WO2004083524A1 - Vorrichtung zum bearbeiten der laufflächen von schienen durch umfangsschleifen - Google Patents

Vorrichtung zum bearbeiten der laufflächen von schienen durch umfangsschleifen Download PDF

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WO2004083524A1
WO2004083524A1 PCT/EP2004/002884 EP2004002884W WO2004083524A1 WO 2004083524 A1 WO2004083524 A1 WO 2004083524A1 EP 2004002884 W EP2004002884 W EP 2004002884W WO 2004083524 A1 WO2004083524 A1 WO 2004083524A1
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WO
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grinding
rail
running surface
upper running
rails
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/002884
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lars Grüner
Original Assignee
Stahlberg Roensch Gmbh & Co. Kg
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.)
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Publication date
Application filed by Stahlberg Roensch Gmbh & Co. Kg filed Critical Stahlberg Roensch Gmbh & Co. Kg
Priority to JP2006504745A priority Critical patent/JP4586016B2/ja
Publication of WO2004083524A1 publication Critical patent/WO2004083524A1/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
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/12—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
    • E01B31/17—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails by grinding

Definitions

  • the invention relates to a device for machining the running surface of rails by circumferential grinding with a grinding frame which can be adjusted to the running surface of the rail and is movable along the rail and which has at least one freely rotatable grinding wheel for circumferential grinding with an axis of rotation including an acute angle to the longitudinal direction of the rail.
  • Prolonged use shows signs of wear on rails in train tracks. These mainly consist of material shifts in the rail and cracking in the rail body.
  • the material displacements caused by forces on the rail caused by the pulling wheel cause two wear phenomena. Firstly, the material of the rail is shifted. This means that material is shifted on the rail body from the side on which the train's wheel runs to the other side, and there is a change in profile which adversely affects rail operation. On the other hand, the material is shifted lengthways, which leads to the formation of undulations in the longitudinal direction of the rail. These ripples have a disruptive effect on the driving operation, lead to an increased formation of driving noises and thus noise pollution and are therefore undesirable.
  • a simple and effective measure with which all the described errors or changes to the rails can be eliminated or treated is the grinding of the rails.
  • the running surface of the rail is usually ground down by a measure of about 5/100 mm and material shifts are compensated for, and any microcracks that arise are ground flat.
  • the device shown in EP 0 708 205 B1 still has a disadvantage that can be improved.
  • the grinding process is hindered when passing switches, track crossings and similar track components.
  • the abrasive bodies shaped as shown in EP 0 708 205 B1 remain when passing through the switch on the outside of the rail (that of the second rail) of the side facing away from the track) hang the grinding surface section covering the side edge on the heart of the switch or the tongue. This leads to damage to the grinding wheel and / or the switch.
  • the device when grinding the rails, the device must be braked in front of each switch or a similar track component and the grinding element or grinding elements must be lifted off the rail. In addition to a processing delay, this means that the rails in switches and similar track components can not be ground, the rail wear with all the disadvantages described above can not be remedied.
  • the invention has for its object to further develop a device of the type mentioned in such a way that switches and similar track components can also be processed with it without a significant reduction in the working speed is required.
  • a grinding surface for machining the grinding wheel of the grinding body has a contour covering only the upper running surface of the rail and / or one of the two lateral edges of the rail adjoining the upper running surface having.
  • the invention is based on the knowledge that it is sufficient for a grinding treatment to grind only the upper running surface actually used by a track wheel and possibly the running edge driven by the track wheel.
  • a grinding treatment to grind only the upper running surface actually used by a track wheel and possibly the running edge driven by the track wheel.
  • only the inner edges of the rails facing the respective opposite rail are driven over and subjected to corresponding stress.
  • the outer edges of the rails are not driven on by the track wheel and therefore experience significantly less stress, which does not require grinding of these edges.
  • the grinding body according to the invention now has a grinding surface which has a contour covering only the upper running surface of the rail and / or one of the two side edges adjoining the upper running surface laterally, namely in practice the inner or running edge of the rail , the disabilities mentioned are avoided when a switch is passed or when a similar track component is passed through, and the device can also grind the rails in areas with such track components at an increased rate of advance.
  • the grinding bodies to be used according to the invention can be dimensioned smaller due to the smaller grinding surface compared to the grinding bodies known from EP 0 708 205 B1.
  • the grinding wheels are expensive to manufacture, the manufacturing costs increasing with increasing size of the grinding wheel.
  • the use of smaller abrasives therefore means cost savings in production. Since the grinding wheels are naturally wearing parts that have to be replaced regularly, the smaller grinding wheels result in a cost advantage also in terms of operating and maintenance costs.
  • the at least one grinding wheel is preferably rotationally symmetrical to its axis of rotation.
