JPH04254601A - 鉄道の線路上でレールを中立化させるための方法及び装置 - Google Patents

鉄道の線路上でレールを中立化させるための方法及び装置

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JPH04254601A
JPH04254601A JP3266722A JP26672291A JPH04254601A JP H04254601 A JPH04254601 A JP H04254601A JP 3266722 A JP3266722 A JP 3266722A JP 26672291 A JP26672291 A JP 26672291A JP H04254601 A JPH04254601 A JP H04254601A
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JP
Japan
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rail
heating
temperature
neutralizing
rails
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JP3266722A
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English (en)
Inventor
Antoine P Scheuchzer
ショイヒツァー アントワーヌ、パスカル
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.)
FILS AUGUSTE SCHEUCHZER SA
Original Assignee
FILS AUGUSTE SCHEUCHZER SA
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Publication date
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Application filed by FILS AUGUSTE SCHEUCHZER SA filed Critical FILS AUGUSTE SCHEUCHZER SA
Publication of JPH04254601A publication Critical patent/JPH04254601A/ja
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/18Reconditioning or repairing worn or damaged parts on the spot, e.g. applying inlays, building-up rails by welding; Heating or cooling of parts on the spot, e.g. for reducing joint gaps, for hardening rails
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/16Transporting, laying, removing, or replacing rails; Moving rails placed on sleepers in the track
    • E01B29/17Lengths of rails assembled into strings, e.g. welded together

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)
  • Escalators And Moving Walkways (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道の線路上でレール
を中立化させるための方法および装置に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】鉄道線路に新しい線路を敷設す
るに先だってレールを中立化させるための方法および装
置はすでに提案されている。この装置は、本出願人スイ
ス特許出願2350/90および2351/90に開示
されているように、古いレール上を走行するための車輪
を備えた加熱用搬送体と、新しいレールを中立化させる
