EP4041949B1 - Stopfaggregat zum unterstopfen von schwellen eines gleises - Google Patents

Stopfaggregat zum unterstopfen von schwellen eines gleises Download PDF

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EP4041949B1
EP4041949B1 EP20771811.5A EP20771811A EP4041949B1 EP 4041949 B1 EP4041949 B1 EP 4041949B1 EP 20771811 A EP20771811 A EP 20771811A EP 4041949 B1 EP4041949 B1 EP 4041949B1
Authority
EP
European Patent Office
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tamping
unit
tine support
swivelling
tool
Prior art date
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Active
Application number
EP20771811.5A
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English (en)
French (fr)
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EP4041949A1 (de
EP4041949C0 (de
Inventor
Herbert Wörgötter
Andreas PÖSCHL
Nikolaus MATZINGER
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.)
Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Original Assignee
Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
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Publication date
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Publication of EP4041949C0 publication Critical patent/EP4041949C0/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E01B27/17—Sleeper-tamping machines combined with means for lifting, levelling or slewing the track
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/12—Tamping devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/12—Tamping devices
    • E01B2203/125—Tamping devices adapted for switches or crossings

Definitions

  • the invention relates to a tamping unit for tamping sleepers on a track, comprising a tamping unit with opposing tamping tools mounted on a height-adjustable tool carrier, which can be set in motion via drives and can be ordered in relation to one another, with each tamping tool having a pivoting lever rotatable about an auxiliary axis and an inner as well as a outer tamping tool holder and wherein each tamping tool holder is laterally pivotable with respect to the pivot lever.
  • tracks with a ballast bed are regularly processed using a tamping machine.
  • the tamping machine drives on the track and lifts the track grid, which is made up of sleepers and rails, to a target level using a lifting/aligning unit.
  • the new track layout is fixed by tamping the sleepers with a tamping unit.
  • the tamping unit includes tamping tools with tamping picks, which during a tamping process are subjected to vibrations and dip into the ballast bed and are placed next to one another.
  • the ballast is compacted below the respective sleeper.
  • Two tamping units are assigned to each rail of the track, each tamping a sleeper on either side of the rail.
  • Each tamping unit includes two opposing tamping tools.
  • Two tamping picks are usually arranged side by side on each tamping tool. Specifically, an inner tamping pick plunging in next to the rail and an outer tamping pick plunging in at a greater distance from the rail are provided.
  • both tamping picks immersed side by side in the gravel, there is a wide effective range. If there are obstacles on the track and particularly in the area of a switch, there is often too little space for the simultaneous immersion of the two tamping picks arranged next to one another.
  • a tamping unit with so-called swing tines In this case, laterally pivotable tamping pick holders are arranged on the respective tamping tool.
  • the outer tamping tool can first be swung up separately if there is only space between the rails, sleepers and track installations to insert a tamping tool. If there is no possibility of immersion at all on one side of the sleeper, then the inner tamping tool is swung up as well. The tamping unit can then only be lowered with the tamping picks of the tamping tool opposite.
  • a disadvantage of the known arrangement of swivel picks is the space required for the respective swivel mechanism including swivel drives.
  • the invention is based on the object of specifying a tamping unit of the type mentioned at the outset with a compact design.
  • the outer tamping tine holder can be pivoted about a first pivot axis and that the inner tamping tine holder can be pivoted about a second pivot axis that is offset relative to the first pivot axis. This eliminates the need to arrange elements next to one another for pivoting the tamping tool holders.
  • the staggered arrangement enables optimized use of the available installation space. The result is a compact tamping unit that has small external dimensions, particularly in the longitudinal direction of the track.
  • a first contact element is advantageously arranged on an outer side of the inner tamping tool holder, with a second contact element being arranged on an inner side of the outer tamping tool holder and with the two contact elements being pivoted downwards Interlocking tamping tool holders.
  • the outer tamping tine holder is connected directly to a first pivoting drive and the inner tamping tine holder is connected to a second pivoting drive via a coupling arrangement mounted on the associated pivoting lever.
  • the arrangement of the coupling arrangement allows a further reduction in the space required. This makes the design of the tamping unit even more compact.
  • the coupling arrangement comprises a pivoting element which is rotatably mounted on the pivoting lever and a connecting element which connects the pivoting element to the inner tamping tool holder.
  • This arrangement is both robust and space-saving. Only rotary joints are used, which are easy to produce and have a long service life with little maintenance.
  • it can also be useful to use translationally mounted coupling elements.
  • a further simplification provides that the pivoting element is arranged to be pivotable about the first pivot axis.
  • the outer tamping pick holder and the pivoting element can thus be rotated about the same pivoting axis on the respective pivoting lever. This enables a compact design of the corresponding bearings with a continuous bearing shaft.
  • the function of the tamping unit is advantageously expanded if a driver is arranged on the connecting element and if the driver bears against a link element of the outer tamping tine holder when the inner tamping tine holder is swiveled up. In this way, when the inner tamping tool holder is swiveled up, the outer tamping tool holder is also swiveled up. For swinging up both For tamping tine holders it is sufficient to activate the second rotary drive while leaving the first rotary drive activated.
  • the outer tamping tool holder has a recess through which the coupling assembly is passed.
  • the outer tamping tool holder has a fork with a deepened recess in the direction of the pivot bearing, so that the recess is suitable for carrying out the coupling arrangement.
  • the inner tamping pick holder is also forked in the area of the associated pivot bearing, with the coupling arrangement being articulated in the middle.
  • a hydraulic cylinder is assigned to each tamping tool as a drive for adding and for applying vibrations.
