WO2021254862A1 - Vorrichtung zur gleisbearbeitung - Google Patents

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WO2021254862A1
WO2021254862A1 PCT/EP2021/065598 EP2021065598W WO2021254862A1 WO 2021254862 A1 WO2021254862 A1 WO 2021254862A1 EP 2021065598 W EP2021065598 W EP 2021065598W WO 2021254862 A1 WO2021254862 A1 WO 2021254862A1
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WO
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processing
vibration
unit
track
fastening
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/065598
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gregor Schmid
Thomas Weis
Martin Knott
Original Assignee
Robel Bahnbaumaschinen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robel Bahnbaumaschinen Gmbh filed Critical Robel Bahnbaumaschinen Gmbh
Priority to EP21732269.2A priority Critical patent/EP4165248A1/de
Priority to JP2022577301A priority patent/JP2023529983A/ja
Priority to CN202180043513.9A priority patent/CN115698428A/zh
Publication of WO2021254862A1 publication Critical patent/WO2021254862A1/de
Priority to US18/079,480 priority patent/US20230113067A1/en

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Classifications

    • 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
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00—Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/24—Fixing or removing detachable fastening means or accessories thereof; Pre-assembling track components by detachable fastening means
    • E01B29/28—Fixing or removing detachable fastening means or accessories thereof; Pre-assembling track components by detachable fastening means the fastening means being of screw-and-nut type; Apparatus therefor, adapted to additionally drilling holes

Definitions

  • the invention relates to a device for track processing.
  • the invention also relates to a method for operating a device for track processing.
  • the invention also relates to a tamping unit for machining the track bed.
  • a tamping unit for tamping under sleepers of a track is known from WO 2017/097 390 A1.
  • the tamping unit comprises tamping tines which are each connected to a tamping lever and are mounted on a tool carrier such that they can be pivoted about a pivot axis.
  • An angle sensor for detecting the pivot angle with respect to the tool carrier is assigned to each stuffing lever. This can improve the use and service life of the tamping unit.
  • DE 1 904 121 A discloses a device with screwing tools for tightening and loosening screw connections.
  • the respective screwing tool with the screw connection In order to bring the respective screwing tool with the screw connection robust against positional tolerances into engagement, it is elastically mounted on a housing via springs with réelle certain rigidity.
  • the screwing tools are thus mounted to be movable relative to the housing and relative to one another.
  • this additional degree of freedom complicates the positioning of the screwing tools, especially when vibrations caused by motors or actuators excite the elastically mounted screwing tools to oscillate.
  • Another disadvantage is that the tightening torques and the tightening precision that can be achieved on the screw connections are reduced due to the elastic mounting of the screwing tools.
  • the invention is based on the object of creating a simple, robust and flexibly usable device for track bed processing.
  • the device has at least one vibration decoupler with adjustable pitch ability and / or adjustable damping, which acts between the at least one processing device and the fastening device, the at least one processing device can on the one hand be precisely guided and positioned.
  • the at least one processing device and the fastening device can be decoupled to a desired extent.
  • the decoupling of a movement of the fastening device from a movement of the at least one processing device and / or a movement of the at least one processing device from a movement of the fastening device can be set by means of the at least one vibration decoupler.
  • the transmission of vibration movements from the at least one processing device to the fastening device can be reduced as a result.
  • the device can thus be used flexibly and is robust.
  • the device is used in particular for partially automated and / or fully automated track processing.
  • the device is designed in particular as a track processing machine that can be moved on rails.
  • the at least one vibration decoupler is preferably between a first coupling state in which the vibration decoupler has a first rigidity and / or a first damping, and a second coupling state in which the vibration decoupler has a different, in particular lower, second rigidity and compared to the first coupling state / or has a second damping that is different from the first damping, in particular lower, can be set.
  • the at least one vibration decoupler can be set to the first coupling state with the higher rigidity.
  • the positioning of the at least one processing device via the fastening device can thus take place particularly precisely and reliably.
  • the at least one vibration decoupler can be set to the second coupling state with the lower rigidity.
  • Movements occurring during track processing, in particular oscillation and / or vibration movements, of the at least one processing device can be decoupled from the movement of the fastening device to a desired or large extent in the second coupling state.
  • the stresses acting on the fastening device are thus reduced. Due to the reduced stresses, the device is particularly robust and economical to operate.
  • the ability to adjust the at least one vibration decoupler with regard to its rigidity and / or damping is understood to mean that a change in corresponding properties, in particular reversibly, can be brought about by changing at least one manipulated variable.
  • the integrity of the at least one vibration decoupler is preferably completely retained.
  • the vibration decoupler can be adjusted without having to remove one of its components and / or replace it with another component, in particular a component with a different stiffness and / or damping.
  • the at least one vibration decoupler can preferably be switched between different stiffnesses and / or damping values, in particular switchable without tools.
  • the vibration decoupler can be designed so that the stiffness and / or the damping can be changed at least once within one, in particular each, track processing cycle, in particular at least including the positioning of the at least one processing device and the track processing. This advantageously means that the rigidity and / or the damping of the at least one vibration decoupler can be adjusted in time between the positioning of the at least one processing device on the track and the track processing.
  • the at least one vibration decoupler can preferably be adjusted by remote control with regard to its rigidity and / or damping.
  • the vibration decoupler can have an interface, in particular a connection, for a signal connection.
  • the interface and / or the signal connection are preferably designed to conduct fluidic and / or mechanical and / or electrical signals.
  • the rigidity and / or the damping can be set automatically. This allows the vibration decoupler to be operated particularly efficiently and economically.
  • the at least one vibration decoupler is designed to allow a relative movement between the at least one processing device and the fastening device in the vertical direction and / or in at least one horizontal direction, in particular in each horizontal direction, and / or along a feed direction, in particular a penetration direction or an engagement direction, the at least one machining device direction and / or in at least one direction, in particular in all directions, perpendicular to to enable the feed direction.
  • the at least one vibration decoupler can be designed to permit rotational movements about the vertical direction and / or about the feed direction and / or about at least one direction perpendicular to the vertical direction and / or to the feed direction of the at least one processing device relative to the fastening device. What is advantageously achieved in this way is that a transmission of vibrations between the processing device and the fastening device is particularly comprehensively reduced.
  • the vibration decoupler can have one or more decoupling elements which are adjustable with regard to their rigidity or damping, in particular reversibly changeable with regard to these properties.
  • the at least one vibration decoupler can be set between different stiffness values and / or damping values that differ by at least 20%, in particular at least 50%, in particular at least 100%, and / or at most 500%. This enables a particularly high level of machining flexibility to be achieved.
  • the at least one processing device is preferably designed so that the setting of the rigidity and / or the damping, in particular the adjustment between different rigidity and / or damping values, within a period of a maximum of 10 s, in particular a maximum of 5 s, in particular a maximum of 2 s, in particular a maximum of 1 s, and / or at least 0.1 s can take place.
  • the track can therefore be worked on in a particularly time-efficient manner.
  • the at least partial movement decoupling is understood in particular to mean that the decoupling takes place at least partially along individual degrees of freedom of movement and / or along these degrees of freedom of movement.
  • the decoupling can take place with regard to at least one linear degree of freedom and / or one rotational degree of freedom.
  • the at least one processing device is preferably mounted such that it can be displaced and / or pivoted relative to the fastening device.
  • the at least one vibration decoupler can have at least one linear bearing and / or a swivel joint, in particular a universal joint. point.
  • the at least one vibration decoupler is preferably designed in such a way that it counteracts a relative movement of the at least one processing device with respect to the fastening device.
  • the at least one vibration decoupler is preferably adjustable between at least two, in particular at least three, in particular at least four, in particular at least five coupling states, each with different rigidity and / or damping.
  • the at least one vibration decoupler is preferably reversibly adjustable. Even more preferably, the at least one vibration decoupler can be adjusted continuously, in particular between the first coupling state and the second coupling state.
  • the at least one vibration decoupler can have a coupling unit for reversibly coupling different stiffnesses, in particular several spring elements, and / or different areas of a single spring element in the force path between the fastening device and the at least one processing device.
  • the at least one spring element can comprise a spiral spring and / or a leaf spring and / or an elastic body, in particular made of a soft elastic material, in particular a rubber material, in particular acrylonitrile-butadiene rubber.
  • the coupling unit preferably comprises a servomotor for reversible coupling of the different stiffnesses.
  • the at least one vibration decoupler can have a fluidic damping element, in particular a liquid damper and / or a gas damper and / or a throttle valve, and / or a mechanical damping element, in particular a mechanical brake, and / or an electrical damping element, in particular an eddy current brake , exhibit.
  • the damping element can preferably be used repeatedly.
  • the at least one vibration decoupler is preferably designed so that the stiffness and / or the damping can be adjusted by means of an electrical signal and / or a fluidic signal, in particular a fluid pressure.
  • the at least one vibration decoupler can thus be set and / or switched between the individual coupling states in a particularly simple and reliable manner.
  • the device preferably comprises a control unit for setting the rigidity and / or the damping of the at least one vibration decoupler, in particular for adjusting the at least one vibration decoupler between the at least two different coupling states.
  • the control unit is preferably designed for the automated adjustment of the at least one vibration decoupler.
  • the control unit preferably comprises an electronic control device for controlling the device.
  • the at least one vibration decoupler can have a passive spring element and / or a passive damping element.
  • Passive spring elements or passive damping elements are understood to mean spring elements or damping elements which are not adjustable in terms of their rigidity and / or damping.
  • the passive spring element and / or passive damping element can for example be a rubber mount. Due to the at least one passive spring element and / or passive damping element, the arrangement of the at least one vibration decoupler is reliably ensured in at least one coupling state that is safe during operation, in particular also when an electrical and / or fluid power supply fails.
  • the decoupling of the movement of the fastening device from movements of the at least one processing device is carried out by means of the at least one vibration decoupler in at least two, in particular at least three and / or in a maximum of four, in particular a maximum of three levels along the force path between the at least one processing device and the fastening device.
  • the at least one processing device can have a processing machine and / or a processing tool.
  • the processing machine comprises a machine motor or drive motor for providing the power required for track processing.
  • the fastening device can be designed for permanent, permanent attachment to a support structure.