  • the at least one grinding body is preferably supported in relation to the grinding frame in the direction of a pressing force directed against the running surface of the rail by means of a spring body which can optionally be bridged by a rigid support.
  • the resilient support of the grinding wheel causes an increase in the contact pressure depending on the spring characteristics of the spring body in the region of wave crests of the ripple of the rail described above, so that to a certain extent there is a self-regulation of the pressing force of the grinding wheel on the running surface of the rail depending on the respective height error.
  • this alternative option of the grinding wheel is not always desirable.
  • the spring body can optionally be bridged by a rigid support.
  • At least two grinding bodies are arranged in the grinding frame, of which a first a grinding surface with a contour shaped for grinding the upper running surface of the rail and a second a grinding surface with a side edge shaped for grinding the one side edge adjoining the upper running surface of the rail Has contour.
  • the grinding wheels are designed for simultaneous gripping on the rail.
  • a possible embodiment of the two grinding bodies used for grinding individual areas of the running surface of the rail is that the first grinding body has an essentially conical frustum-shaped, possibly slightly concave grinding surface in the axial direction of the grinding body, and that the second grinding body has a grinding surface that results from A first substantially frustoconical, possibly slightly concave section in the axial direction of the grinding wheel and a second section adjacent to the first section in the axial direction of the grinding wheel, in which the grinding surface is curved concavely as seen in the axial direction of the grinding wheel.
  • the first grinding wheel is manufactured as a truncated cone and is used to grind the upper running surface of the rail. Due to the grinding insert, a slightly concave profile complementary to the curvature of the upper running surface of the rail will be ground into the grinding surface of the first grinding body. Such a slightly concave profile can already be formed in the grinding surface of the first grinding body during manufacture.
  • the truncated cone shape of the first grinding wheel has proven to be advantageous with regard to the profile of the upper running surface ground with this grinding wheel.
  • the second grinding body has a grinding surface divided into two sections. In a first section, the second grinding body is also frustoconical in shape. This section is followed by a second section, in which the second grinding body has a “collar” that extends concavely outwards. This design of the second grinding body is well suited for grinding the edge of the tread, in particular the inside or driving edge.
  • the first section of the grinding surface of the second grinding body is preferably shorter in the axial direction than the width of the upper running surface to be machined.
  • the axial length of the grinding surface of the first grinding body which extends over essentially the entire width of the upper running surface of the rail, ensures that the entire upper running surface can be ground with this.
  • the frustoconical section is shorter, which leads to a smaller dimensioning of the grinding body with the associated cost advantages.
  • grinding wheels can be arranged one behind the other in the grinding frame in the longitudinal direction of the rail, but their axes of rotation in an essentially horizontal plane are alternately rotated by an angle of between 60 ° and 120 °, preferably approximately 90 °, to one another and at an acute angle to the longitudinal direction of the rail are aligned.
  • an arrangement cannot be constructed as compactly as the one described above, it has advantages with regard to the grinding result.
  • further possible structural features such as, in particular, the provision and arrangement of dressing bodies or the possibility of providing a braking device for the grinding bodies, reference is made to the description of EP 0 708 205 B1 mentioned.
  • FIG. 1 shows a grinding wheel of a device according to the invention for grinding the upper running surface placed on a rail in a schematic representation
  • FIG. 2 is a top view of the arrangement shown in FIG. 1,
  • Fig. 3 is a representation corresponding to the representation in Fig. 1 with a grinding body for grinding the edge of the tread and
  • Fig. 4 is a plan view of the arrangement shown in Fig. 3.
  • FIG. 1 schematically shows an abrasive body 10 forming an essential part of the device according to the invention as it is placed on a rail 1.
  • FIG. 2 shows a top view of the arrangement shown in FIG. 1.
  • the grinding body 10 is mounted with its axis of rotation 11 in a grinding frame (not shown) of a grinding device according to the invention, and is rotationally symmetrical with respect to this axis of rotation 11.
  • the grinding wheel 10 is frustoconical with a grinding surface 12 that is slightly concave in the axial direction slight concave curvature can already be provided in the grinding body 10 during its manufacture.
  • the grinding body 10 is preferably manufactured as a truncated cone, and the concave curvature is first introduced into the grinding surface 12 as a complementary curvature for the curvature of the upper running surface 2 by grinding the rail 1.
  • the axis of rotation 11 of the grinding body 10 is arranged horizontally and is set at an acute angle ⁇ to the longitudinal direction 5 of the rail. In the exemplary embodiment shown, the angle ⁇ is 40 °.
  • the diameter of the grinding wheel is 200 mm.
  • the grinding body 10 With its grinding surface 12, the grinding body 10 only covers the upper running surface 2 of the rail 1, the edges 3, 4 of the running surface are not covered by the grinding body 10.