  • a hydraulic control system is set up in such a way that an oscillating movement is superimposed on a positioning movement during a positioning process.
  • a chamber of the hydraulic cylinder is subjected to pulsating pressure. During an immersion process of the tamping tines in a ballast bed, only vibration is applied.
  • each tamping tool is assigned an auxiliary cylinder, each auxiliary cylinder being coupled to an eccentric drive for the purpose of applying vibrations.
  • a narrow design is also achieved here with auxiliary cylinders arranged side by side or one below the other.
  • a corresponding solution is disclosed in the publication AT 520 267 A1 .
  • An advantageous development provides that, for the simultaneous tamping of several sleepers, several tamping units are arranged one behind the other in a longitudinal direction of the track.
  • the narrow construction of the respective tamping unit enables this arrangement with unrestricted function of the swivel tines.
  • the tamping units are constructed in the same way. This simplifies production and reduces maintenance costs because fewer different spare parts are required. In addition, a higher-level control of the jointly arranged tamping units is facilitated. Due to the same kinematic properties of the individual tamping units, synchronous movement sequences can be easily implemented.
  • the tool carriers of the tamping units arranged one behind the other are advantageously mounted in a common unit frame so that they can be adjusted in height. This enables a joint lateral displacement or twisting about a vertical axis by adjusting the assembly frame. In this way, the tamping units arranged one behind the other can be positioned in a simple manner over a branching track of a switch.
  • each tool carrier of the tamping units arranged one behind the other can be separately adjusted in height by means of its own actuator.
  • the tamping units arranged one behind the other can be lowered to different depths. This allows a sill to be successively tamped down in different depth zones.
  • a lowering of individual tamping units can be suspended if there is not enough space for the tamping tines to penetrate.
  • Tamping unit 1 shown comprises a unit frame 2, which is laterally displaceably mounted on a machine frame 3 of a track construction machine not described in detail.
  • the track-laying machine drives on a track with sleepers 5 mounted on a ballast bed 4 and rails 6 fastened thereon.
  • At least one tamping unit 7 is arranged in the assembly frame 2 .
  • a tamping unit 1 for the simultaneous tamping of several sleepers 5 several tamping units 7 are arranged one behind the other ( 8 ).
  • the respective tamping unit 7 comprises a tool carrier 8 which is guided in vertical guides of the assembly frame 2 in a height-adjustable manner. A lowering or lifting movement takes place by means of an associated height adjustment drive 9.
  • the tamping unit 1 comprises a plurality of unit frames 2 arranged next to one another in the transverse direction of the track, with tamping units 7 mounted therein to enable positioning over a branching track of a switch.
  • the respective tamping tool 10 On the tool carrier 8 of the respective tamping unit 7 there are mounted two tamping tools 10 lying opposite one another in relation to a sleeper 5 to be tamped.
  • the respective tamping tool 10 comprises a pivoting lever 11 which is mounted on the tool carrier 8 so that it can rotate about an auxiliary axis 12 .
  • the auxiliary axis 12 is usually aligned in the transverse direction of the track.
  • An upper arm of the pivoting lever 11 is coupled to a drive 13 in order to bring about a positioning movement with a superimposed oscillating movement during a tamping operation.
  • an inner tamping tool holder 14 and an outer tamping tool holder 15 for attaching tamping tools 16 are arranged on a lower arm of the swing lever 11.
  • the terms inner tamping tool holder 14 and outer tamping tool holder 15 refer to the position of two tamping units 7 that can be lowered on either side of a rail 6 .
  • the inner holders 14 of the two tamping units 7 are directly opposite to the rail 6 .
  • the tamping tines 16 fastened in the outer tamping tine holders 15 dip into the ballast bed 4 at a greater distance from the rail 6 .
  • first swivel joint 17 such that it can rotate about a first swivel axis 18 .
  • a second pivot axis 19 is arranged offset to this.
  • the inner tamping tool holder 14 can be pivoted up around this second pivot axis 19.
  • a connection between the inner tamping tool holder 14 and the pivoting lever 11 is designed as a second pivot joint 20, which is offset downwards and inwards compared to the first pivot joint 17.
  • Both pivot axes 18, 19 are aligned parallel to one another and normal to the auxiliary axis 12.
  • the outer tamping tool holder 15 is advantageously connected directly to a first pivoting drive 21 . This is articulated, for example, on the one hand on the outer tamping pick holder 15 and on the other hand on the pivoting lever 11 .
  • the inner tamping tine holder 14 is connected to a second swivel drive 23 via a coupling arrangement 22 . This one is again on Pivoted lever 11 articulated.
  • the swivel drives 21, 23 are preferably designed as hydraulic cylinders.
  • the coupling arrangement 22 comprises a pivoting element 24 rotatably mounted on the pivoting lever 11 and a connecting element 25 connecting the pivoting element 24 to the inner tamping tool holder 14.
  • the pivoting element 24 is advantageously rotatable about the first pivot axis 18.
  • the first rotary joint 17 thus also includes the articulation of the pivoting element 24 on the pivoting lever 11.
  • the tamping tool holders 14, 15 are positively connected via additional contact elements 26, 27 in the downwardly pivoted state.
  • a first contact element 26 is shown on an outer side of the inner tamping pick holder 14 .
  • a second contact element 27 is arranged on the facing inner side of the outer tamping pick holder 15 .
  • the two contact elements 26, 27 are designed in such a way that they can engage in one another.
  • the first contact element 26 comprises a wedge that fits into a wedge-shaped depression of the second contact element 27 .
  • the outer tamping tool holder 15 together with the tamping tool 16 and then the inner tamping tool holder 14 together with the tamping tool 16 can be swiveled up by means of the rotary drives 21 , 23 .