  • the fastening device is preferably designed for detachable attachment to a support structure.
  • the fastening device can be a quick release have coupling for reversibly releasable, in particular automatable, connection with the support structure.
  • the fastening device preferably comprises a fluid coupling for reversibly detachable production of at least one fluid connection and / or a power coupling for reversibly detachable production of at least one electrical connection, in particular with the support structure.
  • the fluid coupling and / or the current coupling are preferably designed to reversibly establish at least one, in particular at least two, in particular at least three, in particular at least four, and / or in particular at most four fluid connections and / or current connections. These connections are preferably designed to transmit control signals and / or power signals to the at least one vibration decoupler and / or to the at least one processing device.
  • Forces in the range from 0.1 kN to 10 kN, in particular from 0.5 kN to 5 kN, are preferably transmitted via the fastening device.
  • the device preferably comprises multiple processing submissions.
  • the multiple processing devices can be assigned to a common vibration decoupler, multiple vibration decouplers and / or in particular a respective vibration decoupler.
  • the plurality of processing devices can be assigned to a common fastening device, a plurality of fastening devices and / or a respective fastening device.
  • the device preferably comprises at least two, in particular at least three, and in particular at least four processing devices and / or at most eight, in particular at most six, and in particular at most four processing devices.
  • the device in particular the at least one vibration decoupler, has a housing which covers parts that are movable relative to one another, in particular between the fastening device and the at least one processing device. Damage to persons as well as damage to the mechanics by penetrating objects can thus be reliably prevented.
  • a device is particularly economical to operate.
  • the actuating means which is signal-connected to the at least one vibration decoupler can be directly connected to the Vibration decoupler or be arranged at a distance from this. In the case of a spaced arrangement, the setting can be carried out remotely.
  • the signal connection can be designed to transmit fluidic and / or mechanical and / or electrical signals.
  • the actuating means can be designed as a pressure regulating unit and / or as an automated or manually operable switching lever and / or as an electronic control unit.
  • a device according to claim 3 is particularly economical to operate.
  • the drive unit is preferably designed to provide the fluidic and / or mechanical energy required to adjust the rigidity and / or the damping.
  • the drive unit can comprise a fluid pump, in particular a hydraulic pump and / or a pneumatic pump, and / or an electric motor, in particular a rotary motor and / or a linear motor.
  • a device is robust and economical to operate.
  • the chamber filled with the fluid enables the rigidity and / or the damping of the at least one vibration decoupler to be set in a particularly simple manner.
  • the chamber can preferably be filled reversibly with the fluid.
  • the chamber can be filled in an automated manner based on a control signal from the control unit. To adjust the rigidity and / or the damping, the pressure of the fluid in the chamber can be changed.
  • the fluid can comprise a liquid, in particular water and / or oil, in particular hydraulic oil, or a gas, in particular air.
  • the at least one vibration decoupler comprises at least one, in particular at least two, in particular at least three, in particular at least four, of the chambers.
  • An overflow channel is preferably provided between at least two of the chambers.
  • the at least one vibration decoupler is preferably designed such that a volume enclosed by the at least one chamber increases when a force is exerted on the vibration decoupler, the volume enclosed by a further chamber simultaneously decreasing when the force is exerted on the at least one vibration decoupler.
  • the fluid can flow between these two chambers via the overflow channel. In this way, damping of the relative movement between the fastening device and the at least one processing device can be achieved.
  • the at least one chamber can be designed as a displacement of a piston-cylinder unit and / or as a bellows and / or as an elastic bladder.
  • the piston-cylinder unit is preferably designed as a two-way cylinder-piston unit.
  • a device is robust and economical in operation and ensures the decoupling of the movements in a simple manner.
  • the chamber wall is finally deformed in an elastic area.
  • a wall thickness of the chamber wall is preferably in a range from 2 mm to 6 mm, in particular from 0.5 mm to 4 mm, in particular from 1 mm to 2 mm.
  • the chamber wall is preferably designed to withstand a fluid pressure within the chamber of at least 2 bar, in particular at least 5 bar, in particular at least 10 bar, in particular at least 50 bar, in particular at least 100 bar.
  • the chamber wall can be an elastic material, in particular a rubber material, and / or a fiber material, in particular carbon fibers and / or glass fibers and / or natural fibers and / or plastic fibers, in particular polyamide fibers, and / or a textile material with such fibers and / or a plastic material and / or a metallic material, in particular a special steel, in particular a spring steel.
  • the chamber can be designed as a flexible rubber bellows.
  • the design of the chamber with the deformable chamber wall makes it possible to act on several linear degrees of freedom and / or degrees of freedom of rotation at the same time.
  • the chamber with the deformable chamber wall can be based on at least two movement components of the relative movement between the fastening device and the at least one processing device, in particular on at least two linear, perpendicular movement components and / or on at least two rotary motion components and / or act on at least one linear motion component and / or at least one rotary motion component at the same time.
  • the at least one vibration decoupler comprises at least one end stop for limiting a relative movement between the fastening device and the at least one processing device. This advantageously ensures that the at least one vibration decoupler in the event of strong deflections of the Fastening device relative to the at least one processing device takes no damage. In particular, damage to the reversibly deformable chamber wall can thus be avoided.
  • the at least one vibration decoupler can have a rigid housing which limits a pressure-related expansion of the reversibly deformable chamber wall.
  • the device can be operated particularly safely.
  • a device ensures easy adjustment of the movement decoupling.
  • the pressure regulating unit can be a component of the at least one vibration decoupler. Alternatively, with regard to the at least one vibration decoupler, the pressure regulating unit can be arranged on the side of the fastening device.
  • the Druckregu li unit is preferably in signal connection with the control unit.
  • the pressure regulating unit and / or the control unit can be designed to regulate the pressure of the fluid in the chamber. As the pressure in the chamber can be regulated, the stiffness and / or the damping can be adjusted, in particular, continuously.
  • the chamber is preferably designed in the manner of an adjustable gas spring and / or a pneumatic muscle.
  • a device according to claim 7 can be produced particularly economically and ensures the decoupling of movements in a simple and reliable manner.
  • the Drosselven valve is preferably electrically and / or fluidically adjustable, in particular using a signal from the control unit.
  • the throttle valve is preferably arranged in the overflow channel between two chambers filled with the fluid. Because the throttle valve is adjustable, in particular the characteristic curve of the damping can be adjusted. Depending on the adjustable opening width of the throttle valve, a different proportion of the kinetic energy for moving the fastening device relative to the at least one processing device is converted into thermal energy and thus eliminated from the movement system.
  • a device enables the rigidity and / or the damping of the at least one vibration decoupler to be set in a particularly simple and flexible manner.
  • the braking unit can be actuated fluidically and / or electrically.
  • the brake unit can have a fluidically and / or electrically actuatable actuator.
  • the braking unit can have an electromagnet and / or a piezo element and / or a piston-cylinder unit for effecting the braking force.
  • the brake unit comprises an eddy current brake. Because the braking effect of the braking unit is adjustable, the damping and / or the rigidity of the at least one vibration decoupler can be influenced.
  • the braking unit is preferably in signal connection with the control unit.
  • the braking effect can be set, for example, on the basis of a force signal provided on a force sensor and / or on the basis of a displacement signal provided on a displacement sensor.
  • the force signal preferably correlates with a force transmitted between the fastening device and the at least one processing device.
  • the displacement sensor is preferably designed to detect the variable position of the at least one processing device relative to the fastening device.
  • a device enables the vibration decoupling in a simple manner. Because the machine motor is arranged in at least one processing device, a structurally complex, movement-decoupled, mechanical power transmission can be dispensed with. Furthermore, the mass of the at least one machine motor acts as an inertial mass on the part of the at least one machining device. Schwingungsbewe conditions on the at least one processing device are damped by this inertial mass and thus only partially transmitted to the at least one vibration decoupler and to the fastening device.
  • the machine motor can be a fluidically or electrically driven drive motor.
  • the machine motor can, for example, be a vibration drive, in particular a vibration drive of a tamping unit, or a rotary drive, in particular a screw drive, in particular an impact screw drive.
  • a device is robust and economical to operate. Tamping units for track bed processing are designed to generate vibratory movements to compress the track bed.
  • the stuffing unit has a vibration generator.
  • the tamping unit can have at least one, in particular at least two, in particular at least three, in particular at least four, penetrators, in particular tamping picks.
  • the tamping unit can have a penetration body receptacle for reversibly releasable reception of the at least one penetration body.
  • the forces that arise when the Stopfein vibrates, in particular the at least one penetration body play a decisive role to the wear of the device. Because the at least one vibration decoupler is arranged between the at least one tamping unit and the fastening device, the wear of the device on the part of the fastening device can be reduced considerably. The maintenance and manufacturing costs associated with the device can be reduced.
  • the at least one tamping unit is designed as a vibrating pot unit with a machine motor, a vibration generator and at least one penetration body and / or a penetration body receptacle.
  • the device preferably has at least two, in particular at least three, in particular at least four, of the tamping units, in particular the vibrating pot units.
  • the vibrating pot unit can, for example, comprise a drive motor and a vibration generator, which are arranged in a tamping tube.
  • the tamping tube forms an indenter.
  • the vibration generator can be arranged with regard to the at least one vibration decoupler on the side of the fastening device.
  • the at least one processing device can thus be designed to be particularly lightweight. The mass stored on the fastening device is thus reduced.
  • a device according to claim 11 is particularly robust in operation. Because the at least one processing device has the vibration generator, the vibration movements of the at least one processing device can be decoupled particularly effectively from a movement of the fastening device. In addition, the mass of the vibration generator as an inertial mass contributes to the damping of the vibration movements on the part of the at least one processing device.
  • a device according to claim 12 is particularly robust and economical to operate.
  • the reaction forces occurring when tightening and / or loosening screws, for example sleeper screws, contribute significantly to the wear and tear of the device.
  • the at least one vibration decoupler acts between the at least one screw unit and the fastening device, the forces transmitted to the fastening device can be reduced.
  • the screwing unit is preferably designed as an impact wrench and / or as a drill screw and / or as a drill.
  • the at least one screwing unit comprises a torque sensor.
  • the control unit is preferably designed to monitor the torque when the screw connection is tightened.
