JP2004503699A - レールを研磨する方法、および該方法を実行する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、走行表面の側面に伴う側面を有する、砥石車（１２）と、長手方向におけるレールとの間に関連する運動を生み出すことによって、レール（１）、特に鉄道のレールの少なくとも走行表面を研磨するための方法および該方法を実行するための装置に関するものである。本発明の目的は、多くの量の材料を削り取った際に、オーバーヒートすることを避けることである。この目的のために、砥石車の軸は、レールの長手方向に垂直な平面と０°以上の角度αを形成する。

Description

本発明は、走行表面の側面に伴う側面を有する、砥石車と、長手方向におけるレールとの間に関連する運動を生み出すことによって、レール、特に鉄道のレールの少なくとも走行表面を研磨するための方法および該方法を実行するための装置に関するものである。
【０００１】
クロス側面が走行表面を示す、鉄道等のレールの凸面のクロス側面を研磨するためにカップ型の車輪を用いることが知られている。しかし、それを行う際、一回の通過では狭い線路を研磨することしかできないため、砥石車を複数回、線路上を通過させなければならない。このような複数回の通過は不正確さを招くことになるため、以前は地面だった線路に沿って各通過を行う間、正確な方向の線路を作製できない。これに加えて、大きな騒音が発生し、乾燥させる際には、火花が飛ぶことによって火災の発生の危険性もある。
【０００２】
さらに、砥石車はレール頭部の所望の所望の側面を有しているとともに、方向づけられているため、その軸はレールの対称の長手方向の面に対して直立しており、前部の砥石車の方法によって、クロス側面が走行面を示す、線路上部の凸面のクロス側面の機械が知られている。しかし、レール頭部の側面領域の近傍、例えば、走行表面の近傍を研磨することによる材料の除去は、限られた程度だけ可能であり、このことから、砥石車は、有利でなくかみ合わされた、すり減らされたつぶの角度だけ可能であり、これは、レール材料の過剰加熱という欠点に繋がるという不利益を有する。上記欠点を無くすための一つの方法は、単位時間ごとの除かれる材料の量を減らすようにすることが挙げられるが、しかし、線路の一つと同一領域を研磨するためには、それぞれ複数回の通過または研磨処理が必要である。
【０００３】
本発明は、上記の問題点や困難を回避することを目的としており、上記に記載した種類の研磨方法を提供するとともに、もう一方で、クロス領域を完全に研磨するための一回の通過における材料の除去を可能とし、上記除去は、レールにとって十分であり、一方、レール材料の過剰加熱を防止することができる。さらに、砥石車は、その高い効率、例えば、単位時間あたり、かなりの長さのレールを研磨することができるにも関わらず、十分に長い期間の寿命を有する。
【０００４】
本発明によれば、砥石車の軸とレールの長手方向に垂直の平面とは、０°それる角度αを有することによって、目的を達成できる。
【０００５】
好ましい実施形態については、下位の請求項により詳細に記載されている。
【０００６】
以下の特徴的な構成を有する上記方法を実行するための装置：
・レールと砥石車との間の関連する運動を生み出すための手段
・砥石車のための駆動手段
・レールの長手方向に垂直な平面から外れる方向における砥石車の軸のポジショニング（位置決め）
上記装置の好ましい実施形態は、下位の請求項２５〜３６までに記載されている。
【０００７】
以下に示すように、本発明については、図面に示す典型的な２つの実施形態によって詳細に説明する。図１には、本発明にかかる方法を実行するための装置の側面図を示し、図２には、図１の装置を矢印ＩＩ方向に沿って上面からみた概要図である。図３は、本発明にかかる方法を実行するための他の装置の他の実施形態を示す図である。図４は、種々の状態における鉄道のレールのクロス領域を示す図である。図５は、本発明にかかる方法によって、クロス領域において見られる、鉄道のレールに対する砥石車のかみ合わせを示す図である。
【０００８】
図４に示すように、レール１のクロス領域は種々の状態で描かれている。レール２の軸によって支えられているレール頭部３は、電車の車輪が走る走行表面４を示す凸面のクロス領域の部分５を備えており、新しい状態におけるクロス領域の部分は、線Ａで描かれている。すり減らすことによって、レール頭部３のクロス領域の凸面部分５は、線Ｂで描かれる形状になる。レール１がその状態になるとすぐに、またはかなり早期に、高速度レールに関して、レール１は終了しやすいので、少なくとも、レール頭部３の凸面領域５、しかし、例えば、−線Ｃで描かれる−オリジナルのクロス領域形状のような、オリジナルの状態の領域である、走行表面４は、正確な最も可能性のある近似である。それゆえに、１〜３デシミリメーターの範囲における寛容は、鉄道のオペレーター、または鉄道会社、もしくはセン　ドラフトｐｒ　ＥＮ１３６７４−１のような超領域的な標準にしたがって観察できる。そのようにする際には、レール１の研磨表面６と走行表面４とが終了することが必要である。
【０００９】
擦り切れたレール頭部の側面を有する古いレールの場合は、レール頭部の側面は、再びプロファイル（側面が形成）される。それだから、本発明によって削ったり研いだりされる。新しいレールの場合は、走行品質の向上や長寿命化させるとともに、騒音を少なくするために、ローラースキンを取り除くことが適している。なお、削るという前処理を行うことなく、本発明の研磨処理を行うだけで十分目的は達成される。
【００１０】
図４に示すように、比較的多くの量の材料が、レールのすり減らしによって、除かれなければならない。また、できるだけ鉄道交通の邪魔をしないようにするために、既に設置された鉄道のレールの場合は、レールのすり減らしは、できるだけ早くかつ安価に行われなければならない。