  • both tamping tool holders 14, 15 by means of the second pivot drive 23 can be pivoted up at the same time.
  • the first swivel drive 21 is depressurized.
  • a link element 28 is fastened to a point of the outer tamping tool holder 15 which is located next to the connecting element 25 for synchronous upward pivoting.
  • a driver 29 is fastened to the connecting element 25 as a counter-element. This driver 29 rests on the link element 28 . During an upward pivoting process, the driver 29 slides along the link element 28 and thus causes the outer tamping tool holder 15 to pivot as well. The shape and position of the link element 28 and the driver 29 determine the pivoting movement of the outer tamping tool holder 15.
  • the outer tamping tool holder 15 has a fork towards the top.
  • the outer tamping pick holder 15 is connected to the pivoting lever 11 at two bearing points spaced apart in the direction of the pivoting axis 30 .
  • the inner tamping tine holder 14 also has two bearing points spaced apart in the direction of the pivot axis 30 .
  • the connecting element 25 acts on the inner tamping tool holder 14 .
  • the pivoted levers 11 are connected to hydraulic cylinders as drives 13 .
  • the respective hydraulic cylinder is designed to generate an adjustment movement with a superimposed vibration movement.
  • a narrow construction in the direction of the pivot axis 30 is achieved by the hydraulic cylinders arranged one below the other.
  • the strokes and pressures of the hydraulic cylinders are coordinated with the respective lever ratio of the pivoted levers 11 so that the same auxiliary forces and vibration amplitudes are set at the ends of the tamping picks 16 . It can be useful to arrange the additional axes 12 offset in the vertical direction.
  • the drives 13 are designed as auxiliary cylinders and eccentric drives.
  • the respective pivoted lever 11 is coupled to the eccentric drive via an associated auxiliary cylinder.
  • each auxiliary cylinder is connected to an eccentric shaft in order to generate the oscillating movement when the eccentric shaft rotates.
  • the tamping tines 16 are placed in relation to one another when the auxiliary cylinders are activated.
  • the eccentric drive is arranged above or below it. Brackets are mounted on the eccentric shaft, which are aligned upwards or downwards and to which the auxiliary cylinders are connected.
  • a pivoting process of the inner tamping pick 16 is based on the Figures 4 and 6 explained.
  • the associated second pivot drive 23 is as Hydraulic cylinder trained. One end of the cylinder is pivoted to the upper arm of the swing lever 11 so as to be rotatable.
  • the piston rod is connected to the pivoting element 24 in an articulated manner.
  • the pivoting element 24 rotatable about the first pivot axis 18 and the inner tamping tool holder 14 rotatable about the second pivot axis 19 form a double rocker with the connecting element 25 as a coupler.
  • An actuation of the double rocker by activating the second pivot drive 23 shows 6 . Left is the starting position according to 4 shown.
  • the illustration on the right shows the arrangement with the inner tamping tool holder 14 pivoted up together with the tamping tool 16.
  • the pivot arrangement of the outer tamping tool holder 15 is shown in FIGS figures 5 and 7 shown.
  • the associated first pivoting drive 21 is articulated on the one hand on the pivoting lever 11 and on the other hand directly on the outer tamping pick holder 15 .
  • the eccentric linkage causes the tamping tool holder 15 to pivot when the first pivoting drive 21 is actuated.
  • the different pivot arrangements allow a particularly narrow design in the pivot axis direction 30. This creates the possibility of arranging several tamping units 7 one behind the other in a common unit frame 2. 8 shows a corresponding arrangement for the simultaneous tamping of three sleepers 5.
  • Each tamping unit 7 is advantageously assigned its own height adjustment drive 9 in order to be able to lower individual tamping units 7 separately in the event of obstacles in the track. In addition to being able to be lowered separately, there is the advantage that all tamping units 7 are of identical design. This makes it easier to manufacture and maintain the tamping unit 1.
  • a sill 5 can be successively tamped down in different depth zones.
  • the foremost tamping unit 7 is lowered lower than the middle tamping unit 7.
  • the rearmost tamping unit 7 is lowered less deeply than the middle tamping unit 7.
  • each threshold is tamped three times with decreasing penetration depth as the tamping unit 1 advances threshold by threshold.
  • Such multiple tamping leads to improved ballast compaction, particularly when the ballast bed 4 is thick.

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  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Stopfaggregat zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises, umfassend eine Stopfeinheit mit gegenüberliegenden, auf einem höhenverstellbaren Werkzeugträger gelagerten Stopfwerkzeugen, welche über Antriebe in Schwingung versetzbar und zueinander bestellbar sind, wobei jedes Stopfwerkzeug einen um eine Beistellachse drehbaren Schwenkhebel und eine innere sowie eine äußere Stopfpickelhalterung umfasst und wobei jede Stopfpickelhalterung gegenüber dem Schwenkhebel lateral verschwenkbar ist.
    • Stand der Technik
  • Zur Wiederherstellung bzw. Erhaltung einer vorgegebenen Gleislage werden Gleise mit Schotterbettung regelmäßig mittels einer Stopfmaschine bearbeitet. Dabei befährt die Stopfmaschine das Gleis und hebt den aus Schwellen und Schienen gebildeten Gleisrost mittels eines Hebe-/Richtaggregats auf ein Sollniveau. Eine Fixierung der neuen Gleislage erfolgt durch Unterstopfen der Schwellen mittels eines Stopfaggregats. Das Stopfaggregat umfasst Stopfwerkzeuge mit Stopfpickeln, die bei einem Stopfvorgang mit einer Schwingung beaufschlagt in das Schotterbett eintauchen und zueinander beigestellt werden. Dabei wird der Schotter unterhalb der jeweiligen Schwelle verdichtet.