  • the freely rotatably mounted grinding body 10 is drawn in this direction in the inclined position to the longitudinal direction 5 of the rail, which results in a grinding effect according to the principle described in EP 0 708 502 B1.
  • FIG. 2 schematically shows a second grinding body 20 contained in the device according to the invention as it is placed on a rail 1.
  • FIG. 2 shows a top view of the arrangement shown in FIG. 1.
  • the grinding wheel 20 is also rotatably mounted with its axis of rotation 21 in a grinding part (not shown) of a grinding device according to the invention and is rotationally symmetrical to this axis of rotation 21.
  • the grinding body 20 has a grinding surface 22 which is composed of two sections. In a first section 23 it corresponds to the outer surface of a truncated cone. In a second section 24 it is concavely curved outwards and thus forms a collar 25 of the grinding body 20.
  • the grinding body 20 encompasses the inner edge 3 of the rail 1 during operation and grinds it.
  • the axis of rotation 21 of the grinding body 20 is arranged horizontally and set at an acute angle ⁇ to the longitudinal direction 5 of the rail.
  • the angle ⁇ is 72 ° in the exemplary embodiment shown.
  • the diameter of the grinding wheel is 200 mm.
  • the freely rotatably mounted grinding body 20 is also pulled in this direction during operation in the inclined position shown to the longitudinal direction 5 of the rail, which also results in a grinding effect for this grinding body 20 according to the principle described in EP 0 708 502 B1.
  • a device In a device according to the invention, several of the grinding bodies 10 and 20 are combined in a row in the longitudinal direction 5 of the rail, each arranged at an acute angle to the rail 1.
  • the device is designed in such a way that differently shaped grinding bodies 10 and 20 act simultaneously on a rail for machining different areas of the tread.
  • a device according to the invention can furthermore have units arranged in parallel for simultaneously processing the two rails of a track.
  • the grinding bodies 10, 20 can be arranged as shown in the exemplary embodiments of EP 0 708 502 B1 on the basis of grinding bodies with a known geometry, but they can also be arranged at an angle of between 60 ° and 120 °, preferably about 90 °, Rotation axes 11, 21 rotated relative to one another in a horizontal plane.

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Lauffläche (2, 3, 4) von Schienen (1) durch Umfangsschleifen mit einem an die Lauffläche (2, 3, 4) der Schiene (1) anstellbaren und entlang der Schiene (1) verfahrbaren Schleifgestell, welches wenigstens einen frei drehbar gelagerten Schleifkörper (10) zum Umfangsschleifen mit einer zur Schienenlängsrichtung (5) einen spitzen Winkel einschließenden Drehachse (11) aufweist, angegeben. Um zu ermöglichen, daß mit der Vorrichtung auch Weichen und ähnliche Gleisbauelemente mit bearbeitet werden können, ohne daß dafür eine wesentliche Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit erforderlich ist, weist eine Schleiffläche (12) für die Schienenbearbeitung des Schleifkörpers (10) eine lediglich die obere Lauffläche (2) der Schiene (1) und/oder eine der beiden sich seitlich an die obere Lauffläche (2) anschließende Seitenkanten (3) der Schiene (1) überdeckende Kontur auf.

Description

Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen durch
Umfangsschleifen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Lauffläche von Schienen durch Umfangsschleifen mit einem an die Lauffläche der Schiene anstellbaren und entlang der Schiene verfahrbaren Schleifgestell, welches wenigstens einen frei drehbar gelagerten Schleifkörper zum Umfangsschleifen mit einer zur Schienenlängsrichtung einen spitzen Winkel einschließenden Drehachse aufweist.
Durch längere Nutzung zeigen sich bei Schienen in Bahngleisen Verschleißerscheinungen. Diese bestehen in der Hauptsache in Materialverschiebungen in der Schiene sowie Rißbildung im Schienenkörper.
Die aufgrund von beim Befahren durch das Zugrad auf der Schiene hervorgerufenen Kräfte verursachten Materialverschiebungen führen dabei ∑u zwei Verschleißphänomenen. Zum einen wird das Material der Schiene querverschoben. Das heißt, auf dem Schienenkörper wird Material von der Seite, auf der das Rad des Zuges läuft, zu der anderen Seite verschoben, es kommt zu einer Profilveränderung, welche den Schienenbetrieb nachteilig beeinträchtigt. Zum anderen wird das Material längsverschoben, was zur Ausbildung von Welligkeiten in der Schienenlängsrichtung führt. Diese Welligkeiten wirken sich störend auf den Fahrbetrieb aus, führen zu einer erhöhten Bildung von Fahrgeräuschen und damit Lärmbelastung und sind daher unerwünscht.