  • the control unit can be designed to store and document a tightening torque of the respective screw connection together with the specific identifier of this screw connection and / or the position of the respective screw connection along the respective rails.
  • a device according to claim 13 is particularly economical to operate.
  • the device comprises at least two, in particular at least three, in particular at least four of the screw units. This advantageously means that several of the screw connections can be tightened and / or loosened at the same time.
  • a device according to claim 14 is particularly robust and economical to operate.
  • the tensioning device is preferably designed for the reversible clamping of the at least one processing device on a rail of the track.
  • the clamping device can have a clamping actuator which reversibly provides a clamping force for clamping to the rail.
  • the clamping device can be rigidly connected to the at least one processing device.
  • the clamping device can preferably be moved relative to the at least one machining device. This advantageously means that the respective screw unit can be displaced relative to the position of the rail as a function of the position of the screw connection.
  • forces that arise when tightening and / or loosening the screw connection can be transferred to the rail.
  • the fastening device and / or the at least one vibration decoupler can thereby be mechanically relieved. In particular, particularly high screw torques can be exerted on the screw connections.
  • a device according to claim 15 is particularly economical to operate.
  • the screw elements can include nuts and / or screws and / or other screw elements required for a screw connection, such as, for example, washers and / or spring washers.
  • the loading device is designed to provide the screw elements at a certain position and / or with a predetermined orientation.
  • the loading device can have a vibrating conveyor and / or a vibrating table and / or a vibrating spiral conveyor and / or a blister conveyor for handling screw elements provided in blister packs.
  • the loading device advantageously ensures that screw connections can be largely, in particular completely, assembled automatically.
  • a device according to claim 16 is particularly economical to operate.
  • the cutting tool preferably comprises a cutting tool motor for providing the power required for the cutting.
  • the cutting tool can be designed as a cutoff grinder, in particular with a cutting disk, or as cutting pliers.
  • the cutting tool can be rigidly connected to at least one screwing unit. Alternatively, the cutting tool can be designed to be movable relative to all of the screwing units. Because stuck screw connections can be released by means of the cutting tool, the device can be operated in an automated manner as far as possible, in particular completely.
  • a device according to claim 17 is particularly economical in operation.
  • the displacement device is preferably designed to move and / or pivot the at least one processing device, in particular the at least one tamping unit and / or the at least one screw unit, relative to the fastening device.
  • the at least one processing device can be positioned particularly precisely on the respective processing object and / or oriented relative to this.
  • two of the processing devices can be oriented and positioned with an exact fit to one another in accordance with the relative position and orientation of two objects to be processed.
  • the displacement device is preferably designed to move the at least one machining device, in particular the at least one screwing unit, along the vertical direction and / or parallel to a horizontal plane.
  • the displacement device can have an actuating drive, in particular in signal connection with the control unit, for effecting the displacement exhibit movement.
  • the device can be automated in a particularly simple manner.
  • At least one vibration decoupler is preferably arranged between the fastening device and the displacement device and / or between the displacement device and the at least one processing device.
  • at least two, in particular at least three, in particular at least four and / or a maximum of eight of the vibration decouplers can be provided between the displacement device and the at least one processing device.
  • These vibration decouplers are called processing decoupling units.
  • At least one, in particular at least two, in particular at least three, and / or a maximum of four of the vibration decouplers is / are preferably arranged between the displacement device and the fastening device.
  • This at least one vibration decoupler is referred to as a fastening decoupling unit.
  • a device is particularly economical to operate. Because the at least two tamping units can be displaced relative to one another and / or pivoted relative to one another, the track bed can be compacted particularly efficiently, in particular under the sleepers.
  • the displacement device is preferably designed to displace and / or pivot the penetrators that have penetrated into the track bed relative to one another.
  • the displacement device can be designed to displace and / or pivot at least two of the vibrating pot units with respect to one another.
  • the displacement device can be arranged with regard to the at least one vibration decoupler on the side of the at least one processing device and / or on the side of the fastening device.
  • the at least two, in particular at least four, in particular at least six tamping units can always be moved and / or pivoted relative to one another in pairs by means of the displacement device, in particular in directions directed towards one another.
  • the displacement device can have a linear guide and / or a linear drive for moving the at least two tamping units.
  • the displacement device can have a swivel joint and a linear drive and / or a swivel drive.
  • the linear drive is preferably designed as a hydraulic cylinder.
  • the displacement device is designed to move and / or pivot at least two, in particular all of the tamping units independently of one another, relative to the fastening device.
  • a device according to claim 19 is particularly economical to operate.
  • the positioning device can have a support structure for connecting to the fastening device.
  • the positioning device is preferably in signal connection with the control unit.
  • the positioning device is preferably automated, for example partially automated or fully automated, controllable by means of the control unit.
  • a device according to claim 20 can be used particularly flexibly and is economical to operate.
  • the fastening device is preferably attached to a robot head of the multi-axis robot.
  • the fastening device and / or the robot head can be designed to transmit fluidic and / or electrical signals via the connection between the robot head and the fastening device.
  • the robot head is preferably designed for connection to the fastening device designed as a quick release coupling.
  • the multi-axis robot is preferably designed to move the at least one processing device over a section along the rails which comprises at least three, in particular at least four, of the sleepers.
  • the multi-axis robot preferably comprises at least two, in particular at least three, in particular at least four, in particular at least six, and / or a maximum of ten pivot joints or pivot axes.
  • the multi-axis robot can each have an arm section between the swivel joints.
  • the positioning device comprises at least two, in particular at least three, of the multi-axis robots, which can in particular be used for track machining at the same time.
  • a fastening device with at least one vibration decoupler and at least one processing unit is preferably attached to each of the multi-axis robots. management device attached. The machining performance of the device can thereby be increased.
  • a device according to claim 21 can be used particularly flexibly and is economical to operate.
  • the trolley can be designed as a trailer without a drive motor or have a drive.
  • the at least one multi-axis robot is preferably attached, in particular reversibly and detachably, to the trolley.
  • the at least one multi-axis robot can be displaced relative to the carriage, in particular linearly displaceable.
  • the at least one multi-axis robot is suspended from the carriage and / or attached to a wall that is inclined to the horizontal plane, in particular vertical.
  • the trolley can preferably be moved on rails.
  • the trolley is designed as a two-way vehicle.
  • the trolley can have a rail chassis for driving on rails and / or a road chassis for driving on roads.
  • a rail chassis for driving on rails
  • a road chassis for driving on roads.
  • at least one of the Fahrwer ke is adjustable in height. This allows the device, in particular the Fahrwa gene, to be translated between adjacent rails.
  • the fixing unit can be designed to carry the at least one processing device in a form-fitting manner, in particular in the form of a support bracket and / or a support basket.
  • the fixing unit is preferably designed so that the at least one processing device can be hooked into the fixing unit from above.
  • the at least one processing device can be reliably held, particularly when the device is moved along the rails. This prevents the at least one processing device from getting into the track during the ferry operation, as a result of which personal injury or damage to property can be avoided.
  • the at least one processing device can preferably be reversibly fastened, in particular suspended, to the fixing unit by means of the multi-axis robot.
  • a device can be operated particularly safely and economically.
  • the object to be processed is understood to be the object to be processed with at least one processing device.
  • the object of processing is, for example, the track bed and / or a screw connection, in particular a screw head.
  • the sensor device can have a camera unit, in particular a 3D camera, in particular a TOF camera, and / or an infrared camera, and / or a ground penetrating radar and / or a triangulation unit, in particular a laser triangulation unit, and / or a GPS module and / or a light barrier and / or a distance sensor, in particular an ultrasonic sensor.
  • the sensor device is preferably in signal connection with the control unit.
  • the control unit for controlling the device in particular the positioning device and / or the displacement device and / or the at least one processing device, is formed on the basis of a signal from the sensor device.
  • the device comprises a supply unit for supplying the positioning device and / or the at least one processing device and / or the at least one vibration decoupler with electrical and / or fluid power.
  • the supply unit is preferably attached to the trolley.
  • Another object of the invention is to provide a method of operating a device for track processing that enables simple, precise, flexible and economical track processing.
  • the at least one processing device can preferably be displaced into a reset position in which the at least one processing device is arranged at a distance from the object to be processed, and into a working position in which the at least one processing device is in engagement with the object to be processed.
  • at least one tamping unit in particular the penetrator
  • at least one screw unit in particular a wrench
  • the second rigidity is preferably lower than the first rigidity and / or the second damping is lower than the first damping.
  • the change in rigidity is preferably in the range from 1 N / cm to 1,000 N / cm, in particular from 10 N / cm to 100 N / cm, and / or in a range from 0.1 Nm / ° to 100 Nm / ° , in particular from 1 Nm / ° to 10 Nm / °.
  • a movement of the at least one processing device relative to the fastening device is completely blocked and / or at least partially blocked and / or completely released and / or partially released in the second coupling state.
  • the track is preferably processed in the area of a straight cut of the track and / or in the area of a switch.
  • the method is carried out in a partially automated and / or fully automated manner, in particular by means of the control unit.
  • the at least one processing device is moved at least partially, in particular exclusively with simultaneous monitoring of the work space by means of the sensor device, in particular by means of a camera system. If a person and / or an object penetrates the work space, the operation of the device can be interrupted. The penetration of the person and / or the object is recognized by the sensor device, preferably automatically, and provides a corresponding signal to the control unit.
  • the vibratory driving of the tamping unit and / or the rotary driving of the screwing unit is preferably carried out exclusively when the vibration decoupler is set in the second coupling state.
  • a method according to claim 25 ensures particularly precise track processing. Because the shifting between the reset position and the working position takes place when the vibration decoupler is set in the first, more rigid coupling state, the at least one processing device can be positioned particularly precisely on the processing object.
  • a method according to claim 26 ensures a reduction in the loads acting on the device. Because the vibration decoupler is set to the second coupling state with the lower rigidity when the track is being processed, a stronger decoupling of the movement of the at least one processing device from the movement of the fastening device can be achieved. The wear and tear on the device is reduced and the device can be operated particularly economically.
  • a method according to claim 27 enables particularly high torques to be exerted on the screw connections.
  • transmission of the torques via the fastening device can be avoided. This relieves the load on the fastening device and / or the positioning device and / or the vibration decoupler.