ために該搬送体の前進中に該新しいレールが通り抜ける
ように構成された少なくとも1ケの加熱用トンネルと、
該新しいレールの温度を測定し制御するための手段とで
、構成される。
【0003】本発明の目的は、好適に、効率よく、また
、容易に実施できる鉄道の線路上でレールを中立化させ
るための方法および装置を提供しようとするものである
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を構成するため
、本発明にもとづく方法は、請求項1の加熱に先だって
レールの温度値を連続的に測定すると共に、少なくとも
1ケの加熱素子をレールに沿って連続的に通過させ、上
記レールに対する加熱素子が通過する速度値、及びレー
ルの加熱後から線路上に固定される瞬間までレールの温
度の変化値を夫々測定し、上記加熱素子の加熱を、これ
らの測定値の関数として制御し作動させることを特徴と
するものである。
【0005】また、この発明にあっては、新しいレール
をそれに固定する場所で中立化させるための好適な温度
に到達せしめるために請求項2の加熱域の終わりと中立
化されたレールが線路上に固定される場所との間の距離
(L)が、加熱素子が通過する所与の温度に対し、新し
いレールの表面と芯部の間の温度差が指定値を越えない
ように選定されると共に、固定域内での新しいレールの
温度が所与の公差内で所望の温度に対応するように選定
される。
【0006】レールの加熱は、好ましくは高周波誘導に
よって行われるが、電気抵抗またはガスを用いて行って
もよい。
【0007】さらに、本発明にもとづく装置は、請求項
6の誘導子(12、13、14)の形態をとり、中立化
させるレール(R2)が通過するように構成された少な
くとも1ケの加熱素子と、該誘導子に高周波で動力を供
給するために該誘導子に接続される少なくとも1ケのイ
ンバーター(15、16)と、該レール(R2)の通過
速度を測定するための装置(18)と、該レールの加熱
前後に配設され、該レール(R2)の固定場所までの冷
却状態の変化を、測定するセンサー(19、20)と、
前記インバーター(15、16)と通過速度測定装置(
18)およびセンサー(19、20)が接続される電子
制御装置(17)と、電子制御装置(17)に接続され
る外部情報および設定値用の入力装置(21、22)と
、が加熱用の搬送体(1)上に取り付けられていること
を特徴とするものである。
【0008】
【実施例】以下、添付図面に示す実施例を参照して、高
周波加熱を用いた方法を実施するための装置を説明する
【0009】図1および図2を参照して、まず搬送体1
の第一実施例について簡単に説明する。搬送体1上には
加熱トンネル5、5’内に組み込まれた加熱装置が設置
される。搬送体1は、矢印の方向に古いレールR1上を
走行し、あらかじめ鉄道線路に沿って置かれている新し
いレールR2を上に揚げ、敷設直前に加熱して中立化さ
せ、また、同時に古いレールを線路から取り外す作業を
行うように設計されたものである。この作業は、本出願
人が提案したスイス特許出願23501/90に記載さ
れているごとく進められる。図1には図示しないが、搬
送体1の後ろには、本出願人が提案したスイス特許出願
23511/90に記載されているごとく、外された古
いレールR1が線路から取り除かれ、新しいレールR2
が敷設される。図4および図5にはこの状態が示されて
いる。
【0010】搬送体1は、2本の車軸3aを備える先導
ボギー3および同じく2本の車軸4aを備える後方ボギ
ー4によって支えられる本体2を有する。これら車軸3
a、4aの間には、新しいレールR2の各々が延びる方
向に2本の加熱トンネル5、5’が設置されている(図
2)。
【0011】図2に示すように、これら2本のトンネル
5、5’は、線路の中心線上に配置され、また本体2の
下に懸架される共通のホールダー6の中に取り付けられ
る。これらホールダー6は、共通の中央壁6bによって
仕切られる2ケの側壁6aによって形成される。ホール
ダー6のこれら3ケの壁はその上部で合体し、また、本
体2から懸架される枠部6cから特定の間隔で、延設さ
れた延長部となっており、これらの構成から、トンネル
は本体2及び線路に対して、その中心線が一致する状態
に置かれる。中立化されるレールR2の加熱は、高周波
誘導によって行われる。加熱のため、レールR2は、一
巻コイル状に形成され、かつ、インバーターに接続され
てなる誘導子12の内側を通り、トンネル5、5’の壁
6a、6b内に配設された該誘導子12の案内ローラー
7上を動かされる。