Zur Vermeidung eines übermäßigen Abriebs und einer verfrühten Verformung der Schienen durch Materialverschiebung wurden die Stähle, aus denen die Schienen geformt werden, in jüngerer Vergangenheit immer härter legiert. Dies führte neben den erwünschten Verringerungen des Abriebverschleißes und der Materialverformung allerdings zu einer erhöhten Neigung der Schienen zur Rißbildung. Risse in den Schienen bilden sich dabei zumeist ausgehend von der Lauffläche und breiten sich bei fehlenden Gegenmaßnahmen tiefer in das Schienenmaterial hinein aus. Solche Risse in den Schienen sind, insbesondere für die modernen Hochgeschwindigkeitszüge, gefährlich, sie können zu Unfällen führen. So sind z. B. schwere Bahnunglücke in Großbritannien auf durch derartige Risse verursachte Schienenbrüche zurückzuführen. Eine frühzeitige Behandlung / Beseitigung der sich bildenden Risse ist daher für die Betriebssicherheit der Schienen bzw. Gleisanlagen von großer Wichtigkeit.
Eine einfache und effektive Maßnahme, mit der alle geschilderten Fehler bzw. Veränderungen an den Schienen beseitigt bzw. behandelt werden können, ist das Abschleifen der Schienen. Dabei wird die Lauffläche der Schiene, in der Regel um ein Maß von etwa 5/100 mm, abgeschliffen und Materialverschiebungen ausgeglichen, und entstehende Mikrorisse werden plan geschliffen.
Im Stand der Technik sind hierzu verschiedene Schleifverfahren und -Vorrichtungen bekannt. So waren zunächst Vorrichtungen bekannt, die mit angetrieben rotierenden Schleifkörpern arbeiteten. Diese haben allerdings zum Nachteil, daß sie eine Bearbeitung der Schienen nur mit geringer Vorschubgeschwindigkeit ermöglichen, zumeist lediglich im Schrittempo. Da dies als störend empfunden wurde, wurde in der EP 0 708 205 B1 eine Schleifvorrichtung vorgeschlagen, welche alle Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart. Mit dieser Vorrichtung kann eine Schienenbearbeitung wegen der nicht angetriebenen Schleifkörper bei deutlich erhöhter Geschwindigkeit von ca. 80 bis 120 km/h erfolgen. Dieser Fortschritt macht die abschleifende Schienenbearbeitung erstmals wirtschaftlich.
Jedoch weist die in der EP 0 708 205 B1 gezeigte Vorrichtung noch einen verbesserungswürdigen Nachteil auf. Die in den Figuren als einzige konkrete Ausgestaltung des Schleifkörpers offenbarte Form mit einer Schleifflache mit in axialer Richtung des Schleifkörpers gesehen konkaver Form, welche die gesamte Lauffläche der Schiene inklusive der oberen Lauffläche sowie beider sich an die obere Lauffläche seitlich anschließenden Seitenkanten überdeckt, birgt eine für die praktische Umsetzung des offenbarten Verfahrens bzw. der offenbarten Vorrichtung bedeutsame Schwierigkeit. Der Schleifvorgang wird bei der Durchfahrt von Weichen, Gleiskreuzungen und ähnlichen Gleisbauelementen behindert. So bleiben die wie in der EP 0 708 205 B1 gezeigt geformten Schleifkörper bei einer Weichendurchfahrt mit dem auf der Schienenaußenseite (der der zweiten Schiene des Gleises abgewandten Seite) die Seitenkante überdeckenden Schleifflächenabschnitt am Herzstück der Weiche bzw. der Zunge hängen. Dies führt zu Beschädigungen des Schleifkörpers und / oder der Weiche. In der Konsequenz muß beim Schleifen der Schienen die Vorrichtung vor einer jeden Weiche oder einem ähnlichen Gleisbauelement abgebremst und der bzw. die Schleifkörper von der Schiene abgehoben werden. Neben einer Bearbeitungsverzögerung bedingt dies, daß die Schienen in Weichen und ähnlichen Gleisbauelementen nicht mit geschliffen werden können, der Schienenverschleiß mit allen oben geschilderten Nachteilen nicht behoben werden kann.
Ausgehend von dem oben dargelegten Stand der Technik und der oben geschilderten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit ihr auch Weichen und ähnliche Gleisbauelemente mit bearbeitet werden können, ohne daß dafür eine wesentliche Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art eine Schleiffläche für die Schienenbearbeitung des Schleifkörpers eine lediglich die obere Lauffläche der Schiene und / oder eine der beiden sich seitlich an die obere Lauffläche anschließende Seitenkanten der Schiene überdeckende Kontur aufweist.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß es für eine Schleifbehandlung ausreichend ist, lediglich die von einem Bahnrad tatsächlich befahrene obere Lauffläche sowie gegebenenfalls die von dem Bahnrad befahrene Laufkante zu schleifen. Bei zu Gleisen verlegten Schienen werden lediglich die der jeweils gegenüberliegenden Schiene zugewandten Innenkanten der Schienen befahren und entsprechend beansprucht. Die Außenkanten der Schienen werden dagegen nicht von dem Bahnrad befahren und erfahren daher eine deutlich geringere Beanspruchung, die ein Schleifen dieser Kanten nicht erforderlich macht.