  • the bearing torques acting on the corresponding machining device when the screw connection is rotated can be transferred via the other screw connection in each case. No or at most only low torques therefore have to be transmitted via the fastening device and / or the vibration decoupler.
  • the two screw connections are at least partially, in particular completely, tightened or loosened at the same time.
  • the resulting maximum bearing forces therefore do not superimpose one another.
  • the load on the screw connections is thus reduced.
  • a method according to claim 28 is particularly economical.
  • the at least one processing device is preferably locked on the track during the tightening and / or loosening of at least one screw connection.
  • each of the screw units can be used flexibly for tightening and / or loosening the screw connections independently of another screw unit, the bearing torques resulting from the rotary drive of the screw unit being transferred to the rail.
  • the device, in particular the fastening device and / or the vibration decoupler, and / or the screw connections are not loaded by the bearing moments.
  • two of the screw connections in particular by means of two screw units, are completely tightened and / or loosened at the same time.
  • a method according to claim 29 is particularly economical.
  • the at least one processing device is preferably automated, in particular moved relative to the track by means of the positioning device, in particular with the multi-axis robot. Manual track processing in the complex area of the switches can be avoided due to the flexible displaceability of the at least one processing device relative to the track. The process can thus be carried out particularly economically.
  • Another object of the invention is to create a tamping unit for track bed processing that is particularly economical to operate and manufacture.
  • a tamping unit with the features of claim 30.
  • the advantages of the tamping unit correspond to the advantages described above in connection with the device and the method.
  • the at least one tamping unit or vibrating pot unit preferably comprises a machine motor or drive motor for driving the vibration generator.
  • the tamping unit can have a penetration body, in particular a tamping ax, and / or a penetration body receptacle for reversibly releasable fastening of a penetration body.
  • the tamping unit has a tube or a tamping pick tube as a penetrator, in which the vibration generator and / or the machine motor or drive motor are arranged.
  • the vibration generator and / or the machine motor are preferably at least partially, in particular completely, overlapped by the penetration body or the tamping tube perpendicular to the vertical direction and / or to the feed direction.
  • the vibration generator and / or the machine motor can be arranged completely within the penetration body or the tamping tube, in particular within a smallest convex envelope thereof.
  • the tamping unit is therefore particularly compact in construction and energy-efficient in operation.
  • the tamping unit can comprise at least one vibration decoupler.
  • the at least one vibration decoupler is preferably arranged between the tamping unit and the displacement device and / or between the tamping unit and the fastening device and / or between the displacement device and the fastening device.
  • the at least one vibration decoupler has, in particular, an adjustable rigidity and / or an adjustable damping.
  • the tamping unit can be developed with the features that are ben described above in connection with the device, in particular with the tamping unit.
  • Fig. 1 is a perspective view of a device for track processing with egg nem carriage for driving on rails, a multi-axis robot attached to it, a fastening device attached to the multi-axis robot and two processing devices, with several between the fastening device and the processing devices Vibration decouplers act,
  • FIG. 2 shows a side view of the device in FIG. 1, the processing devices each having a tamping unit for processing the track bed, FIG.
  • Fig. 3 is a side view of the multi-axis robot with the processing devices attached to it in Fig. 1,
  • Fig. 4 is a front view of the fastening device, the vibration decoupler, the
  • FIG. 5 shows a front view of the fastening device, the vibration decoupler and the processing devices according to FIG. 4 without the housing for arranging Illustration of a displacement device for pivoting the two processing devices to one another, which is arranged in a penetration position,
  • FIG. 6 is a front view of the fastening device, the vibration decoupler and the processing devices corresponding to FIG. 5, the displacement device being arranged in a delivery position.
  • FIG. 7 shows a perspective illustration of a device for track processing according to a further exemplary embodiment, the two processing devices each having a screw unit for tightening and / or loosening a screw connection,
  • FIG. 8 shows a front view of the fastening device, the vibration decoupler and the two processing devices in FIG. 7 and a displacement device for moving the processing devices parallel and perpendicular to a tool engagement direction
  • Fig. 9 is a perspective view of a device for track processing according to a further embodiment with a carriage, two attached multi-axis robots and each one attached to the respective multi-axis robot fastening device, on each of which two of the processing devices are arranged via an intervening vibration decoupler are.
  • the device 1 comprises a positioning device 2 with a carriage 3 for driving on rails 4 and a multi-axis robot 5.
  • the carriage 3 has a drive 6 for moving the carriage 3 along the rails 4.
  • the multi-axis robot 5 is attached to the storage unit 9.
  • the multi-axis robot 5 has six swivel joints 10 for displacing a robot head 11 relative to the bearing unit 9.
  • An arm section 12 of the multi-axis robot 5 is arranged in each case between the swivel joints 10.
  • the device 1 has a fastening device 13 which is attached reversibly and detachably to the positioning device 2, in particular to the robot head 11. With the fastening device 13, two processing devices 14 are connected. Vibration decouplers 15a, 15b act between the processing devices 14 and the fastening device 13. The vibration decouplers 15a, 15b are designed to decouple a movement of the fastening device 13 at least partially from a movement of the processing devices 14. The vibration decouplers 15a, 15b are adjustable in terms of their rigidity and damping behavior.
  • the fastening device 13 comprises a quick-release coupling 16 for the reversible connection to the robot head 11. Furthermore, the fastening device 13 comprises a fluid coupling 17 via which fluids, in particular hydraulic oil and compressed air, can be transmitted.
  • the two processing devices 14 each include a tamping unit 18 for processing the track bed, in particular for compacting the track bed 19.
  • the respective tamping unit 18 has a penetration body 20 for penetrating the track bed 19 and a vibration generator 21 for generating a vibration movement on the penetration body 20.
  • the penetration body 20 is designed as a tube, which is also referred to as a tamping pick tube.
  • the respective vibration generator 21 is arranged in the associated penetration body 20.
  • the vibration generator 21 comprises an eccentric mass, not shown, which is mounted eccentrically with respect to an axis of rotation, in order to generate the vibration movement.
  • the two vibration generators 21 of the tamping units 18 can each be driven in rotation via a machine motor 22 or drive motor of the tamping units 18.
  • the machine motors 22 are electrically driven. The required electrical power is provided to the fastening device 13 via a current coupling 23.
  • the machine motors 22 are arranged with respect to the vibration decouplers 15a, 15b on the side of the Stopfein units 18.
  • a displacement device 24 of the device 1 is designed for pivoting the respective processing device 14, in particular the respective tamping unit 18, relative to the fastening device 13.
  • the respective processing device 14 is connected to the fastening device 13 via a feed joint 25 of the displacement device 24.
  • a piston-cylinder unit 26 of the displacement device 24 effects the actuating force Fs required to pivot the respective processing device 14.
  • the two tamping units 18 can also be pivoted relative to one another or pivoted towards one another.
  • the vibration decouplers 15a, 15b include a fastening decoupling unit 15a attached to the fastening device 13 and a machining decoupling unit 15b each attached to the two machining devices 14.
  • the fastening decoupling unit 15a and the machining decoupling units 15b each comprise at least one chamber 27 that can be filled with a fluid for at least partial transmission of reaction forces FR between the fastening device 13 and the machining devices 14 via the fluid.
  • the fastening decoupling unit 15a is designed to control a displacement movement of the processing device 14 relative to the fastening device 13 along a penetration direction 28 of the penetrators 20 into the track bed 19.
  • the machining decoupling units 15b are designed to control the movements of the respective machining device 14 relative to the fastening device 13 along and perpendicular to the penetration direction 28.
  • the pressure pi, p2, p3 of the fluid within the chambers 27 can be set.
  • the fastening / decoupling unit 15a comprises a linear guide 29.
  • the machining / decoupling units 15b do not have such a guide.
  • the chambers 27 of both vibration decouplers 15a, 15b comprise a reversibly deformable chamber wall 30.
  • the processing decoupling unit 15b does not restrict the relative movement to certain degrees of freedom of movement between the processing devices 14 and the fastening device 13.
  • All of the chambers 27 of the vibration decouplers 15a, 15b are connected to the supply unit 7 via fluid connections 31, in particular via the fluid coupling 17.
  • the fluid pressure pi, p2, p3 within the respective chamber 27 can be set by means of the control unit 8 connected to the supply unit 7.
  • the fluid is compressed air.
  • the fastening / decoupling unit 15a is designed as a piston-cylinder unit.
  • the chambers 27 of the machining decoupling units 15b are designed as rubber bellows.
  • the rigidity of the respective vibration decoupler 15a, 15b can be adjusted as a function of the pressure pi, p2, p3. As the pressure pi, p2, p3 increases, the respective Schwingungsent coupler 15a, 15b is more strongly biased into a rest position in which the volume V enclosed by the respective chamber 27 is at a maximum.
  • the vibration decouplers 15a, 15b arranged in a deflection position bring about a restoring force that is dependent on the pressure pi, p2, p3 and moves into the rest position.
  • a piston 32 of the fastening / decoupling unit 15a embodied as a piston-cylinder unit is mounted displaceably in a cylinder 33 and delimits two annular chambers 27 from one another.
  • a spiral spring 33a acts between the piston 32 and the cylinder 33.
  • the pressure pi, p2 in the chambers 17 can be set via a fluid line 34 which is in fluid-conducting connection with the fluid coupling 17.
  • the two chambers 27 of the fastening decoupling unit 15a are connected to one another in a fluid-conducting manner via an electrically controllable throttle valve 35.
  • the throttle valve 35 is in signal-transmitting connection with the control unit 8.
  • the throttle valve 35 is connected to the Stromkupp treatment 23 via a power line 36.
  • the device 1 further comprises a sensor device 37 for detecting the position of sleepers 38 of the track, in particular the arrangement of the processing devices 14 relative to the track bed 19.
  • the sensor device 37 is also designed to monitor a work space 39, in particular to detect whether there is a Objects or people are located in the work space 39.
  • the sensor device 37 comprises two cameras 40 and a ground radar 41.
  • a triangulation unit 42 and a GPS module 43 are used to precisely determine the position of the device 1 along the rails 4.
  • the working space 39 is delimited at the bottom by the track bed 19 and to the side , forwards and backwards through a frame bridge 39a, which connects a front part of the carriage 3 with a rear part of the carriage 3.