【００１１】
図１または図２は、固定した位置で調整され、機械で移動するように作製されたレール１を通過する、本発明にかかる装置が記載されている。図３は、機関車エンジンのような移動可能な装置に導入された本発明にかかる装置が記載されており、既に設置されたレールに対して実施するのに適した装置である。このような場合、本発明にかかる装置は、複製として存在しているため、左手の線路と右手の線路と両方同時に、一度の通過で終了させることができる。相互に全く同じの、固定装置と可動装置の部品と装置とは、同じ部材番号を付して説明する。
【００１２】
７は、表面ミルカッターとして形成されているミルカッター８を有するミルユニットを示す。上記ミルカッター８は、駆動モーター９とギア１０とを介して駆動し、回転方向が選べる。このため、カットダウンミル方法（方式）によって、レール１が機械的に作製される。すぐ隣には、ミルユニット７、研磨ユニット１１が備えられており、そのうち砥石車１２は、駆動ギア１３の手段によって、好ましくは、ミルカッター８の回転方向に駆動される。このため、レール１のダウングラインドは効果的に行われる。上記砥石車１２は、砥石１４の深さを調節するシステムを備えている。このため、研磨に関して、レール１に対して砥石車１２を継続的に再調整して、実施することができる。砥石１４の深さを調節するための上記システムは、砥石車１２の表面の擦り減った直径を、継続的に測定するための測定システムを備えている。これはまた、駆動の瞬間の測定から得られたデータの測定にも利用される。
【００１３】
ミルチップとグラインド（研磨）チップ、および研磨カスは、発生するとすぐに、吸い込み手段１５、１６によって、吸い取られる。
【００１４】
ミルユニット７のすぐ前部に、研磨ユニット１１のすぐ後ろに、レール１のためのガイド１７がそれぞれに備えられており、サポートロール１８の手段によって、押しつけられるレール１をガイドする。それゆえ、少なくとも、レール１の走行表面４を、好ましくは、レール頭部３の王冠部分を押さえることができる。さらに、両サイドのレール頭部とかみ合う、側面のガイドロール１９は、装置に沿って設けられており、それゆえ、レール１のガイド表面６の側面近傍に備えられている側面のガイドロール１９は、その位置に固定される。上記レールは、反対の側面近傍に固定された側面のガイドロール１９によって、固定された側面のガイドロール１９に対して押しつけられる。それゆえ、レール１は、ミルユニットと研磨ユニットとの反対の正確な位置につくことになる。
【００１５】
ミルユニット７と研磨ユニット１１との間に、さらなるガイド２０が設けられており、これは、ミルカッターによって発生するレール１の振動を抑制するために、制動装置を備えている。
【００１６】
図２に特に示すように、砥石車の軸２１は、レールの長手方向に垂直な面２２に対して、角度αだけ傾けられる。この角度αは、０より大きく、先の研磨処理後のレール１の状態に応じて、範囲１〜２０°であることが好ましい。レール頭部３は、ミル処理のためのクロス領域を有しており、先の研磨処理によって、理想的なクロス領域に近づくならば、または新しい状態のレール１がまだロールスキンを供えているならば、上記角度αは、５°〜１２°の範囲が好ましく、理想的には、８°が最適である。しかし、クロス領域の前段階が、正確でない方法で、理想的なクロス側面に調整されたならば、または、粗雑なだけの粗く処理されているならば、上記角度α葉より小さくなり、範囲１°〜６°であることが好ましく、砥石車の長寿化とともに、最高のチップ除去量を保証するために適している。
【００１７】
新しい状態において、砥石車１２は、すでにプレプロファイルされており、例えば、レール１と粗く接触する側面を示す。上記反対の側面を正確に作製するために、砥石車１２の表面に対して押される砥石２４を研磨手段２３に備えるという利点がある。上記砥石は、作製された所望の正確な側面を有しており、それは、砥石車と角度αをなす。第１のレール１の研磨処理を開始する前に、上記砥石２４は、砥石車がその側面を取り入れるまで、砥石車に対して押される。レール１が研がれる間、砥石２４は砥石車１２から持ち上げられる。これは、砥石車は、プレプロファイル、例えば、研がれたレール頭部領域、またはローラースキンが備えられているレール頭部の表面それぞれにおいて、それ自体プロファイルされているからである。レール頭部３の機械作製の間、砥石は、一時的な研磨処理のために、最適に砥石車１２に接触している。
【００１８】
レール１は、十分な精度で研がれているもの、またはローラースキンを有するものを提供する砥石車１２を正確にともなう側面の調整のためにも用いられている。
【００１９】
もし、図示した例示の実施の形態のように、削られたレール頭部表面が研がれるならば、プロファイルされた砥石車１２は、ミルカッター８によって生み出された波状のものを滑らかにするとともに、横断研磨のイメージを生み出すという最も重要な仕事のみを有する。
【００２０】
本発明にしたがって砥石車１２を傾けることによって、特によい状態のかみ合わせと強いスムーズ効果が発生する。傾けられた砥石車１２の編み合わせは、図５に図示している。傾きが、特に、レール頭部３の凸部領域５がレール頭部３の側面２５と接触する箇所において、有利なかみ合わせ角度を生み出すことは明らかである。このようなかみ合わせの好ましい状態は、火災が発生しないように、研磨表面に備えられた、非常に耐熱性のある材料の十分広範囲な除去が行われる場所でも発生する。さらに、砥石車１２の長寿命化もこれによって可能となる。
【００２１】
砥石車１２の軸２１が、レールの長手方向の中央の対称面２６に対して、１〜２０°の範囲内の角度β傾くことによっても、有益である。