Gerade der an der Außenkante der Schiene anliegende Abschnitt der Schleifflache verursacht bei dem vorbekannten Schleifkörper gemäß der EP 0 708 205 B1 jedoch die genannten Probleme bei der Durchfahrt einer Weiche oder eines ähnlichen Gleisbauelementes. Dadurch, daß der erfindungsgemäße Schleifkörper nunmehr eine Schleiffläche aufweist, die eine lediglich die obere Lauffläche der Schiene und / oder eine der beiden sich seitlich an die obere Lauffläche anschließenden Seitenkanten, nämlich in der Praxis die Innen- bzw. Laufkante, der Schiene überdeckende Kontur aufweist, werden die angesprochenen Behinderungen bei einer Weichendurchfahrt bzw. der Durchfahrt eines ähnlichen Gleisbauelementes vermieden, und die Vorrichtung kann auch in Bereichen mit solchen Gleisbauelementen die Schienen mit erhöhter Vortriebsgeschwindigkeit schleifen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die erfindungsgemäß einzusetzenden Schleifkörper aufgrund der gegenüber den aus der EP 0 708 205 B1 vorbekannten Schleifkörpern verkleinerten Schleifflache kleiner dimensioniert werden können. Die Schleifkörper sind in ihrer Herstellung teuer, wobei die Herstellungskosten mit zunehmender Größe des Schleifkörpers zunehmen. Die Verwendung kleinerer Schleifkörper bedeutet mithin eine Kostenersparnis bei der Herstellung. Da es sich bei den Schleifkörpern naturgemäß um Verschleißteile handelt, die regelmäßig zu ersetzen sind, ergibt sich aufgrund der kleineren Schleifkörper ein Kostenvorteil auch hinsichtlich der Betriebs- bzw. Wartungskosten.
Der mindestens eine Schleifkörper ist bevorzugt rotationssymmetrisch zu seiner Drehachse ausgebildet.
Weiter ist der mindestens eine Schleifkörper vorzugsweise in Richtung einer gegen die Lauffläche der Schiene gerichteten Andrückkraft durch einen wahlweise durch eine starre Abstützung überbrückbaren Federkörper gegenüber dem Schleifgestell abgestützt. Die federnde Abstützung des Schleifkörpers bedingt im Bereich von Wellenbergen der oben beschriebenen Welligkeit der Schiene eine Vergrößerung des Anpreßdruckes in Abhängigkeit von der Federcharakteristik des Federkörpers, so daß sich gewissermaßen eine Selbstregelung der Andrückkraft des Schleifkörpers an die Lauffläche der Schiene in Abhängigkeit vom jeweiligen Höhenfehler ergibt. Diese Ausweichmöglichkeit des Schleifkörpers ist jedoch nicht immer erwünscht. Aus diesem Grunde kann der Federkörper wahlweise durch eine starre Abstützung überbrückt werden. In dem Schleifgestell sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wenigstens zwei Schleifkörper angeordnet, von denen ein erster eine Schleiffläche mit zum Schleifen der oberen Lauffläche der Schiene geformter Kontur und ein zweiter eine Schleiffläche mit zum Schleifen der einen an die obere Lauffläche der Schiene anschließenden Seitenkante geformter Kontur aufweist. Die Schleifkörper sind dabei zum gleichzeitigen Angreifen an der Schiene ausgelegt. Durch die Anordnung von zwei zum Schleifen bestimmte Bereiche der Lauffläche der Schiene besonders ausgebildeten Schleifkörpern können diese entlang ihrer Schleiffläche besonders gezielt konturiert ausgebildet werden, um den jeweiligen Bereich der Lauffläche möglichst exakt zu schleifen. Damit ergibt sich ein besonders gutes Schliffbild, das heißt eine besonders gute Form der Schiene nach dem Schleifen verbunden mit guten Laufeigenschaften der Schiene. Die Schleifkörper können zudem besonders klein und kompakt gestaltet werden mit den oben bereits erwähnten Kostenvorteilen.