  • the device 1 comprises a fixing unit 44.
  • the fixing unit 44 is designed as a support frame in which the displacement device 24, in particular by means of the multi-axis robot 5 from can be hung on top.
  • the functioning of the device 1 is as follows:
  • the carriage 3 is arranged on the rails 4.
  • the processing devices 14 are suspended in the fixing unit 44 via the displacement device 24.
  • the displacement device 24 is in the penetration position.
  • the pressure pi, p2, p3 in the chambers 27 of the vibration decouplers 15a, 15b corresponds to the ambient pressure.
  • the travel drive 6 is activated and the carriage 3 is moved along the rails 4 to the Bear processing object, in particular to the track bed 19 to be compacted.
  • the arrangement of the device 1 in the area of the track bed 19 to be processed is controlled by means of the control unit 8.
  • the information acquired by the sensor device 37 in particular the information acquired by the triangulation unit 42 and the GPS module 43, is processed in the control unit 8.
  • the precise determination of the sleeper 38 of the track to be tamped by the processing devices 14 takes place by means of the cameras 40.
  • the fastening device 13 and the processing devices 14 attached to it are removed from the fixing unit 44 upwards and arranged over the section of the track bed 19 to be processed.
  • the two machining devices 14 are arranged mirror-symmetrically to a vertical plane through a central longitudinal axis of the corresponding sleeper 38.
  • the multi-axis robot 5 is controlled by means of the control unit 8.
  • the device 1 is in the reset position.
  • Compressed air is applied to the chambers 27 of the vibration decouplers 15a, 15b, in particular via the fluid lines 34, via a pressure regulating unit 45 of the control unit 8.
  • the pressure pi, p2, p3 in the chambers 27 increases, the rigidity of the vibration decouplers 15a, 15b increases and the vibration decouplers 15a, 15b are net angeord in the rest position.
  • the pressure pi, p2 in the chambers 27 of the fastening / decoupling unit 15a is 100 bar, for example.
  • the pressure p3 in the chambers 27 of the machining decoupling unit 15b is, for example, 25 bar.
  • the vibration decouplers 15a, 15b are set to the first coupling state, each with a first rigidity.
  • the multi-axis robot 5 On the basis of a signal from the control unit 8, the multi-axis robot 5 lowers the machining devices 14 in the vertical direction downwards.
  • the penetrators 20 of the machining devices 14 penetrate the track bed 19. Because the vibration decouplers 15a,
  • the device 1 is in the penetration position or penetration position illustrated in FIG. 5.
  • the pressure in the chambers 27 is reduced on the basis of a corresponding signal from the control unit 8.
  • the pressure pi, p2 in the chambers 27 of the fastening decoupling unit 15a is, for example, 10 bar.
  • the pressure p3 in the chambers 27 of the machining decoupling unit 15b is, for example, 5 bar.
  • a respective second rigidity of the vibration decouplers 15a, 15b is reduced in the second coupling state compared to the first rigidity when penetrating into the track bed 19.
  • a second damping of the fastening decoupling unit 15a in the second coupling state can be changed by means of the throttle valve 35 and can be set differently from the first damping in the first coupling state.
  • the machine motors 22 of the machining devices 14 are supplied with electrical power by the control unit 8, in particular via the power coupling 23 and the power lines 36.
  • the machine motors 22 drive the vibrators 21 of the machining devices 14. As a result, a vibratory movement is generated and transmitted to the penetrators 20
  • the piston-cylinder units 26 of the displacement device 24 are supplied with hydraulic fluid which is provided by the supply unit 7 and via the fluid coupling 17 and the fluid lines 34 to the piston-cylinder units 26 is conducted.
  • the actuating forces Fs brought about on the piston-cylinder units 26 cause the processing devices 14 to pivot about the infeed joints 25.
  • the displacement device 24, in particular the processing devices 14, is in the illustrated in FIG.
  • reaction forces FR act on the processing device 14.
  • the reaction forces FR are via the processing decoupling unit 15b, the displacement device 24 and the fastening / decoupling unit 15a is transferred to the fastening device 13.
  • the reaction forces FR are transmitted at least partially via the compressed air introduced into the chambers 27. Because the pressure pi, p2, p3 when pivoting the processing devices 14 about the infeed joints 25 is lower than the pressure pi, p2, p3 when penetrating the track bed 19, the forces transmitted to the fastening device 13 can be reduced.
  • the reaction forces FR resulting from the vibration movement of the penetrators 20 are largely eliminated by the vibration decouplers 15a, 15b.
  • the peak values of the vertical reaction forces FR Z when penetrating the track bed 19 are reduced by the vibration decouplers 15a, 15b.
  • the adjustable throttle valve 35 enables adjustable damping of the vertical relative movement of the processing devices 14 compared to the fastening device 13.
  • the control unit 8 provides a signal for displacing the machining devices 14 by means of the piston-cylinder unit 26 into the penetration position.
  • the processing devices 14 pivot back about the infeed joints 25 into the penetration position.
  • the processing devices 14 are moved back into the reset position on the basis of a signal from the control unit 8.
  • the vibration decouplers 15a, 15b are switched back to the first coupling state.
  • the sensor device 37 provides a signal to the control unit 8 that correlates with the position of the adjacent threshold 38.
  • the multi-axis robot 5 moves the processing devices 14 into the next reset position above the next section to be processed of the track bed 19. The further processing of the track bed 19 takes place in accordance with the description above.
  • the working space 39 is monitored by the sensor device 37 over the entire duration of the track cultivation. If a person or an object intrudes into the work space 39, this is detected by the sensor device 37 and a corresponding signal is provided at the control unit 8. The control unit 8 then interrupts the operation of the device 1. In particular, the movements of the multi-axis robot 5, the displacement device 24 and the vibration generator 21 are interrupted. As a result, the device 1 can be operated in a particularly safe manner.
  • the trolley 3 is designed as a multi-way vehicle.
  • the trolley 3 comprises, in addition to a rail trolley 46 for traveling on the rails 4, an auxiliary trolley 47.
  • the auxiliary trolley 47 can be displaced in the vertical direction, in particular between a position above the rail trolley 46 and a position below the rail trolley 46.
  • the additional chassis 47 is designed for driving on uneven surfaces and roads.
  • the additional chassis 47 is designed to move the device 1 between two neighboring tracks, in particular perpendicular to the longitudinal extension of the rails 4. The flexibility of use of the device 1 is increased considerably as a result.
  • the positioning device 2 in particular the trolley 3 with the multi-axis robot 5, is mechanically significantly less stressed and its wear is reduced.
  • the positioning device 2 can thus be designed to be particularly economical in terms of material and lightweight, and it can also be manufactured and operated particularly economically.
  • the device 1 has two processing devices 14, each with a screw unit 48 for tightening and loosening a screw connection 49.
  • Each of the screwing units 48 comprises a machine motor 22 for rotationally driving a screwing tool 50 of the screwing unit 48.
  • a socket wrench 51 for rotating the screw connection 49 is attached to the respective screwing tool 50 in a reversible and detachable manner.
  • a displacement device 24, shown only schematically, is designed to move the two machining devices 14 independently of one another along an engagement direction 52 of the screwing tool 50.
  • the displacement device 24 is also designed to move the processing devices 14 perpendicular to the handle direction 52 relative to one another.
  • the displacement device 24 is designed to displace the respective machining device 14 together with the associated machining decoupling unit 15b.
  • the machining decoupling units 15b have an elastically deformable chamber wall 30 in the form of a rubber bellows.
  • the structure of these machining decoupling units 15b essentially corresponds to the machining decoupling units 15b according to the exemplary embodiment described above.
  • the fastening decoupling unit 15a comprises a brake unit 53 for the adjustable braking of a movement of the processing devices 14 relative to the fastening device 13.
  • the brake unit 53 comprises brake linings 54 which can be reversibly pressed against a brake body 56 by means of a brake actuator 55 .
  • the damping of a movement transmitted via the fastening / decoupling unit 15a can be set on the basis of the contact pressure FA generated by the brake actuator 55.
  • the decoupling of the movement of the fastening device 13 from the movement of the processing devices 14 is carried out by the fastening decoupling unit 15a exclusively along the direction of engagement 52.
  • the device 1 comprises a clamping device 57, shown only schematically, for reversibly fastening the processing devices 14 to the rails 4.
  • the clamping device 57 is attached to the displacement device 24.
  • the clamping device 57 has a not shown set up adjusting element for reversible clamping on the rail 4.
  • the actuating element can be actuated on the basis of a signal from the control unit 8.
  • the device 1 further comprises a cutting tool 58, shown only schematically in FIG. 8, for cutting off a screw bolt 59 of a no longer detachable, tight screw connection 49.
  • the device 1 has a loading device 62 for providing screw elements, in particular screws and / or nuts.
  • the loading device 62 is designed for handling blisters.
  • the screw elements can thus be provided in a definable position and location and can thus be fed to the processing devices 14 in an automated manner, in particular by means of the multi-axis robot 4.
  • the device 1 is moved to the object to be processed, in particular to the screw connections 49 to be loosened.
  • the device 1 is in the reset position.
  • the vibration decouplers 15a, 15b are set to the first coupling state with the greater rigidity compared to the second coupling state.
  • the position of the rail 4 and the screw connections 49 is detected by means of the sensor device 37.
  • the tensioning device 57 rigidly attached to the displacement device 24 engages around the rail 4.
  • An actuator of the tensioning device 57 is activated by means of the control unit 8.
  • the rail 4 is clamped between the clamping jaws of the clamping device 57.
  • the processing devices 14 are supported on the rail 4 via the displacement device 24 and the clamping device 57.
  • the processing devices 14 are positioned relative to one another and perpendicular to the engagement direction 52 by means of the displacement device 24, in accordance with the relative position of the screw connections 49 to one another.
  • the processing devices 14 are lowered by means of the multi-axis robot 5 in the direction of engagement 52.
  • the socket wrench 51 who brought into engagement with the screw heads of the screw bolts 59.
  • the vibration decouplers 15a, 15b are set to the second coupling state with the lower rigidity compared to the first coupling state.
  • the machine motors 22 are activated and the socket wrenches 51 are driven in rotation by means of the screwing tools 50.