  • Jeder Schiene des Gleises sind zwei Stopfeinheiten zugeordnet, die beidseits der Schiene jeweils eine Schwelle unterstopfen. Dabei umfasst jede Stopfeinheit zwei gegenüberliegende Stopfwerkzeuge. Gewöhnlich sind an jedem Stopfwerkzeug zwei Stopfpickel nebeneinander angeordnet. Konkret sind jeweils ein neben der Schiene eintauchender innerer Stopfpickel und ein im größeren Abstand zur Schiene eintauchender äußerer Stopfpickel vorgesehen. Mit beiden nebeneinander in den Schotter eingetauchten Stopfpickel ist ein breiter Wirkbereich gegeben. Bei Hindernissen im Gleis und insbesondere im Bereich einer Weiche bleibt jedoch oft zu wenig Platz für das gleichzeitige Eintauchen der beiden nebeneinander angeordneten Stopfpickel. Deshalb kennt man beispielsweise aus der AT 379 178 B ein Stopfaggregat mit sogenannten Schwenkpickel. Dabei sind am jeweiligen Stopfwerkzeug lateral verschwenkbare Stopfpickelhalterungen angeordnet. Auf diese Weise ist zunächst der äußere Stopfpickel separat hochschwenkbar, wenn zwischen den Schienen, Schwellen und Gleiseinbauten nur Platz zum Eintauchen eines Stopfpickels bleibt. Besteht auf einer Schwellenseite überhaupt keine Möglichkeit des Eintauchens, dann wird auch der innere Stopfpickel hochgeschwenkt. Die Stopfeinheit ist dann lediglich mit den Stopfpickeln des gegenüberliegenden Stopfwerkzeugs absenkbar. Nachteilig bei der bekannten Anordnung von Schwenkpickel ist der Platzbedarf für den jeweiligen Schwenkmechanismus samt Schwenkantriebe.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stopfaggregat der eingangs genannten Art mit einer kompakten Bauweise anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
  • Dabei ist vorgesehen, dass die äußere Stopfpickelhalterung um eine erste Schwenkachse verschwenkbar ist und dass die innere Stopfpickelhalterung um eine gegenüber der ersten Schwenkachse versetzt angeordnete zweite Schwenkachse verschwenkbar ist. Damit entfällt die Notwendigkeit, Elemente zum Verschwenken der Stopfpickelhalterungen nebeneinander anzuordnen. Die versetzte Anordnung ermöglicht eine optimierte Nutzung des vorhandenen Bauraums. Resultat ist eine kompakte Stopfeinheit, die insbesondere in einer Gleislängsrichtung geringe Außenmaße aufweist.
  • Vorteilhafterweise ist an einer äußeren Seite der innere Stopfpickelhalterung ein erstes Kontaktelement angeordnet, wobei an einer inneren Seite der äußeren Stopfpickelhalterung ein zweites Kontaktelement angeordnet ist und wobei die beiden Kontaktelemente bei nach unten geschwenkten Stopfpickelhalterungen ineinandergreifen. Bei einem Arbeitseinsatz mit beiden Stopfpickel besteht somit eine formschlüssige Verbindung der beiden Stopfpickelhalterungen. Damit wird eine übermäßige Beanspruch eines Schwenklagers vermieden, wenn auf den zugeordneten Stopfpickel eine höhere Gegenkraft des Schotters wirkt. Zudem wirkt sich die erzielte Erhöhung der Verwindungssteifigkeit positiv auf die Stopfqualität aus.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die äußere Stopfpickelhalterung direkt mit einem ersten Schwenkantrieb verbunden und die innere Stopfpickelhalterung ist über eine am zugeordneten Schwenkhebel gelagerte Koppelanordnung mit einem zweiten Schwenkantrieb verbunden. Die Anordnung der Koppelanordnung erlaubt eine weitere Reduzierung des notwendigen Platzbedarfs. Damit wird die Bauweise der Stopfeinheit noch kompakter.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn die Koppelanordnung ein drehbar am Schwenkhebel gelagertes Schwenkelement und ein das Schwenkelement mit der inneren Stopfpickelhalterung verbindendes Verbindungselement umfasst. Diese Anordnung ist zugleich robust und platzsparend. Es kommen lediglich Drehgelenke zum Einsatz, welche einfach herstellbar sind und bei wenig Wartungsaufwand eine hohe Standzeit aufweisen. In einer anderen Ausprägung der Koppelanordnung kann es auch sinnvoll sein, translatorisch gelagerte Koppelelemente einzusetzen.
  • Eine weitere Vereinfachung sieht vor, dass das Schwenkelement um die erste Schwenkachse verschwenkbar angeordnet ist. Somit sind am jeweiligen Schwenkhebel die äußere Stopfpickelhalterung und das Schwenkelement um dieselbe Schwenkachse drehbar. Das ermöglicht einen kompakten Aufbau der entsprechenden Lagerungen mit einer durchgängigen Lagerwelle.
  • Die Funktion des Stopfaggregats wird in vorteilhafterweise erweitert, wenn am Verbindungselement ein Mitnehmer angeordnet ist und wenn der Mittnehmer beim Hochschwenken der inneren Stopfpickelhalterung an einem Kulissenelement der äußeren Stopfpickelhalterung anliegt. Auf diese Weise wird bei einem Hochschwenken der inneren Stopfpickelhalterung die äußere Stopfpickelhalterung mit hochgeschwenkt. Für ein Hochschwenken beider Stopfpickelhalterungen ist die Aktivierung des zweiten Schwenkantriebs ausreichend, während der erste Schwenkantrieb freigeschaltet bleibt.