Eine mögliche Ausbildung der beiden für das Schleifen einzelner Bereiche der Lauffläche der Schiene eingesetzten Schleifkörper besteht darin, daß der erste Schleifkörper eine im wesentlichen kegelsturnpfrnantelförmige, in axialer Richtung des Schleifkörpers gegebenenfalls leicht konkave Schleiffläche aufweist und daß der zweite Schleifkörper eine Schleiffläche aufweist, die sich aus einem ersten im wesentlichen kegelstumpfmantelförmigen, in axialer Richtung des Schleifkörpers gegebenenfalls leicht konkaven Abschnitt und einem zweiten, in axialer Richtung des Schleifkörpers an den ersten Abschnitt angrenzenden Abschnitt, in welchem die Schleiffläche in axialer Richtung des Schleifkörpers gesehen konkav nach außen gebogen verläuft, zusammensetzt.
Der erste Schleifkörper wird in der Praxis als Kegelstumpf gefertigt und zum Schleifen der oberen Lauffläche der Schiene verwendet. Durch den Schleifeinsatz wird sich in die Schleiffläche des ersten Schleifkörpers ein der Wölbung der oberen Lauffläche der Schiene komplementär entsprechendes leicht konkaves Profil einschleifen. Ein solches leicht konkaves Profil kann in der Schleiffläche des ersten Schleifkörpers bereits bei der Herstellung ausgebildet werden. Die Kegelstumpfform des ersten Schleifkörpers hat sich hinsichtlich des Profils der mit diesem Schleifkörper geschliffenen oberen Lauffläche als vorteilhaft erwiesen. Der zweite Schleifkörper weist eine in zwei Abschnitte unterteilte Schleiffläche auf. In einem ersten Abschnitt ist auch der zweite Schleifkörper kegelstumpfförmig geformt. An diesen Abschnitt schließt sich ein zweiter Abschnitt an, in dem der zweite Schleifkörper einen sich konkav nach außen erstreckenden „Kragen" aufweist. Diese Gestaltung des zweiten Schleifkörpers ergibt eine gute Eignung zum Schleifen der Kante der Lauffläche, insbesondere der Innen- bzw. Fahrkante.
Während bei dem ersten Schleifkörper die axiale Länge der Schleiffläche bevorzugt im wesentlichen in etwa der Breite der zu bearbeitenden oberen Lauffläche der Schiene entspricht, ist der erste Abschnitt der Schleiffläche des zweiten Schleifkörpers in axialer Richtung vorzugsweise kürzer als die Breite der zu bearbeitenden oberen Lauffläche. Mit der über im wesentlichen die gesamte Breite der oberen Lauffläche der Schiene reichenden axialen Länge der Schleiffläche des ersten Schleifkörpers ist sichergestellt, daß mit diesem die gesamte obere Lauffläche geschliffen werden kann. Für den zweiten Schleifkörper, mit welchem im wesentlichen nur die Innenkante der Schiene geschliffen wird, ist der kegelstumpfförmige Abschnitt kürzer ausgebildet, was zu einer kleineren Dimensionierung des Schleifkörpers mit den damit verbundenen Kostenvorteilen führt.
In dem Schleifgestell können in Schienenlängsrichtung gesehen mehrere Schleifkörper hintereinander angeordnet sein, wobei deren Drehachsen allesamt parallel und mit spitzem Winkel zu der Schienenlängsrichtung ausgerichtet sind. Eine solche parallele Anordnung ist für bekannt geformte Schleifkörper in Fig. 5 der EP 0 708 205 B1 gezeigt. Sie führt zu einer besonders kompakten Bauweise.
Alternativ können in dem Schleifgestell in Schienenlängsrichtung gesehen mehrere Schleifkörper hintereinander angeordnet sind, wobei deren Drehachsen in einer im wesentlichen horizontalen Ebene jedoch abwechselnd um einen Winkel von zwischen 60° und 120°, vorzugsweise etwa 90°, verdreht zueinander und mit spitzem Winkel zu der Schienenlängsrichtung ausgerichtet sind. Eine solche Anordnung kann zwar nicht so kompakt aufgebaut werden wie die oben beschriebene, hat jedoch hinsichtlich des Schleifergebnisses Vorteile. Hinsichtlich weiterer möglicher baulicher Merkmale, wie insbesondere das Vorsehen und die Anordnung von Abrichtkörpern oder die Möglichkeit, eine Bremseinrichtung für die Schleifkörper vorzusehen, wird auf die Beschreibung der genannten EP 0 708 205 B1 verwiesen. Dort beschriebene konstruktive Maßnahmen die das Prinzip einer Vorrichtung mit frei rotierenden, schräg zur Schiene gestellten Schleifkörpern betreffen, sind ohne weiteres auch auf die vorliegende Erfindung anwendbar, sofern sie nicht durch die besondere Gestaltung des / der Schleifkörper(s) ausgeschlossen sind. In diesem Sinne wird die Offenbarung der EP 0 708 205 B1 in diese Beschreibung mit eingebunden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 einen Schleifkörper einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schleifen der oberen Lauffläche aufgesetzt auf eine Schiene in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Aufsicht von oben auf die in Fig. 1 gezeigte Anordnung,
Fig. 3 eine der Darstellung in Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einem Schleifkörper zum Schleifen der Kante der Lauffläche und
Fig. 4 eine Aufsicht auf die in Fig. 3 gezeigte Anordnung.