【0012】これらトンネル5、5’は、中立化される
レールR2の経路が道床から20〜40cm、好ましく
は、25〜30cmの距離で車軸3a、4aの下にくる
ように配置される。このように配置すれば、レールをき
わめて高く、例えば、車軸の上方に持ち上げる必要がな
く、従ってレールの処理及び案内を容易に行うことがで
きる。
【0013】トンネル5、5’の両側には、作業台が配
設されており、該作業台は、ジャッキ9a、10aによ
って搬送体の本体2から懸架される引き込み式プラット
ホーム9、10内に配設されていると共にその上には、
例えば、自動枕木用ねじ回しなどの自動または手動の取
り外し装置、および枕木から古いレールの止め金具を取
り除きまたは取付具を外す作業員のための移動式座席9
c、10c、が配設されている。
【0014】搬送体1の前には、あらかじめ線路の中央
または線路の両側に置かれている新しいレールR2をつ
かむための把持手段8が設置される。これら把持手段8
により、レールR2をつかんで加熱トンネル5、5’の
中に導くことができる。
【0015】搬送体1の後ろには、トンネル5、5’の
出口で加熱された新しいレールR2をつかんで線路上に
導くレール・リフター11が配設される。新しいレール
R2は、古いレールR1が取り除かれた後、既知の手段
により枕木上に敷設され固定される。
【0016】次に、図3のブロック線図を参照して、高
周波誘導によって鉄道レールを中立化させる装置につい
て説明する。
【0017】この加熱装置は、加熱用の搬送体1上に取
り付けられ、各トンネル5、5’内に分配される数個の
誘導子によって形成される加熱域を有する。  この実
施例では、3ケの誘導子12、13、14が前後に配設
され、その各々は、長さ1mの中空の銅管として作られ
た一巻きコイルにより既知の方法で形成される。これら
は、あらかじめ製造された同一構造のモジュールであり
、従って、必要に応じてこれらモジュールの数をかえる
ことにより、所望の加熱域を構成することができる。
【0018】誘導子3ケのみを用いて長さ3mとした場
合には、トンネル5、5’が図1に示す場合に比べ短く
できる。
【0019】誘導子12、13、14には、2ケのイン
バーター15、16によってそれぞれ100kw、20
0kwで1000Hzの電力が供給される。誘導子12
は、100kwのインバーター15に接続され、誘導子
13、14は、200kwのインバーター16に接続さ
れるが、これにより温度の調節を柔軟に行うことができ
る。またさらに、図示しないが、冷却機セットを配設し
、閉回路内で、作業用車両の外部から連続的に水を注入
させずに、中空の巻きを通って冷水を循環させることで
、誘導子の確実な冷却が図られる。
【0020】もちろん、図1及び図2に示されるごとく
、トンネル5、5’の各々の中に誘導子の3ケのモジュ
ールを備えた加熱装置が配設され、上に述べたごとく新
しい各レールR2がその中を通過する。
【0021】インバーター15、16は、電子制御装置
17に接続される。各トンネル5、5’内の誘導子12
、13、14の前には、搬送体1に対するレールR2の
通過速度を測定するための装置18および加熱される前
のレールR2の温度を測定するためのセンサー19が設
置される。図3には、加熱域の終わり、即ち誘導子14
の後端から距離Lのところに、新しいレールR2を固定
するための域ZFが示せれている。この距離L内には、
一定間隔で、レールの温度を測定するための複数のセン
サー20が設置され、レールの冷却状態が感知される。 通常、最後の誘導子14の後端はトンネル5、5’の後
端と一致する。
【0022】従って、装置18、19、20の各出力が
接続される電子制御装置17は、レールR2の速度およ
び温度の状況に関する全ての情報を受け取ることになる
。さらに、この電子制御装置17は、入力装置21から
外部情報を受け取り、また、操作スタッフに適合して構
成される操作員制御インターフェース23を介して入力
装置22から設定値を受け取る。外部情報は、すべての
重要な外部要因、すなわち、レールの輪郭やレールが作
られている鋼鉄の種類、外部温度および必要な場合には
レールの冷却温度に影響する可能性のある他の要因(雨
、風等)からなる。
【0023】この電子制御装置17には、また、出力装
置として、作業計画案を印刷するための装置25および
温度プロファイルや工程の状態を視覚的に示すための光
学装置25も接続される。
【0024】電子制御装置17は、温度測定値の処理や
加熱の調節、加熱する前のレールの温度値、レールに対