【００２２】
本発明にしたがって、上記装置の手段によって、ことなるテールの側面が機械的に生産されるならば、砥石車１２の軸２１は上記装置によって調節可能となるように、適切に調節されていることが好ましい。
【００２３】
図３に図示する実施の形態によれば、ミルユニット７と研磨ユニット１１とは、レール−ミルライン２７に導入されている。アクチュエーター手段２８によって、ミルカッター８と砥石車１２とは、レール頭部３上に設置されたガイド１７および２０まで、レール１に対しておおよそ垂直に移動する。研磨ユニット１１とミルユニット７とにおける、ガイド表面６に向けて、レール頭部３上に設置された側面のガイドロール１９までの側面の運動は、同様に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明にかかる方法を実行するための装置の側面図を示す図である。
【図２】
図１の装置を矢印ＩＩ方向に沿って上面からみた概要図である。
【図３】
本発明にかかる方法を実行するための他の装置の他の実施形態を示す図である。
【図４】
種々の状態における鉄道のレールのクロス領域を示す図である。
【図５】
本発明にかかる方法によって、クロス領域において見られる、鉄道のレールに対する砥石車のかみ合わせを示す図である。

Claims (36)

1. レールの走行表面の側面に合った側面を有する砥石車と、レールの長手方向におけるレールとの間の相関のある運動を生み出すことによって、少なくとも、レール、特に鉄道用のレールの走行表面を研磨するための方法であり、上記砥石車の軸と上記レールの長手方向に対して垂直な面とが０°以上の角度αを形成していることを特徴とするレールの走行表面を研磨するための方法。
2. 上記砥石車の軸と上記レールの長手方向に対して垂直な面とが形成する角度αが、１°〜２０°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
3. 上記角度αが５°〜１２°の範囲内であり、理想的には、約８°であることを特徴とする請求項１または２に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
4. 上記砥石車の軸と、レールの長手方向にあるレールの対称の面とが、約９０°の角度βを形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
5. 上記砥石車の軸と、レールの長手方向にあるレールの対称の面とが形成する角度βは、７０°より大きく９０°より小さく、上記角度βは、上記レールのガイド表面の側面に保たれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
6. 上記レールの走行表面に存在しているローラースキンは、研磨処理の手段によって取り除かれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
7. 研がれる前に上記走行表面に存在する、ミル処理された表面は、研磨処理の手段によって、少なくとも一部分取り除かれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
8. 上記走行表面を示す、上記レール頭部における完全な凸面状のクロス側面は、上記走行表面にくわえて、研磨されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
9. その磨耗に依存して、上記砥石車は、好ましくは自動的に、研磨の深さを制御することによって、レールに向かう方向を再調整されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
10. 上記研磨の深さは、砥石車の表面の直径の測定によって得られる測定データを利用することによって、または砥石車の駆動のモーメントを測定することによって得られる測定データを利用することによって制御されることを特徴とする請求項９に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
11. 上記砥石車は、砥石の手段によって側面が形成され、上記砥石は、上記レールと同じ角度αとβとを形成する上記砥石車とともに、少なくともレールの走行表面の側面と長手方向とを示すことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
12. レールの走行表面の研磨の前に開始され、次いで、研磨の間、側面形成は、随意に、かつ多くの時間間隔をもって実行されることを特徴とする請求項１１に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
13. 上記レールと砥石車との間の相関のある縦の運動は、砥石車に対応するレールの置き換えによって生み出されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
14. 上記砥石車のかみ合わせの直前に、レールは、上記レールの走行表面に対する方向に向けられたガイドに対して押しつけられることを特徴とする請求項１３に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
15. 上記ガイドは、振動を避けるために、減衰することを特徴とする請求項１４に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
16. 上記砥石車のかみ合わせの直前に、上記レールは、レールのガイド表面に対する方向に向けられた側面のガイドに対して押しつけられることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