  • Die schmale und robuste Ausführung der Schwenkanordnungen wird weiter verbessert, indem die äußere Stopfpickelhalterung eine Ausnehmung aufweist, durch welche die Koppelanordnung hindurchgeführt ist. Zum Beispiel weist die äußere Stopfpickelhalterung in Richtung des Schwenklagers eine Gabelung mit einer vertieften Ausnehmung auf, sodass die Ausnehmung zur Durchführung der Koppelanordnung geeignet ist. Vorteilhafterweise ist auch die innere Stopfpickelhalterung im Bereich des zugeordneten Schwenklagers gegabelt, wobei die Koppelanordnung mittig angelenkt ist.
  • In einer einfachen Ausprägung des erfindungsgemäßen Stopfaggregats ist jedem Stopfwerkzeug als Antrieb zum Beistellen und zur Schwingungsbeaufschlagung ein Hydraulikzylinder zugeordnet. Eine Hydrauliksteuerung ist dabei so eingerichtet, dass während eines Beistellvorgangs einer Beistellbewegung eine Schwingungsbewegung überlagert wird. Dabei wird eine Kammer des Hydraulikzylinders mit einem pulsierenden Druck beaufschlagt. Während eines Eintauchvorgangs der Stopfpickel in ein Schotterbett erfolgt nur eine Schwingungsbeaufschlagung.
  • Bei dieser Ausprägung ist es von Vorteil, wenn die Hydraulikzylinder der beiden gegenüberliegenden Stopfwerkzeuge untereinander angeordnet sind. Damit wird eine kompakte Bauweise des Aggregats erzielt, mit geringen Außenabmaßen in Gleislängsrichtung.
  • In einer anderen Ausprägung der Erfindung ist jedem Stopfwerkzeug ein Beistellzylinder zugeordnet, wobei jeder Beistellzylinder zur Schwingungsbeaufschlagung mit einem Exzenterantrieb gekoppelt ist. Mit nebeneinander oder untereinander angeordneten Beistellzylindern wird auch hier eine schmale Bauweise erreicht. Eine entsprechende Lösung offenbart die Veröffentlichungsschrift AT 520 267 A1 .
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass zum gleichzeitigen Unterstopfen mehrerer Schwellen mehrere Stopfeinheiten in einer Gleislängsrichtung hintereinander angeordnet sind. Die schmale Bauweise der jeweiligen Stopfeinheit ermöglicht diese Anordnung mit uneingeschränkter Funktion der Schwenkpickel.
  • Dabei ist es günstig, wenn die Stopfeinheiten baugleich ausgeführt sind. Das vereinfacht die Herstellung und reduziert den Wartungsaufwand, weil weniger unterschiedliche Ersatzteile notwendig sind. Zudem wird eine übergeordnete Ansteuerung der gemeinsam angeordneten Stopfeinheiten erleichtert. Durch die gleichen kinematischen Eigenschaften der einzelnen Stopfeinheiten sind synchrone Bewegungsabläufe einfach umsetzbar.
  • Vorteilhafterweise sind die Werkzeugträger der hintereinander angeordneten Stopfeinheiten höhenverstellbar in einem gemeinsamen Aggregatrahmen gelagert. Das ermöglicht eine gemeinsame Seitwärtsverschiebung oder Verdrehung um eine Hochachse durch eine Verstellung des Aggregatrahmens. Auf diese Weise sind die hintereinander angeordneten Stopfeinheiten auf einfache Weise über einem abzweigenden Schienenstrang einer Weiche positionierbar.
  • Verbessert werden die Einsatzmöglichkeiten eines Stopfaggregats zum gleichzeitigen Unterstopfen mehrerer Schwellen dadurch, dass jeder Werkzeugträger der hintereinander angeordneten Stopfeinheiten mittels eines eigenen Stellantriebs separat höhenverstellbar ist. Beispielsweise können die hintereinander angeordneten Stopfeinheiten unterschiedlich tief abgesenkt werden. Das erlaubt ein sukzessives Unterstopfen einer Schwelle in unterschiedlichen Tiefenzonen. Zudem kann ein Absenken einzelne Stopfeinheiten ausgesetzt werden, wenn für ein Eindringen der Stopfpickel zu wenig Platz vorhanden ist.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    Stopfaggregat mit einer Stopfeinheit in einer Vorderansicht
    Fig. 2
    Schwenklager der Stopfeinheit gemäß Fig. 1 im Detail
    Fig. 3
    Stopfeinheit in einer Seitenansicht
    Fig. 4
    Stopfwerkzeug mit Schwenkmechanismus für innere Stopfpickelhalterung
    Fig. 5
    Stopfwerkzeug mit Schwenkmechanismus für äußere Stopfpickelhalterung
    Fig. 6
    Schwenkbewegung der inneren Stopfpickelhalterung
    Fig. 7
    Schwenkbewegung der äußeren Stopfpickelhalterung
    Fig. 8
    Stopfaggregat zum gleichzeitigen Unterstopfen mehrerer Schwellen
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Das in Fig. 1 dargestellte Stopfaggregat 1 umfasst einen Aggregatrahmen 2, der an einem Maschinenrahmen 3 einer nicht näher beschriebenen Gleisbaumaschine lateral verschiebbar gelagert ist. Im Arbeitseinsatz befährt die Gleisbaumaschine ein Gleis mit auf einem Schotterbett 4 gelagerten Schwellen 5 und darauf befestigten Schienen 6. Dabei werden die Schwellen 5 mittels des Stopfaggregats 1 unterstopft.