する加熱素子の通過速度値及び加熱後の線路上への固定
に至るまでのレールの温度変化値に応じた工程の管理お
よび制御を行う。
【0025】レール全体が、その全断面を通じて均一に
加熱されるようにするためには、加熱後一定時間待機し
、冷却段階で温度がレール全体を通じて等しくなるよう
にすることが必要である。そのためには距離Lが重要な
意味をもち、この距離は、加熱素子を通過する所与の温
度に対して新しいレールの表面と芯部の温度差が指定値
を越えないように選定され、また、固定域ZF内での新
しいレールの温度が所与の公差内で所望の温度に対応す
るように選定される。
【0026】通常、固定作業中の中立化の温度は25±
0.5℃であることが必要である。温度の等化に関して
は、例えば、通過温度を毎分6mとし、距離をそれぞれ
L=8m、L=10.5m、L=17m、L=21mと
した場合、レールの表面と芯部との間の温度差は、百分
率偏差で表して、それぞれ8%、6%、4%、3%とな
ることが知られている。したがって、25℃で表面/芯
部の温度差の絶対偏差を4%、すなわち±1℃と設定す
れば、170秒間に6m/minの移動速度で通過する
距離に対応する長さL=17mを設定することが必要と
なる。したがって、距離Lは、主として表面と芯部の間
の温度の許容偏差および変位速度によって決まる。
【0027】図4および図5は、後ろに新しいレール組
み立て用搬送体2のついた比較的短い加熱用トンネル5
a、5bを有する加熱用の搬送体1の第2実施例を示す
【0028】加熱用の搬送体1の部品中、前記第1実施
例の部品に対応するものは同一の符号で示す。この実施
例では加熱用トンネルは第1実施例よりも短く構成され
る。
【0029】搬送体1(図4)は、先導ボギー3と後方
ボギー4を備え、古いレールR2上を走行し、本体2を
有する。この本体2は、キャビン2aと、各加熱用トン
ネルの誘導子に高周波の電力を供給するインバーターを
収容するコンパートメント2bと、誘導子を冷却するた
めの冷却機セットを、収容するコンパートメント2cと
、燃料油用タンク2dとインバーターに電力を供給する
発電機セット2eと、誘導子に接続されるコンデンサー
・セット2fと、を有する。あらかじめ線路の中央に置
かれた新しいレールR2は、搬送体1の前部で把持手段
8によって捕捉され、案内ローラー28上に置かれる。 案内ローラー28は搬送体1の枠に固定され、また、新
しいレールR2がそれに沿って車軸3a、3bの下方で
、ボギー3、4の車輪の間を通過できるように配置され
る。
【0030】加熱用トンネルは、搬送体1の後端部の線
路の中央にある共通のホールダーの中に設置される(図
6)。この実施例では、トンネルは、枠29に固定され
た2つの部分5a、5bに分割されており、一方は後方
ボギー4の前に配置され、他方後方ボギー4の後ろに配
置される。部分5aは、各長さ1mの2ケの誘導子ユニ
ットを有し、したがってその長さはわずかに2mである
のに対して、部分5bは、長さ1mの1ケの誘導子ユニ
ットのみを有する。各誘導子は、一巻きコイル状に形成
され、また、一組のコンデンサー・セットに接続される
。このコイルおよび前記コンデンサーによって構成され
る発振回路には、インバーターから電力が供給される。 トンネルの長さが短いために、レールR2は、トンネル
内部では案内される必要がなく、自由にその中を通り抜
けることができる。もちろん、各トンネル部分は、部分
5a、5a’に関して図6に示すように、2本のレール
の各々のための互いに横に並んだ2ケの区画を有し、ま
た、これらの区画には、2本のレールを取り囲む誘導子
12が配設される。正しく中心を通って案内が行われる
ように、トンネルの各部分には、その部分を通るレール
R2の上に乗って走るローラー7aを配設することがで
きる、なお、これらローラーは、それぞれ誘導子の前後
および誘導子の間に配設される。これらトンネル部分は
、自分の位置を調節できるように、枠29に対して僅か
に移動可能に枠29から懸架される。
【0031】図7のバリエーションにもとづけば、各レ
ール用に配設されるトンネルの2つの区画5a、5a’
は、互いに間隔をおいて配置されていると共に、横木2
7によって連結され、また、ジャッキ29aによって枠
29から懸架される。したがって搬送体が軽装で走行す
るときには上方への持ち上げが可能となる。各トンネル
には、レールR2の上に乗るローラー7aのみでなく、
レールの両側にも側方案内のためのローラー7bが配設
される。