In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein einen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildender Schleifkörper 10 schematisch dargestellt, wie er auf eine Schiene 1 aufgesetzt ist. In Fig. 2 ist eine Aufsicht von oben auf die in Fig. 1 gezeigte Anordnung dargestellt. Der Schleifkörper 10 ist mit seiner Drehachse 11 in einem nicht dargestellten Schleifgestell einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung frei drehbar gelagert und zu dieser Drehachse 11 rotationssymmetrisch aufgebaut. Der Schleifkörper 10 ist kegelstumpfförmig mit einer in axialer Richtung leicht konkav gewölbten Schleiffläche 12. Die gezeigte leichte konkave Wölbung kann in dem Schleifkörper 10 bereits bei dessen Fertigung vorgesehen sein. Vorzugsweise wird der Schleifkörper 10 jedoch als Kegelstumpf gefertigt, und die konkave Wölbung wird erst durch die Schleifbearbeitung der Schiene 1 als komplementäre Wölbung zur Wölbung der oberen Lauffläche 2 in die Schleiffläche 12 eingebracht. Die Drehachse 11 des Schleifkörpers 10 ist horizontal angeordnet und um einen spitzen Winkel α zu der Schienenlängsrichtung 5 angestellt. Der Winkel α beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel 40°. Der Durchmesser des Schleifkörpers beträgt 200 mm.
Mit seiner Schleiffläche 12 überdeckt der Schleifkörper 10 lediglich die obere Lauffläche 2 der Schiene 1 , die Kanten 3, 4 der Lauffläche werden von dem Schleifkörper 10 nicht erfaßt.
Im Betrieb wird der frei drehbar gelagerte Schleifkörper 10 in der gezeigten Schrägstellung zu der Schienenlängsrichtung 5 in dieser Richtung gezogen, woraus sich nach dem in der EP 0 708 502 B1 beschriebenen Prinzip eine Schleifwirkung ergibt.
In Fig. 2 ist ein zweiter, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthaltener Schleifkörper 20 schematisch dargestellt, wie er auf eine Schiene 1 aufgesetzt ist. In Fig. 2 ist eine Aufsicht von oben auf die in Fig. 1 gezeigte Anordnung dargestellt. Auch der Schleifkörper 20 ist mit seiner Drehachse 21 in einem nicht dargestellten Schleif gesteil einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung frei drehbar gelagert und zu dieser Drehachse 21 rotationssymmetrisch aufgebaut. Der Schleifkörper 20 weist eine Schleiffläche 22 auf, die sich aus zwei Abschnitten zusammensetzt. In einem ersten Abschnitt 23 entspricht sie der Mantelfläche eines Kegelstumpfes. In einem zweiten Abschnitt 24 ist sie konkav nach außen gewölbt und bildet so einen Kragen 25 des Schleifkörpers 20. Mit diesem Kragen 25 umfaßt der Schleifkörper 20 während des Betriebes die Innenkante 3 der Schiene 1 und schleift diese. Die Drehachse 21 des Schleifkörpers 20 ist horizontal angeordnet und um einen spitzen Winkel α zu der Schienenlängsrichtung 5 angestellt. Der Winkel α beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel 72°. Der Durchmesser des Schleifkörpers beträgt 200 mm. Auch der frei drehbar gelagerte Schleifkörper 20 wird im Betrieb in der gezeigten Schrägstellung zu der Schienenlängsrichtung 5 in dieser Richtung gezogen, woraus sich auch für diesen Schieifkörper 20 nach dem in der EP 0 708 502 B1 beschriebenen Prinzip eine Schleifwirkung ergibt.
In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind jeweils mehrere der Schleifkörper 10 und 20 in Schienenlängsrichtung 5 hintereinander, jeweils im spitzen Winkel zu der Schiene 1 angeordnet zu einer Einheit zusammengefaßt. Dabei ist die Vorrichtung so gestaltet, daß unterschiedlich geformte Schleifkörper 10 und 20 zum Bearbeiten unterschiedlicher Bereiche der Lauffläche gleichzeitig an einer Schiene angreifen. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann des weiteren parallel angeordnete Einheiten zum gleichzeitigen Bearbeiten der beiden Schienen eines Gleises aufweisen. Dabei können die Schleifkörper 10, 20 wie in den Ausführungsbeispielen zu der EP 0 708 502 B1 anhand von Schleifkörpern mit vorbekannter Geometrie gezeigt angeordnet sein, sie können allerdings auch mit jeweils um einen Winkel von zwischen 60° und 120°, vorzugsweise etwa 90°, in einer horizontalen Ebene gegeneinander verdrehten Drehachsen 11 , 21 angeordnet sein.