17. 上記砥石車のかみ合わせの後すぐに、上記レールは、レールの走行表面に向かって方向付けられたガイドに対して押しつけられることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
18. 上記砥石車のかみ合わせの後すぐに、上記レールは、レールのガイド表面に対する方向に向けられた側面のガイドに対して押しつけられることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
19. 研磨カスは、発生するとすぐに、吸い取られることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
20. 上記研磨は、カットダウン方式で実行されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
21. 上記レールと砥石車との間の関連する縦の運動は、設置されたレールに沿って砥石車を縦に動かすことによって実行されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
22. 上記砥石車は、研磨の深さを調節するシステムと独立して、レールの走行表面に対して押しつけられるガイドの手段によって運動が制限されるところの、かみ合わせの位置まで、上記レールに対して移動させることを特徴とする請求項２１に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
23. 上記砥石車は、レールのガイド表面に対する方向に移動可能であり、上記移動は、レールのガイド表面に対する方向に向けられたガイドの手段によって制限されていることを特徴とする請求項２１または２２に記載のレールの走行表面を研磨するための方法。
24. 上記請求項１〜２３のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置であって、
    レールと砥石車との間の関連する運動を生み出すための手段と、
    上記砥石車のための駆動手段とを有し、
    レールの長手方向に垂直な平面から外れている方向に、砥石車の軸のポジショニングを有することを特徴とするレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
25. 上記レールの長手方向に垂直な平面から外れる角度αは、１°〜２０°の範囲内であることを特徴とする請求項２４に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
26. 上記外れる角度αは、５°〜１２°の範囲内であり、好ましくは、約８°であることを特徴とする請求項２５に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
27. 上記砥石車の軸のポジショニングは、異なる角度に調節するために、レールの長手方向に垂直な平面から置き換え可能であることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
28. 上記砥石車の軸のポジショニングは、上記砥石車の軸とレールの対称面を走行通過する平面とのなす角度βが、９０°、または７０°〜９０°の間であることを特徴とする請求項２４〜２７のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
29. 磨耗に依存して、レールに向かう方向における、砥石車を再調整するための手段が備えられており、上記手段は、好ましくは、上記砥石車の直径を測定するための計測システムを有していることを特徴とする請求項２４〜２８のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
30. 少なくともレールの走行表面の側面を有する砥石とその長手方向とがなす角度は、レールを研磨する砥石車に対して、上記角度αと角度βと同じであることを特徴とする請求項２４〜２９のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
31. レールを動かすための手段は、上記レールの縦の軸の方向に砥石車を通り過ぎることを特徴とする請求項２４〜３０のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
32. 上記手段は、レールの走行表面に対する方向に向けられたガイドと、上記ガイドに対してレールを押しつけるプレス装置とを備えていることを特徴とする請求項３１に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
33. 上記ガイドは、振動を減衰させるものであることを特徴とする請求項３２に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
34. レールの側面のガイドは、レールのガイド表面に対する方向に向けられており、上記側面のガイドに対してレールを押しつけるためのプレス装置も同様に設けられていることを特徴とする請求項３２または３３に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
35. 上記砥石車は、設置されたレールに沿って置き換え可能な移動手段を備えていることを特徴とする請求項２４〜３０のいずれか１項に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。
36. 上記移動手段は、ほぼ垂直に、かつほぼ水平に、また走行表面およびガイド表面にてレールとかみ合っている、上記砥石車のかみ合わせを制限するガイドを備えていることを特徴とする請求項３５に記載のレールの走行表面を研磨するための方法を実行するための装置。