  • the screwing tools 50 are designed as impact wrenches. Stuck screw connections 49 can thus be released particularly reliably.
  • the vibration decouplers 15a, 15b decouple a movement of the fastening device 13 from the movements of the two processing devices 14. Force peaks of vertical reaction forces FR Z are eliminated by the fastening decoupling unit 15a.
  • the vertically resilient mounting due to the linear guide 29 and the spring element 33a prevents the transfer of shock loads to the fastening device 13 when the screw connections 49 come into contact with the lowering of the processing tools 14. in particular the processing devices 14 and the displacement device 24 counteract.
  • the braking unit 53 dampens the vertical movement of the machining devices 14 relative to the fastening device 13, whereby the forces acting on the fastening device 13 are further reduced.
  • the screw units 48 By designing the screw units 48 as impact screw units, tight screw connections 49 can be released particularly reliably.
  • the vibrations generated by the impact screw lead in particular to reaction forces FR x , FR V in the horizontal plane. Force peaks of these reaction forces FR x , FR V are eliminated in the processing decoupling devices 15b.
  • the movement of the processing devices 14 is controlled by the movement
  • the movement of the displacement device 24 is at least partially decoupled by the processing decoupling device 15b.
  • the tensioning device 57 is loosened from the rail 4.
  • the vibration decouplers 15a, 15b are set to the first coupling state with the greater rigidity compared to the second coupling state.
  • the processing devices 14 are lifted via the fastening device 13.
  • the sensor device 37 checks whether the screw connections 49 were loosened. If at least one of the screw connections 49 is so tight that it could not be loosened by means of the screwing tool 50, the corresponding screw bolt 59 is cut off. For this purpose, the cutting tool 58 is moved to the corresponding screw connection 49 by means of the multi-axis robot 5.
  • the vibration decouplers 15a, 15b are set to the first coupling state.
  • the cutting tool motor 61 is activated and the cutting wheel 60 is advanced in the direction of the screw bolt 59. The screw bolt 59 is severed. The separation process is complete and the device 1 is moved back into the reset position.
  • the device 1 can also be used for producing, in particular for assembling and tightening screw connections 49.
  • the screwing units 48 are moved to the loading device 62 by means of the multi-axis robot 5.
  • the Schwingungsent couplers 15a, 15b are set to the first coupling state.
  • the socket wrenches 51 are inserted into the blister filled with screws.
  • the screws are held, for example, by means of a clamp connection, in particular by means of a pressure piece, and / or by means of a magnet, in particular an electromagnet.
  • the processing devices 14 are moved in the direction of the screw connection 49 to be produced, the screws are removed from the blister.
  • the screws are inserted into the predetermined screw hole on the basis of a signal from the control unit 8, in particular based on the measured values provided by the sensor device 37.
  • the processing devices 14 are fastened to the rail 4 be.
  • the vibration decouplers 15a, 15b are here set to the second coupling state.
  • the machine motors 22 are activated.
  • the screw connections 49 are tightened, in particular at the same time.
  • the device 1 unlike the last described embodiment, does not have a tensioning device 57.
  • the two screw units 48 of the machining devices 14 are supported against one another when the screw connections 49 are tightened and / or loosened.
  • the torques transmitted to the respective screw connection 49 are removed by corresponding reaction forces F R , which act on the respective other screw connection 49.
  • both machining devices 14 are not activated at the same time during the initial loosening and / or during the subsequent tightening, but the screwing units 48 are operated alternately. In contrast, when the screw connections 49 are initially tightened and / or when the screw connections 49 are finally loosened, both screw units 48 are operated simultaneously.
  • the screw units 48 preferably have a force sensor, in particular a torque sensor. Switching between the simultaneous operation and the alternating operation of the screwing units 48 is preferably carried out on the basis of a signal from the respective force sensor, in particular by the control unit 8.
  • the device 1 has two of the multi-axis robots 5, to each of which two of the processing devices 14 are attached via a fastening device 13.
  • the processing devices 14 are designed as screw units 48.
  • the processing devices 14 can be designed as stuffing units 18.
  • the control unit 8 and the supply unit 7 are designed to operate the two multi-axis robots 5 and the processing device 14.
  • the frame bridge 39a is replaced by a central frame support 39b, which runs in particular centrally between the rails 4.
  • the loading device 62 is arranged on the frame support 39b. The loading device 62 can thus be reached with all processing devices 14.
  • the cameras 40 of the sensor device 37 are arranged in a side area of the carriage 3.
  • the two working spaces 39 are monitored by the sensor device 37 in accordance with the embodiments described above.
  • the functioning of the device 1 corresponds to the functioning of the devices 1 according to the embodiments described above.
  • the device 1 has the vibration decouplers 15a, 15b, a movement of the fastening device 13 is at least partially decoupled from a movement of the at least one processing device 14 be reduced.
  • the device 1 is particularly robust and reliable in operation and can be manufactured and operated particularly economically.

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zur Gleisbearbeitung umfasst eine Befestigungseinrichtung (13), mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (14) und mindestens einen zwischen der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) und der Befestigungseinrichtung (13) wirkenden Schwingungsentkoppler (15a) mit einstellbarer Steifigkeit und/oder einstellbarer Dämpfung zum zumindest anteiligen Entkoppeln einer Bewegung der Befestigungseinrichtung (13) von einer Bewegung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14).

Description

Vorrichtung zur Gleisbearbeitung
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2020207 437.2 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gleisbearbeitung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Gleisbearbeitung. Die Erfindung betrifft auch ein Stopfaggregat zur Gleisbettbearbeitung.
Aus der WO 2017/097 390 Al ist ein Stopfaggregat zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises bekannt. Das Stopfaggregat umfasst Stopfpickel, die jeweils mit einem Stopfhebel ver bunden und um eine Schwenkachse verschwenkbar an einem Werkzeugträger gelagert sind. Je dem Stopfhebel ist ein Winkelsensor zum Erfassen des Schwenkwinkels in Bezug auf den Werk zeugträger zugeordnet. Der Einsatz und die Lebensdauer des Stopfaggregats können hierdurch verbessert werden.
Die DE 1 904 121 A offenbart eine Vorrichtung mit Schraubwerkzeugen zum Anziehen und Lösen von Schraubverbindungen. Um das jeweilige Schraubwerkzeug mit der Schraubverbin dung robust gegenüber Lagetoleranzen in Eingriff zu bringen, ist es über Federn mit vorbe stimmter Steifigkeit elastisch an einem Gehäuse gelagert. Die Schraub Werkzeuge sind somit re lativ zu dem Gehäuse und relativ zueinander beweglich gelagert. Diese zusätzlichen Freiheits grade erschweren jedoch das Positionieren der Schraubwerkzeuge, insbesondere wenn durch Motoren oder Stellantriebe verursachte Vibrationen die elastisch gelagerten Schraub Werkzeuge zu Schwingungen anregen. Nachteilig ist ferner, dass die an den Schraubverbindungen erzielba ren Anzugsmomente und die Anzugspräzision, aufgrund der elastische Lagerung der Schraub werkzeuge reduziert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, robuste und flexibel einsetzbare Vor richtung zur Gleisbettbearbeitung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Vorrichtung mindestens einen Schwingungsentkoppler mit einstellbarer Stei- figkeit und/oder einstellbarer Dämpfung aufweist, welcher zwischen der mindestens einen Bear beitungseinrichtung und der Befestigungseinrichtung wirkt, kann die mindestens eine Bearbei tungseinrichtung einerseits präzise geführt und positioniert werden. Andererseits können die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung und die Befestigungseinrichtung mit einem gewünsch ten Maß entkoppelt werden. Das Entkoppeln einer Bewegung der Befestigungseinrichtung von einer Bewegung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung und/oder einer Bewegung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung von einer Bewegung der Befestigungseinrichtung ist mittels des mindestens einen Schwingungsentkopplers einstellbar. Die Übertragung von Vibrati onsbewegungen von der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung auf die Befestigungseinrich tung kann hierdurch reduziert werden. Die Vorrichtung ist somit flexibel einsetzbar und robust. Die Vorrichtung dient insbesondere zur teilautomatisierten und/oder vollautomatisierten Gleis bearbeitung. Die Vorrichtung ist insbesondere als auf Schienen verfahrbare Gleisbearbeitungs maschine ausgebildet.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler zwischen einem ersten Kopp lungszustand, in welchem der Schwingungsentkoppler eine erste Steifigkeit und/oder eine erste Dämpfung aufweist, und einem zweiten Kopplungszustand, in welchem der Schwingungsent koppler eine gegenüber dem ersten Kopplungszustand unterschiedliche, insbesondere niedrigere, zweite Steifigkeit und/oder eine von der ersten Dämpfung unterschiedliche, insbesondere niedri gere, zweite Dämpfung aufweist, einstellbar. Zum Positionieren der mindestens einen Bearbei tungseinrichtung kann der mindestens eine Schwingungsentkoppler in den ersten Kopplungszu stand, mit der höheren Steifigkeit, eingestellt werden. Das Positionieren der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung über die Befestigungseinrichtung kann somit besonders präzise und sicher erfolgen. Zur Gleisbearbeitung kann der mindestens eine Schwingungsentkoppler auf den zweiten Kopplungszustand, mit der niedrigeren Steifigkeit, eingestellt werden. Bei der Gleisbe arbeitung auftretende Bewegungen, insbesondere Schwingungs- und/oder Vibrationsbewegun gen, der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung können in dem zweiten Kopplungszustand in einem gewünschten bzw. großen Umfang von der Bewegung der Befestigungseinrichtung ent koppelt werden. Die auf die Befestigungseinrichtung wirkenden Beanspruchungen sind somit reduziert. Die Vorrichtung ist aufgrund der reduzierten Beanspruchungen besonders robust und wirtschaftlich im Betrieb. Unter der Einsteilbarkeit des mindestens einen Schwingungsentkopplers hinsichtlich seiner Stei figkeit und/oder Dämpfung wird verstanden, dass durch Ändern mindestens einer Stellgröße eine Änderung entsprechender Eigenschaften, insbesondere reversibel, bewirkt werden kann. Die Integrität des mindestens einen Schwingungsentkopplers bleibt dabei vorzugsweise vollständig erhalten. Insbesondere ist der Schwingungsentkoppler einstellbar, ohne dass hierfür eines seiner Bauteile ausgebaut und/oder durch ein anderes Bauteile, insbesondere ein Bauteil anderer Stei figkeit und/oder Dämpfung, ersetzt werden muss. Der mindestens eine Schwingungsentkoppler ist vorzugsweise zwischen unterschiedlichen Steifigkeiten und/oder Dämpfungswerten schaltbar, insbesondere werkzeuglos, schaltbar.