【0032】古いレールR1を取り外すために、枠29
から懸架された2基のプラットホーム9、10上に取り
外し装置が配設される。これらプラットホームには、取
付け具を分解するための工具、例えば、自動枕木用ねじ
回しが、配備されていると共に、レールR1上を走行す
るために車輪9d、10dが配設される。
【0033】搬送体1は、取り外された古いレールR1
用のレール案内33、レールR1を持ち上げ(図4参照
)てわきへ動かす(図4a参照)レール・リフター31
aとレールR1を持ち上げている間に枕木が道床から離
れるのを防ぐために枕木上を走行する無限軌道コンベヤ
ー32とを、後部に備える。車枠30は、枠29上の滑
り棒上を走行するローラー30aにより搬送体内部に向
けて移動させることができる。
【0034】組み立て用の搬送体40(図5)は、ボギ
ー35、36を有し、ボギー35の前方の枕木上の正し
い位置に敷設された新しいレールR2上を走行する。そ
のため、この搬送体40の前部には、図5aに示すよう
に、片持ち支持された車枠37が配設されており、該車
枠37には、レールR2を固定位置へ向けてわきへ動か
すためのレール・リフター39をのせた調節可能な支持
部が備えられている。尚、この車枠37は、枠40aの
滑り棒上を走行するローラー37aにより、搬送体の内
部に向けて移動させることができる。
【0035】搬送体40の枠40aの下方には、搬送体
の前部に置かれて上端からレールR2を覆う補助加熱用
トンネル5cとレールR2を枕木T上に置くための他の
レール・リフター39aと、が取り付けられる。この補
助加熱用トンネル5cは、固定に先立って既にトンネル
5a、5bを離れたレールR2を再加熱するために作業
が中断された後はじめて作動する。
【0036】搬送体1および40の間の接続部41は、
電線と冷却用ダクトを有し、補助加熱用トンネル5cに
電力を供給する。
【0037】搬送体40は、さらに、前部キャビン42
および後部キャビン43と、発電機セット44と、2基
のプラットホーム45上の組み立て作業台と、を備える
。これらプラットホームは、枠40aから懸架され、例
えば自動枕木用ねじ回し46などの取付け具の組み立て
用工具と、レールR2上を走行するための車輪45aと
、を備える。古いレールR1は、案内ローラー47によ
って案内され、図5aに示すごとく線路脇に置かれる。
【0038】搬送体40の後部には、搬送体1の取り外
し装置によって分解されて線路上に置かれた止め金具を
収拾するための手段48が配設される。これら止め金具
は、コンベヤー48aによって貯蔵部49及びコンベヤ
ー50によってプラットホーム45上の止め金具ユニッ
トへと送られる。
【0039】図8は図4および図5の搬送体1および4
0用に構成された装置のブロック線図を示し、図3に示
すものときわめて類似している。このため、同じ装置は
同一の符号で示し、その説明は省略する。図3に比して
修正された点は次の通りである。
【0040】出力50kWrmsのインバーター15a
は、トンネルの各部分5aに取り付けられた2ケの誘導
子12、13に電力を供給し、出力100kWrmsの
インバーター16aは、トンネルの各部分5bに取り付
けられた誘導子14あるいは搬送体40の前部のトンネ
ルの各部分5eに取り付けられた補助誘導子26に電力
を供給する。インバーター27は、インバーター16a
と誘導子14または26の間の接続を可能にする。この
実施例では、各インバーターは2kHzで作動する。各
誘導子は、モジュール化されており、中空の一巻きコイ
ルで形成され、その長さは1mである。
【0041】もちろん、本発明にもとづく方法は、上に
説明したもの以外の装置を用いて実施することができる
。とくに熱源には異なるものを用いることができる。 誘導加熱は、好適な加熱方法ではあるが、とくに電気抵
抗による加熱あるいはガスによる加熱で置換することが
できる。
【0042】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、レールが寒気の中で破断したり暑さで歪む
ことがないようにレールを中立化させる加熱処理を鉄道
の線路上で、きわめて効率よく容易に実施することがで
きる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にもとづく方法を実施することが可能な
2ケの高周波加熱トンネルを備えた加熱用搬送体の略図
である。
【図2】トンネルのみを示した拡大断面図である。
【図3】本発明にもとづく高周波誘導加熱用装置の制御