Mit einer mit den beiden in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Schleifkörpern 10, 20 ausgestatten erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die obere Lauffläche 2 und die Innenkante 3 der Schiene 1 schleifbearbeitet, die Außenkante 4 dagegen nicht. Dies ist nach einer wichtigen, der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis auch nicht erforderlich. Da in dem Bereich der Außenkante 4 keiner der Schleifkörper 10, 20 die Lauffläche der Schiene 1 überragt, können die eingangs geschilderten Probleme bei der Durchfahrt einer Weiche oder eines ähnlichen Gleisbauelementes nicht mehr auftreten. Bezugszeichenliste
Schiene
obere Lauffläche
Innenkante
Außenkante
Schienenlängsrichtung
Schleifkörper
Drehachse
Schleiffläche
Schleifkörper
Drehachse
Schleiffläche
Abschnitt
Abschnitt
Kragen
Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Bearbeiten der Lauffläche (2, 3, 4) von Schienen (1) durch Umfangsschleifen mit einem an die Lauffläche (2, 3, 4) der Schiene (1) anstellbaren und entlang der Schiene (1) verfahrbaren Schleifgestell, welches wenigstens einen frei drehbar gelagerten Schleifkörper (10, 20) zum Umfangsschleifen mit einer zur Schienenlängsrichtung (5) einen spitzen Winkel (α) einschließenden Drehachse (11 , 21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleiffläche (12, 22) für die Schienenbearbeitung des Schleifkörpers (10, 20) eine lediglich die obere Lauffläche (2) der Schiene (1) und / oder eine der beiden sich seitlich an die obere Lauffläche (2) anschließende Seitenkanten (3) der Schiene (1) überdeckende Kontur aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (10, 20) rotationssyrnmetrisch zu seiner Drehachse (11 , 21) ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der mindestens eine Schleifkörper (10, 20) in Richtung einer gegen die Lauffläche (2, 3, 4) der Schiene (1) gerichteten Andrückkraft durch einen wahlweise durch eine starre Abstützung überbrückbaren Federkörper gegenüber dem Schleifgestell abgestützt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schleifgestell wenigstens zwei Schleifkörper (10, 20) angeordnet sind, von denen ein erster (10) eine Schleiffläche (11) mit zum Schleifen der oberen Lauffläche (2) der Schiene (1) geformter Kontur und ein zweiter (20) eine Schleiffläche (21) mit zum Schleifen der einen an die obere Lauffläche (2) der Schiene (1) anschließenden Seitenkante (3) geformter Kontur aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schleifkörper (10) eine im wesentlichen kegelstumpfmantelförmige, in axialer Richtung des Schleifkörpers (10) gegebenenfalls leicht konkave Schleiffläche (11) aufweist und daß der zweite Schleifkörper (20) eine Schleiffläche (21) aufweist, die sich aus einem ersten im wesentlichen kegelstumpfmantelförmigen, in axialer Richtung des Schleifkörpers (20) gegebenenfalls leicht konkaven Abschnitt (23) und einem zweiten, in axialer Richtung des Schleifkörpers (20) an den ersten Abschnitt (23) angrenzenden Abschnitt (24), in welchem die Schleiffläche (21) in axialer Richtung des Schleifkörpers (20) gesehen konkav nach außen gebogen verläuft, zusammensetzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Schleiffläche (11) des ersten Schleifkörpers (10) im wesentlichen in etwa der Breite der zu bearbeitenden oberen Lauffläche (2) der Schiene (1) entspricht, wohingegen der erste Abschnitt (23) der Schleiffläche (21) des zweiten Schleifkörpers (20) in axialer Richtung kürzer als die Breite der zu bearbeitenden oberen Lauffläche (2) ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schleifgestell in Schienenlängsrichtung (5) gesehen mehrere Schleifkörper (10, 20) hintereinander angeordnet sind, wobei deren Drehachsen (11 , 21) allesamt parallel und mit spitzem Winkel (α) zu der Schienenlängsrichtung (5) ausgerichtet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schleifgestell in Schienenlängsrichtung (5) gesehen mehrere Schleifkörper (10, 20) hintereinander angeordnet sind, wobei deren Drehachsen (11 , 21) in einer im wesentlichen horizontalen Ebene jedoch abwechselnd um einen Winkel von zwischen 60° und 120°, vorzugsweise etwa 90°, verdreht zueinander und mit spitzem Winkel (α) zu der Schienenlängsrichtung (5) ausgerichtet sind.
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