Der Schwingungsentkoppler kann dazu ausgebildet sein, dass das Verändern der Steifigkeit und/oder der Dämpfung mindestens einmal innerhalb eines, insbesondere jedes, Gleisbearbei- tungszykluses, insbesondere mindestens umfassend das Positionieren der mindestens einen Be arbeitungseinrichtung und die Gleisbearbeitung, erfolgen kann. Vorteilhaft wird hierdurch er reicht, dass die Steifigkeit und/oder die Dämpfung des mindestens einen Schwingungsentkopp lers zeitlich jeweils zwischen dem Positionieren der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung an dem Gleis und der Gleisbearbeitung einstellbar sind.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler hinsichtlich seiner Steifigkeit und/oder Dämpfung ferngesteuert einstellbar. Hierzu kann der Schwingungsentkoppler einen Schnittstelle, insbesondere einen Anschluss, für eine Signalverbindung aufweisen. Die Schnitt stelle und/oder die Signalverbindung sind vorzugsweise zum Leiten fluidischer und/oder mecha nischer und/oder elektrischer Signale ausgebildet. Insbesondere kann das Einstellen der Steifig keit und/oder der Dämpfung automatisiert erfolgen. Hierdurch kann der Schwingungsentkoppler besonders effizient und wirtschaftlich betrieben werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler dazu ausge bildet, eine Relativbewegung zwischen der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung und der Befestigungseinrichtung in Vertikalrichtung und/oder in mindestens einer Horizontalrichtung, insbesondere in jeder Horizontalrichtung, und/oder entlang einer Vorschubrichtung, insbesonde re einer Eindringrichtung oder einer Eingriffsrichtung, der mindestens einen Bearbeitungsein richtung und/oder in mindestens einer Richtung, insbesondere in allen Richtungen, senkrecht zu der Vorschubrichtung freizugeben. Der mindestens eine Schwingungsentkoppler kann dazu aus gebildet sein, Drehbewegungen um die Vertikalrichtung und/oder um die Vorschubrichtung und/oder um mindestens eine Richtung senkrecht zu der Vertikalrichtung und/oder zu der Vor schubrichtung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung relativ zu der Befestigungseinrich tung zuzulassen. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass eine Übertragung von Schwingungen zwischen der Bearbeitungseinrichtung und der Befestigungseinrichtung besonders umfassend vermindert wird.
Der Schwingungsentkoppler kann ein oder mehrere hinsichtlich ihrer Steifigkeit oder Dämpfung einstellbare, insbesondere hinsichtlich dieser Eigenschaften reversibel veränderbare, Entkopp lungselemente aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler zwischen unterschiedlichen Steifigkeitswerten und/oder Dämpfungswerten einstellbar, die sich jeweils um mindestens 20 %, insbesondere mindestens 50 %, insbesondere mindestens 100 %, und/oder maximal 500 % unterscheiden. Hierdurch kann eine besonders hohe Bearbeitungsflexi bilität erreicht werden.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung dazu ausgebildet, dass das Ein stellen der Steifigkeit und/oder der Dämpfung, insbesondere das Verstellen zwischen unter schiedlichen Steifigkeits- und/oder Dämpfungswerten, innerhalb eines Zeitraums von maximal 10 s, insbesondere maximal 5 s, insbesondere maximal 2 s, insbesondere maximal 1 s, und/oder mindestens 0,1 s erfolgen kann. Die Gleisbearbeitung kann somit besonders zeiteffizient erfol gen.
Unter der zumindest anteiligen Bewegungsentkopplung wird insbesondere verstanden, dass das Entkoppeln zumindest entlang einzelner Bewegungsfreiheitsgrade und/oder entlang dieser Be- wegungsfreiheitsgrade zumindest anteilig erfolgt. Beispielsweise kann das Entkoppeln hinsicht lich mindestens eines Linear-Freiheitsgrads und/oder eines Dreh-Freiheitsgrads erfolgen. Die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung ist vorzugsweise relativ zu der Befestigungseinrichtung verschiebbar und/oder schwenkbar gelagert. Der mindestens eine Schwingungsentkoppler kann hierzu mindestens ein Linearlager und/oder ein Drehgelenk, insbesondere ein Kreuzgelenk, auf- weisen. Der mindestens eine Schwingungsentkoppler ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser einer Relativbewegung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung gegenüber der Be festigungseinrichtung entgegenwirkt.
Vorzugweise ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler zwischen mindestens zwei, insbe sondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf Kopp lungszuständen mit jeweils unterschiedlicher Steifigkeit und/oder Dämpfung verstellbar. Der mindestens eine Schwingungsentkoppler ist vorzugsweise reversibel einstellbar. Noch bevorzug ter ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler stufenlos, insbesondere zwischen dem ersten Kopplungszustand und dem zweiten Kopplungszustand, verstellbar.
Der mindestens eine Schwingungsentkoppler kann zum Verstellen der Steifigkeit eine Kopp lungseinheit zum reversiblen Koppeln unterschiedlicher Steifigkeiten, insbesondere mehrerer Federelemente, und/oder unterschiedlicher Bereiche eines einzelnen Federelements in den Kraft leitpfad zwischen der Befestigungseinrichtung und der mindestens einen Bearbeitungseinrich tung aufweisen. Das mindestens eine Federelement kann eine Spiralfeder und/oder eine Blattfe der und/oder einen elastischen Körper, insbesondere aus einem weichelastischen Material, insbe sondere aus einem Kautschukmaterial, insbesondere aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, umfas sen. Vorzugsweise umfasst die Kopplungseinheit einen Stellmotor zum reversiblen Koppeln der unterschiedlichen Steifigkeiten.
Der mindestens eine Schwingungsentkoppler kann zum Einstellen der Dämpfung ein fluidisches Dämpfungselement, insbesondere einen Flüssigkeitsdämpfer und/oder einen Gasdämpfer und/oder ein Drosselventil, und/oder ein mechanisches Dämpfungselement, insbesondere eine mechanische Bremse, und/oder ein elektrisches Dämpfungselement, insbesondere eine Wir belstrombremse, aufweisen. Vorzugsweise ist das Dämpfungselement wiederholt verwendbar.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler dazu ausgebildet, dass die Stei figkeit und/oder die Dämpfung mittels eines elektrischen Signals und/oder eines fluidischen Sig nals, insbesondere eines Fluiddrucks, einstellbar sind. Der mindestens eine Schwingungsent koppler ist somit besonders einfach und zuverlässig zwischen den einzelnen Kopplungszustän den einstellbar und/oder schaltbar. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit zum Einstellen der Steifigkeit und/oder der Dämpfung des mindestens einen Schwingungsentkopplers, insbesondere zum Ver stellen des mindestens einen Schwingungsentkopplers zwischen den mindestens zwei unter schiedlichen Kopplungszuständen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit zum automatisierten Ein stellen des mindestens einen Schwingungsentkopplers ausgebildet. Die Steuereinheit umfasst vorzugsweise ein elektronisches Steuergerät zum Steuern der Vorrichtung.
Der mindestens eine Schwingungsentkoppler kann ein passives Federelement und/oder ein pas sives Dämpfungselement aufweisen. Unter passiven Federelementen bzw. passiven Dämpfungs elementen werden hinsichtlich ihrer Steifigkeit und/oder Dämpfung nicht einstellbare Federele mente bzw. Dämpfungselemente verstanden. Das passive Federelement und/oder passive Dämp fungselement kann beispielsweise ein Gummilager sein. Durch das mindestens eine passive Fe derelement und/oder passive Dämpfungselement wird die Anordnung des mindestens einen Schwingungsentkopplers in zumindest einem im Betrieb sicheren Kopplungszustand, insbeson dere auch beim Ausfall einer elektrischen und/oder fluidischen Energieversorgung, zuverlässig gewährleistet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt die Entkopplung der Bewegung der Befes tigungseinrichtung gegenüber Bewegungen der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung mit tels des mindestens einen Schwingungsentkopplers in mindestens zwei, insbesondere mindestens drei und/oder in maximal vier, insbesondere maximal drei Ebenen entlang des Kraftpfads zwi schen der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung und der Befestigungseinrichtung.
Die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung kann eine Bearbeitungsmaschine und/oder ein Be arbeitungswerkzeug aufweisen. Die Bearbeitungsmaschine umfasst im Unterschied zu dem Be arbeitungswerkzeug einen Maschinenmotor bzw. Antriebsmotor zum Bereitstellen der zur Gleis bearbeitung erforderlichen Leistung.
Die Befestigungseinrichtung kann zum dauerhaften, unlösbaren Anbringen an einer Tragstruktur ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung zum lösbaren Anbringen an einer Tragstruktur ausgebildet. Beispielsweise kann die Befestigungseinrichtung eine Schnellspann- kupplung zum reversibel lösbaren, insbesondere automatisierbaren, Verbinden mit der Trags truktur aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Befestigungseinrichtung eine Fluidkupplung zum reversibel lösbaren Herstellen mindestens einer Fluidverbindung und/oder eine Stromkupplung zum reversibel lösbaren Herstellen mindestens einer elektrischen Verbindung, insbesondere mit der Tragstruktur. Die Fluidkupplung und/oder die Stromkupplung sind vorzugsweise dazu aus gebildet, mindestens eine, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbe sondere mindestens vier, und/oder insbesondere höchstens vier Fluidverbindungen und/oder Stromverbindungen reversibel herzustellen. Diese Verbindungen sind vorzugsweise zum Über tragen von Steuersignalen und/oder Leistungssignalen zu dem mindestens einen Schwingungs- entkoppler und/oder zu der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung ausgebildet.