に関するブロック線図である。
【図4】
【図5】中立化された新しいレールを固定させるための
組立て用搬送体が後ろに付いた加熱用搬送体の第2実施
例を示す図である。
【図4a】
【図5a】古いレールおよび新しいレールの位置と交換
中のこれらレールの側方への変位並びに搬送体の若干の
構成部品を示すための線路の平面図である。
【図6】
【図7】2つの異なるバリエーションにもとづく図4の
トンネルの拡大断面図である。
【図8】図4および図5にもとづく装置に用いられる加
熱装置の制御に関するブロック線図である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  加熱に先だってレールの温度値を連続
    的に測定すると共に、少なくとも1ケの加熱素子をレー
    ルに沿って連続的に通過させ、上記レールに対する加熱
    素子が通過する速度値、及びレールの加熱後から線路上
    に固定される瞬間までレールの温度の変化値を夫々測定
    し、上記加熱素子の加熱を、これらの測定値の関数とし
    て制御し作動させることを特徴とする鉄道の線路上でレ
    ールを中立化させる方法。
  2. 【請求項2】  請求項1に記載の方法において、加熱
    域の終わりと中立化されたレールが線路上に固定される
    場所との間の距離(L)が、加熱素子が通過する所与の
    温度に対し、新しいレールの表面と芯部の間の温度差が
    指定値を越えないように選定されると共に、固定域内で
    の新しいレールの温度が所与の公差内で所望温度に対応
    するように選定されることを特徴とする鉄道の線路上で
    レールを中立化させる方法。
  3. 【請求項3】  請求項1または請求項で記載の方法に
    おいて、加熱が高周波誘導によって行われることを特徴
    とする鉄道の線路上でレールを中立化させる方法。
  4. 【請求項4】  請求項1または請求項2に記載の方法
    において、加熱が電気抵抗によって行われることを特徴
    とする鉄道の線路上でレールを中立化させる方法。
  5. 【請求項5】  請求項1または請求項2に記載の方法
    において、加熱がガスによって行われることを特徴とす
    る鉄道の線路上でレールを中立化させる方法。
  6. 【請求項6】  誘導子(12、13、14)の形態を
    とり、中立化させるレール(R2)が通過するように構
    成された少なくとも1ケの加熱素子と、該誘導子に高周
    波で動力を供給するために該誘導子に接続される少なく
    とも1ケのインバーター(15、16)と、該レール(
    R2)の通過速度を測定するための装置(18)と、該
    レールの加熱前後に配設され、該レール(R2)の固定
    場所までの冷却状態の変化を測定するセンサー(19、
    20)と、前記インバーター(15、16)と通過速度
    測定装置(18)およびセンサー(19、20)が接続
    される電子制御装置(17)と、電子制御装置(17)
    に接続される外部情報および設定値用の入力装置(21
    、22)と、が加熱用の搬送体(1)上に取り付けられ
    ていることを特徴とする鉄道の線路上でレールを中立化
    させるための装置。
  7. 【請求項7】  請求項6に記載の装置には、さらに、
    上記電子制御装置(17)に接続される印刷装置(24
    )および光学表示装置(25)が付設されていることを
    特徴とする鉄道の線路上でレールを中立化させるための
    装置。
  8. 【請求項8】  請求項6または請求項7に記載の装置
    は、組み立て用の搬送体(2)の前部あるいは加熱用搬
    送体(1)上に設置されるインバーター(16a)によ
    って電力が供給される補助誘導子(26)を有すること
    を特徴とする鉄道の線路上でレールを中立化させるため
    の装置。
  9. 【請求項9】  請求項6ないし請求項8のいずれか一
    項に記載の装置において、該装置が、中空の一巻コイル
    により形成される複数の誘導子(12、13、14)を
    有し、該誘導子はモジュールとしてあらかじめ製造され
    ていると共に、該巻きを通る冷たい液体の循環によって
    冷却されることを特徴とする鉄道の線路上でレールを中
    立化させるための装置。
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