  • Im Aggregatrahmen 2 ist zumindest eine Stopfeinheit 7 angeordnet. Bei einem Stopfaggregat 1 zum gleichzeitigen Unterstopfen mehrerer Schwellen 5 sind hintereinander mehrere Stopfeinheiten 7 angeordnet (Fig. 8). Die jeweilige Stopfeinheit 7 umfasst einen Werkzeugträger 8, der höhenverstellbar in Vertikalführungen des Aggregatrahmens 2 geführt ist. Dabei erfolgt eine Absenk- bzw. Hebebewegung mittels eines zugeordneten Höhenstellantriebs 9. Für das Unterstopfen einer Schwelle 5 umfasst das Stopfaggregat 1 in Gleisquerrichtung mehrere nebeneinander angeordnete Aggregatrahmen 2 mit darin gelagerten Stopfeinheiten 7. Diese sind vorteilhafterweise um eine Hochachse verdrehbar und separat lateral verschiebbar, um eine Positionierung über einem abzweigenden Schienenstrang einer Weiche zu ermöglichen.
  • Am Werkzeugträger 8 der jeweiligen Stopfeinheit 7 sind zwei in Bezug auf eine zu unterstopfende Schwelle 5 gegenüberliegende Stopfwerkzeuge 10 gelagert. Konkret umfasst das jeweilige Stopfwerkzeug 10 einen Schwenkhebel 11, der um eine Beistellachse 12 drehbar am Werkzeugträger 8 gelagert ist. Die Beistellachse 12 ist gewöhnlich in Gleisquerrichtung ausgerichtet.
  • Ein oberer Arm des Schwenkhebels 11 ist mit einem Antrieb 13 gekoppelt, um während eines Stopfvorgangs eine Beistellbewegung mit einer überlagerten Schwingungsbewegung hervorzurufen. An einem unteren Arm des Schwenkhebels 11 sind eine innere Stopfpickelhalterung 14 und eine äußere Stopfpickelhalterung 15 zur Befestigung von Stopfpickel 16 angeordnet. Die Bezeichnungen als innere Stopfpickelhalterung 14 und äußere Stopfpickelhalterung 15 nehmen Bezug auf die Position zweier beidseits einer Schiene 6 absenkbarer Stopfeinheiten 7. Dabei liegen die inneren Halterungen 14 der beiden Stopfeinheiten 7 bezüglich der Schiene 6 direkt gegenüber. Die in den äußeren Stopfpickelhalterungen 15 befestigten Stopfpickel 16 tauchen mit größerem Abstand zur Schiene 6 in das Schotterbett 4 ein.
  • Falls zwischen den Schwellen 5 und Schienen 6 kein Platz zum Eintauchen eines Stopfpickels 16 vorhanden ist, kann dieser vor einem Absenken der Stopfeinheit 7 hochgeschwenkt werden. Das tritt insbesondere beim Unterstopfen von Weichen oder Kreuzungen auf, wo abzweigende oder kreuzende Schienenstränge sowie Stelleinrichtungen Hindernisse darstellen.
  • Zum Hochschwenken der äußeren Stopfpickelhalterung 15 ist diese mittels eines ersten Drehgelenks 17 um eine erste Schwenkachse 18 drehbar mit dem Schwenkhebel 11 verbunden. Erfindungsgemäß ist dazu versetzt eine zweite Schwenkachse 19 angeordnet. Um diese zweite Schwenkachse 19 erfolgt bei Bedarf ein Hochschwenken der inneren Stopfpickelhalterung 14. Beispielsweise ist eine Verbindung der inneren Stopfpickelhalterung 14 mit dem Schwenkhebel 11 als zweites Drehgelenk 20 ausgebildet, das gegenüber dem ersten Drehgelenk 17 nach unten und innen versetzt angeordnet ist. Beide Schwenkachsen 18, 19 sind parallel zueinander und normal zur Beistellachse 12 ausgerichtet.
  • Vorteilhafterweise ist die äußere Stopfpickelhalterung 15 direkt mit einem ersten Schwenkantrieb 21 verbunden. Dieser ist zum Beispiel einerseits an der äußeren Stopfpickelhalterung 15 und andererseits am Schwenkhebel 11 angelenkt. Die innere Stopfpickelhalterung 14 ist über eine Koppelanordnung 22 mit einem zweiten Schwenkantrieb 23 verbunden. Dieser ist wiederum am Schwenkhebel 11 angelenkt. Ausgebildet sind die Schwenkantriebe 21, 23 vorzugsweise als Hydraulikzylinder.
  • Im dargestellten Beispiels umfasst die Koppelanordnung 22 ein drehbar am Schwenkhebel 11 gelagertes Schwenkelement 24 und ein das Schwenkelement 24 mit der inneren Stopfpickelhalterung 14 verbindendes Verbindungselement 25. Dabei ist das Schwenkelement 24 günstigerweise um die erste Schwenkachse 18 drehbar. Das erste Drehgelenk 17 umfasst somit auch die Anlenkung des Schwenkelements 24 am Schwenkhebel 11.
  • Um bei einem Beistellvorgang ungleichmäßige Belastungen der Drehgelenke 17, 20 zu vermeiden sind die Stopfpickelhalterungen 14, 15 im nach unten geschwenkten Zustand über zusätzliche Kontaktelemente 26, 27 formschlüssig verbunden. Wie in Fig. 1 dargestellt ist an einer äußeren Seite der inneren Stopfpickelhalterung 14 ein erstes Kontaktelement 26 angeordnet. An der zugewandten inneren Seite der äußeren Stopfpickelhalterung 15 ist ein zweites Kontaktelemente 27 angeordnet. Die beiden Kontaktelemente 26, 27 sind so gestaltet, dass sie ineinandergreifen können. Beispielsweise umfasst das erste Kontaktelement 26 einen Keil, der in eine keilförmige Vertiefung des zweiten Kontaktelements 27 passt.
