit der reduzierten Leistung PR betrieben. Hierdurch wird eine weitere Erwärmung des Trennschleifgeräts 1 und eine darauffolgende Überhitzung vermieden. Sollte eine der Temperaturen T1 und/oder T2 dennoch den zweiten Temperaturgrenzwert TG2 überschreiten, so wird das Trennschleifgerät 1 zeitweise abgeschaltet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus und der weiteren Funktionsweise wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
  • Allgemein gilt:
    Das Trennschleifgerät 1 kann mittels eines Energieversorgungsanschlusses an eine externe Energiebereitstellungseinheit angeschlossen sein und/oder eine eigene Energiebereitstellungseinheit aufweisen. Als Energiebereitstellungseinheit kann beispielsweise ein Akkumulator bzw. eine Akkumulator-Anordnung dienen. Die Energiebereitstellungseinheit kann beispielsweise an dem Grundkörper 2 befestigt sein und/oder in den Grundkörper 2 integriert sein. Vorzugsweise ist die Energiebereitstellungseinheit 2 wieder aufladbar und/oder austauschbar.

Claims (13)

  1. Trennschleifgerät (1) zum Durchtrennen einer Schiene eines Gleises mit
    - einem Grundkörper (2),
    - einem Trennschleifscheiben-Halter (3) zum Anbringen einer Trennschleifscheibe (5) und
    - einem Antrieb (4) zum Drehantreiben des Trennschleifscheiben-Halters (3) um eine Drehachse (A2), wobei
    -- der Antrieb (4) direkt mit dem Trennschleifscheiben-Halter (3) gekoppelt ist,
    -- der Antrieb (4) einen elektrischen Antriebsmotor (15) umfasst,
    -- eine Antriebsachse (A1) des elektrischen Antriebsmotors (15) und die Drehachse (A2) in einer Flucht liegen,
    wobei mindestens ein Klemmelement (13) zum Befestigen der Trennschleifscheibe (5) an dem Trennschleifscheiben-Halter (3) einen Durchmesser (D) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antrieb (4) eine maximale Quererstreckung (E) aufweist, welche höchstens gleich dem Durchmesser (D) des mindestens einen Klemmelements (13) ist und
    dass der elektrische Antriebsmotor (15) eine Leistungsdichte PSpez hat, wobei gilt: Pspez ≥ 0,5 kW/kg.
  2. Trennschleifgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle (10) des elektrischen Antriebsmotors (15) mit dem Trennschleifscheiben-Halter (3) einteilig ausgebildet ist.
  3. Trennschleifgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle (10) des elektrischen Antriebsmotors (15) und der Trennschleifscheiben-Halter (3) zweiteilig ausgebildet sind.
  4. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (4) an dem Grundkörper (2) angeordnet ist, insbesondere an einer ersten Seite (Gi) des Grundkörpers (2).
  5. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Lager (11) an einem Gehäuse (9) des Antriebs (4) und ein zweites Lager (12) an dem Grundkörper (2) abgestützt sind.
  6. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Lager (11) und ein zweites Lager (12) an einem Gehäuse (9) des Antriebs (4) abgestützt sind.
  7. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (15) als bürstenloser Elektromotor ausgebildet ist.
  8. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Leistungsdichte PSpez gilt: PSpez ≥ 0,8 kW/kg, und insbesondere PSpez ≥ 1,0 kW/kg.
  9. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens einen Temperatursensor (32, 33) zum Ermitteln einer Temperatur (T1) des Antriebs (4) und/oder einer Temperatur (T2) einer Steuereinheit (26).
  10. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (26) zum Steuern des Antriebs (4), insbesondere in Abhängigkeit einer ermittelten Temperatur (T1, T2).
  11. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (26), die derart ausgebildet ist, dass eine abgebbare Leistung (PR) des elektrischen Antriebsmotors (15) reduziert wird, wenn eine ermittelte Temperatur (T1, T2) einen ersten Temperaturgrenzwert (TG1) überschreitet und/oder dass der elektrische Antriebsmotor (15) abgeschaltet wird, wenn eine ermittelte Temperatur (T1, T2) einen zweiten Temperaturgrenzwert (TG2) überschreitet.
  12. Trennschleifgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Kühlung (34) zum Kühlen des elektrischen Antriebsmotors (15) und/oder einer Steuereinheit (26).
  13. Verfahren zum Durchtrennen einer Schiene eines Gleises mit den Schritten:
    - Bereitstellen eines Trennschleifgeräts (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, und
    - Durchtrennen der Schiene mittels einer Trennschleifscheibe (5), die mittels des Trennschleifgeräts (1) drehantrieben wird.
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