  • Mittels der Schwenkantriebe 21, 23 ist zunächst die äußere Stopfpickelhalterung 15 samt Stopfpickel 16 und anschließend die innere Stopfpickelhalterung 14 samt Stopfpickel 16 hochschwenkbar. Mit einer in Fig. 2 dargestellten Weiterbildung sind beide Stopfpickelhalterungen 14, 15 mittels des zweiten Schwenkantriebs 23 gleichzeitig hochschwenkbar. Dabei ist der erste Schwenkantrieb 21 drucklos geschaltet.
  • Zum synchronen Hochschwenken ist an einer neben dem Verbindungselement 25 befindlichen Stelle der äußeren Stopfpickelhalterung 15 ein Kulissenelement 28 befestigt. Als Gegenelement ist am Verbindungselement 25 ein Mitnehmer 29 befestigt. Dieser Mitnehmer 29 liegt am Kulissenelement 28 an. Bei einem Hochschwenkvorgang gleitet der Mitnehmer 29 entlang des Kulissenelements 28 und bewirkt so ein Mitschwenken der äußeren Stopfpickelhalterung 15. Form und Position des Kulissenelements 28 und des Mitnehmers 29 bestimmen dabei die Schwenkbewegung der äußeren Stopfpickelhalterung 15.
  • In Fig. 3 ist ersichtlich, dass die äußere Stopfpickelhalterung 15 nach oben hin eine Gabelung aufweist. Auf diese Weise ist die äußere Stopfpickelhalterung 15 an zwei in Schwenkachsenrichtung 30 distanzierten Lagerstellen mit dem Schwenkhebel 11 verbunden. Dazwischen ergibt sich eine Ausnehmung 31, durch die die Koppelanordnung 22 hindurchgeführt ist. Auch die innere Stopfpickelhalterung 14 weist zwei in Schwenkachsenrichtung 30 distanzierte Lagerstellen auf. Dazwischen greift das Verbindungselement 25 an der inneren Stopfpickelhalterung 14 an. Trotz schmaler Bauweise ist damit eine robuste Lagerung der Stopfpickelhalterungen 14, 15 sichergestellt.
  • In diesem Beispiel sind die Schwenkhebel 11 mit Hydraulikzylindern als Antriebe 13 verbunden. Dabei ist der jeweilige Hydraulikzylinder zur Erzeugung einer Beistellbewegung mit überlagerter Schwingungsbewegung ausgebildet. Eine schmale Bauweise in Schwenkachsenrichtung 30 kommt durch die untereinander angeordneten Hydraulikzylinder zustande. Die Hübe und Drücke der Hydraulikzylinder sind dabei mit dem jeweiligen Hebelverhältnis der Schwenkhebel 11 abgestimmt, sodass sich an den Enden der Stopfpickel 16 gleiche Beistellkräfte und Schwingungsamplituden einstellen. Dabei kann es sinnvoll sein, die Beistellachsen 12 in vertikaler Richtung versetzt anzuordnen.
  • In einer nicht dargestellten Anordnung sind die Antriebe 13 als Beistellzylinder und Exzenterantrieb ausgebildet. Dabei ist der jeweilige Schwenkhebel 11 über einen zugeordneten Beistellzylinder mit dem Exzenterantrieb gekoppelt. Konkret ist jeder Beistellzylinder an eine Exzenterwelle angeschlossen, um bei Rotation der Exzenterwelle die Schwingungsbewegung zu erzeugen. Zudem werden die Stopfpickel 16 bei Aktivierung der Beistellzylinder zueinander beigestellt. Für eine schmale Bauweise ist es von Vorteil, wenn die Beistellzylinder nebeneinander angeordnet sind. Darüber oder darunter ist der Exzenterantrieb angeordnet. An der Exzenterwelle sind nach oben oder unten ausgerichtete Konsolen gelagert, mit welchen die Beistellzylinder verbunden sind.
  • Ein Hochschwenkvorgang des inneren Stopfpickels 16 wird anhand der Figuren 4 und 6 erläutert. Der zugeordnete zweite Schwenkantrieb 23 ist als Hydraulikzylinder ausgebildet. Ein Ende des Zylinders ist drehbar am oberen Arm des Schwenkhebels 11 angelenkt. Die Kolbenstange ist gelenkig mit dem Schwenkelement 24 verbunden. Das um die erste Schwenkachse 18 drehbare Schwenkelement 24 und die um die zweite Schwenkachse 19 drehbare innere Stopfpickelhalterung 14 bilden mit dem Verbindungselement 25 als Koppel eine Doppelschwinge. Eine Betätigung der Doppelschwinge durch Aktivierung des zweiten Schwenkantriebs 23 zeigt Fig. 6. Links ist die Ausgangsposition gemäß Fig. 4 dargestellt. Die rechte Darstellung zeigt die Anordnung mit hochgeschwenkter innerer Stopfpickelhalterung 14 samt Stopfpickel 16.
  • Die Schwenkanordnung der äußeren Stopfpickelhalterung 15 ist in den Figuren 5 und 7 dargestellt. Dabei ist der zugeordnete erste Schwenkantrieb 21 einerseits am Schwenkhebel 11 und andererseits direkt an der äußeren Stopfpickelhalterung 15 angelenkt. Die exzentrische Anlenkung bewirkt bei Betätigung des ersten Schwenkantriebs 21 ein Verschwenken der Stopfpickelhalterung 15. Ein gleichzeitiges Hochschwenken beider Stopfpickelhalterungen 14, 15 ist auch mittels des Kulissenelements 28 und des Mitnehmers 29 durchführbar. Dabei ist der als Hydraulikzylinder ausgebildete erste Schwenkantrieb 21 drucklos geschaltet.
  • Die unterschiedlichen Schwenkanordnungen erlauben eine besonders schmale Bauweise in Schwenkachsenrichtung 30. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, mehrere Stopfeinheiten 7 hintereinander in einem gemeinsamen Aggregatrahmen 2 anzuordnen. Fig. 8 zeigt eine entsprechende Anordnung zum gleichzeitigen Unterstopfen von drei Schwellen 5. Dabei ist günstigerweise jeder Stopfeinheit 7 ein eigenen Höhenstellantrieb 9 zugeordnet, um bei Hindernissen im Gleis einzelne Stopfeinheiten 7 separat absenken zu können. Neben der separaten Absenkbarkeit besteht der Vorteil einer baugleichen Ausbildung aller Stopfeinheiten 7. Das erleichtert die Herstellung und Wartung des Stopfaggregats 1.
  • Zudem ist ein sukzessives Unterstopfen einer Schwelle 5 in unterschiedlichen Tiefenzonen möglich. Beispielsweise wird die vordersten Stopfeinheit 7 tiefer abgesenkt als die mittlere Stopfeinheit 7. Die hinterste Stopfeinheit 7 wird weniger tief abgesenkt als die mittlere Stopfeinheit 7. Auf diese Weise wird mit schwellenweiser Vorrückung des Stopfaggregats 1 jede Schwelle drei Mal mit abnehmender Eindringtiefe unterstopft. Insbesondere bei einer großen Schichtdicke des Schotterbetts 4 führt eine solche Mehrfachstopfung zu einer verbesserten Schotterverdichtung.

Claims (14)

  1. Stopfaggregat (1) zum Unterstopfen von Schwellen (5) eines Gleises, umfassend eine Stopfeinheit (7) mit gegenüberliegenden, auf einem höhenverstellbaren Werkzeugträger (8) gelagerten Stopfwerkzeugen (10), welche über Antriebe (13) in Schwingung versetzbar und zueinander bestellbar sind, wobei jedes Stopfwerkzeug (10) einen um eine Beistellachse (12) drehbaren Schwenkhebel (11) und eine innere sowie eine äußere Stopfpickelhalterung (14, 15) umfasst und wobei jede Stopfpickelhalterung (14, 15) gegenüber dem Schwenkhebel (11) lateral verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Stopfpickelhalterung (15) um eine erste Schwenkachse (18) verschwenkbar ist und dass die innere Stopfpickelhalterung (14) um eine gegenüber der ersten Schwenkachse (18) versetzt angeordnete zweite Schwenkachse (19) verschwenkbar ist.
  2. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer äußeren Seite der innere Stopfpickelhalterung (14) ein erstes Kontaktelement (26) angeordnet ist, dass an einer inneren Seite der äußeren Stopfpickelhalterung (15) ein zweites Kontaktelement (27) angeordnet ist und dass die beiden Kontaktelemente (26, 27) bei nach unten geschwenkten Stopfpickelhalterungen (14, 15) ineinandergreifen.
  3. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Stopfpickelhalterung (15) direkt mit einem ersten Schwenkantrieb (21) verbunden ist und dass die innere Stopfpickelhalterung (14) über eine am zugeordneten Schwenkhebel (11) gelagerte Koppelanordnung (22) mit einem zweiten Schwenkantrieb (23) verbunden ist.
  4. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelanordnung (22) ein drehbar am Schwenkhebel (11) gelagertes Schwenkelement (24) und ein das Schwenkelement (24) mit der inneren Stopfpickelhalterung (14) verbindendes Verbindungselement (25) umfasst.
  5. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkelement (24) um die erste Schwenkachse (18) verschwenkbar angeordnet ist.
  6. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Verbindungselement (25) ein Mitnehmer (29) angeordnet ist und dass der Mittnehmer (29) beim Hochschwenken der inneren Stopfpickelhalterung (14) an einem Kulissenelement (28) der äußeren Stopfpickelhalterung (15) anliegt.
  7. Stopfaggregat (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Stopfpickelhalterung (15) eine Ausnehmung (31) aufweist, durch welche die Koppelanordnung (22) hindurchgeführt ist.
  8. Stopfaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Stopfwerkzeug (10) als Antrieb (13) zum Beistellen und zur Schwingungsbeaufschlagung ein Hydraulikzylinder zugeordnet ist.
  9. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder der beiden gegenüberliegenden Stopfwerkzeuge (10) untereinander angeordnet sind.
  10. Stopfaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Stopfwerkzeug (10) ein Beistellzylinder zugeordnet ist und dass jeder Beistellzylinder zur Schwingungsbeaufschlagung mit einem Exzenterantrieb gekoppelt ist.
  11. Stopfaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum gleichzeitigen Unterstopfen mehrerer Schwellen (5) mehrere Stopfeinheiten (7) in einer Gleislängsrichtung hintereinander angeordnet sind.
  12. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfeinheiten (7) baugleich ausgeführt sind.
  13. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugträger (8) der hintereinander angeordneten Stopfeinheiten (7) höhenverstellbar in einem gemeinsamen Aggregatrahmen (2) gelagert sind.
  14. Stopfaggregat (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Werkzeugträger (8) der hintereinander angeordneten Stopfeinheiten (7) mittels eines eigenen Stellantriebs (9) separat höhenverstellbar ist.
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