Über die Befestigungseinrichtung werden vorzugsweise Kräfte in dem Bereich von 0,1 kN bis 10 kN, insbesondere von 0,5 kN bis 5 kN übertragen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung mehrere Bearbeitungseinreichungen. Die mehreren Bear beitungseinrichtungen können einem gemeinsamen Schwingungsentkoppler, mehreren Schwin- gungsentkopplern und/oder insbesondere einem jeweiligen Schwingungsentkoppler zugeordnet sein. Die mehreren Bearbeitungseinrichtungen können an einer gemeinsamen Befestigungsein richtung, mehreren Befestigungseinrichtungen und/oder einer jeweiligen Befestigungseinrich tung zugeordnet sein. Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, und insbesondere mindestens vier Bearbeitungseinrichtungen und/oder höchs tens acht, insbesondere höchstens sechs, und insbesondere höchstens vier Bearbeitungseinrich tungen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung, insbesondere der mindestens eine Schwingungsentkoppler ein Gehäuse, auf, welches relativ zueinander bewegliche Teile, insbe sondere zwischen der Befestigungseinrichtung und der mindestens einen Bearbeitungseinrich tung, verdeckt. Eine Verletzung von Personen sowie eine Beschädigung der Mechanik durch eindringende Gegenstände können somit zuverlässig verhindert werden.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 2 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Das mit dem mindes tens einen Schwingungsentkoppler signalverbundene Stellmittel kann unmittelbar an dem Schwingungsentkoppler oder von diesem beabstandet angeordnet sein. Bei einer beabstandeten Anordnung kann das Einstellen ferngesteuert erfolgen. Die Signalverbindung kann zum Übertra gen fluidischer und/oder mechanischer und/oder elektrischer Signale ausgebildet sein. Das Stellmittel kann als Druckreguliereinheit und/oder als automatisiert oder händisch betätigbarer Schalthebel und/oder als elektronische Steuereinheit ausgebildet sein.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 3 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Die Antriebseinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die zum Einstellen der Steifigkeit und/oder der Dämpfung erforderliche fluidische und/oder mechanische Energie bereitzustellen. Die Antriebseinheit kann eine Fluidpumpe, insbesondere eine Hydraulikpumpe und/oder eine Pneumatikpumpe, und/oder einen Elektromotor, insbesondere einen Drehmotor und/oder einen Linearmotor, umfassen.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 4 ist robust und wirtschaftlich im Betrieb. Die mit dem Fluid befüllte Kammer ermöglicht das Einstellen der Steifigkeit und/oder der Dämpfung des mindes tens einen Schwingungsentkopplers in besonders einfacher Weise. Vorzugsweise ist die Kammer reversibel mit dem Fluid befüllbar. Insbesondere kann das Befüllen der Kammer aufgrund eines Steuersignals der Steuereinheit automatisiert erfolgen. Zum Einstellen der Steifigkeit und/oder der Dämpfung kann der Druck des Fluids in der Kammer verändert werden.
Das Fluid kann eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser und/oder Öl, insbesondere Hydrauliköl, oder ein Gas, insbesondere Luft, umfassen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst der mindestens eine Schwingungsentkoppler min destens eine, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindes tens vier, der Kammern. Vorzugsweise ist zwischen mindestens zwei der Kammern ein Über- strömkanal vorgesehen. Vorzugsweise ist der mindestens eine Schwingungsentkoppler derart ausgebildet, dass ein von der mindestens einen Kammer eingeschlossenes Volumen beim Ausü ben einer Kraft auf den Schwingungsentkoppler zunimmt, wobei das von einer weiteren Kammer eingeschlossene Volumen beim Ausüben der Kraft auf den mindestens einen Schwingungsent koppler gleichzeitig abnimmt. Zwischen diesen beiden Kammern kann das Fluid über den Über- strömkanal strömen. Hierdurch kann eine Dämpfung der Relativbewegung zwischen der Befesti gungseinrichtung und der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung erzielt werden. Die mindestens eine Kammer kann als Hubraum einer Kolben-Zylinder-Einheit und/oder als Faltenbalg und/oder als elastische Blase ausgebildet sein. Die Kolben-Zylinder-Einheit ist vor zugsweise als Zwei-Wege-Zylinder-Kolben-Einheit ausgebildet.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 ist robust und wirtschaftlich im Betrieb und gewährleistet in einfacher Weise das Entkoppeln der Bewegungen. Vorzugweise wird die Kammerwand aus schließlich in einem elastischen Bereich verformt. Vorzugweise liegt eine Wandstärke der Kammerwand in einem Bereich von 2 mm bis 6 mm, insbesondere von 0,5 mm bis 4 mm, insbe sondere von 1 mm bis 2 mm. Vorzugsweise ist die Kammerwand dazu ausgebildet, einen Fluid druck innerhalb der Kammer von mindestens 2 bar, insbesondere mindestens 5 bar, insbesondere mindestens 10 bar, insbesondere mindestens 50 bar, insbesondere mindestens 100 bar, standzu halten. Die Kammerwand kann ein elastisches Material, insbesondere ein Kautschukmaterial, und/oder ein Fasermaterial, insbesondere Kohlefasem und/oder Glasfasern und/oder Naturfasern und/oder Kunststofffasern, insbesondere Polyamidfasern, und/oder ein textiles Material mit der artigen Fasern und/oder ein Kunststoffmaterial und/oder einen metallischen Werkstoff, insbe sondere einen Stahl, insbesondere einen Federstahl, umfassen. Insbesondere kann die Kammer als flexibler Gummibalg ausgebildet sein.
Die Ausbildung der Kammer mit der verformbaren Kammerwand ermöglicht es, auf mehrere lineare Freiheitsgrade und/oder Drehfreiheitsgrade zugleich zu wirken. Insbesondere im Unter schied zu einer Kolben-Zylinder-Einheit, kann die Kammer mit der verformbaren Kammerwand auf mindestens zwei Bewegungskomponenten der Relativbewegung zwischen der Befestigungs einrichtung und der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung, insbesondere auf mindestens zwei lineare, senkrecht aufeinander stehende Bewegungskomponenten und/oder auf mindestens zwei Drehbewegungskomponenten und/oder auf mindestens eine lineare Bewegungskomponente und/oder mindestens eine Drehbewegungskomponente, zugleich wirken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der mindestens eine Schwingungsentkopp- ler mindestens einen Endanschlag zum Begrenzen einer Relativbewegung zwischen der Befesti gungseinrichtung und der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung. Hierdurch wird vorteilhaft gewährleistet, dass der mindestens eine Schwingungsentkoppler bei starken Auslenkungen der Befestigungseinrichtung relativ zu der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung keinen Scha den nimmt. Insbesondere kann somit eine Beschädigung der reversibel verformbaren Kammer wand vermieden werden.
Der mindestens eine Schwingungsentkoppler kann ein formstarres Gehäuse aufweisen, welches eine druckbedingte Ausdehnung der reversibel verformbaren Kammerwand begrenzt. Die Vor richtung ist so besonders sicher betreibbar.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 6 gewährleistet ein einfaches Einstellen der Bewegungsent kopplung. Die Druckreguliereinheit kann ein Bestandteil des mindestens einen Schwingungsent- kopplers sein. Alternativ kann die Druckreguliereinheit im Hinblick auf den mindestens einen Schwingungsentkoppler auf Seiten der Befestigungseinrichtung angeordnet sein. Die Druckregu liereinheit steht vorzugsweise in Signalverbindung mit der Steuereinheit. Die Druckregulierein heit und/oder die Steuereinheit können zum Regeln des Drucks des Fluids in der Kammer ausge bildet sein. Durch die Regulierbarkeit des Drucks in der Kammer sind die Steifigkeit und/oder die Dämpfung insbesondere stufenlos einstellbar. Vorzugweise ist die Kammer in der Art einer einstellbaren Gasfeder und/oder eines pneumatischen Muskels ausgebildet.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 7 ist besonders wirtschaftlich herstellbar und gewährleistet die Bewegungsentkopplung in einfacher und zuverlässiger Weise. Vorzugsweise ist das Drosselven til elektrisch und/oder fluidisch, insbesondere anhand eines Signals der Steuereinheit, einstellbar. Das Drosselventil ist vorzugsweise in dem Überströmkanal zwischen zwei mit dem Fluid befüll- ten Kammern angeordnet. Dadurch, dass das Drosselventil einstellbar ist, ist insbesondere die Kennlinie der Dämpfung einstellbar. Abhängig von der einstellbaren Öffnungsweite des Dros selventils wird ein unterschiedlich großer Anteil der Bewegungsenergie zum Bewegen der Be festigungseinrichtung relativ zu der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung in Wärmeenergie gewandelt und somit aus dem Bewegungssystem getilgt.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 8 ermöglicht das Einstellen der Steifigkeit und/oder der Dämp fung des mindestens einen Schwingungsentkopplers in besonders einfacher und flexibler Weise. Die Bremseinheit kann fluidisch und/oder elektrisch betätigbar sein. Hierzu kann die Bremsein heit ein fluidisch und/oder elektrisch betätigbares Stellglied aufweisen. Die Bremseinheit kann einen Elektromagneten und/oder ein Piezoelement und/oder eine Kolben-Zylinder-Einheit zum Bewirken der Bremskraft aufweisen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform um fasst die Bremseinheit eine Wirbelstrombremse. Dadurch, dass die Bremswirkung der Bremsein heit einstellbar ist, kann auf die Dämpfung und/oder die Steifigkeit des mindestens einen Schwingungsentkopplers Einfluss genommen werden. Die Bremseinheit steht vorzugsweise in Signalverbindung mit der Steuereinheit. Die Bremswirkung kann beispielsweise anhand eines an einem Kraftsensor bereitgestellten Kraftsignals und/oder anhand eines an einem Wegsensor be reitgestellten Wegsignals eingestellt werden. Das Kraftsignal korreliert vorzugsweise mit einer zwischen der Befestigungseinrichtung und der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung über tragenen Kraft. Der Wegsensor ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die veränderliche Position der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung relativ zu der Befestigungseinrichtung zu erfassen.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 9 ermöglicht in einfacher Weise die Schwingungsentkopplung. Dadurch, dass der Maschinenmotor in mindestens einer Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist, kann auf eine konstruktiv aufwendige, bewegungsentkoppelte, mechanische Leistungsübertra gung verzichtet werden. Ferner wirkt die Masse des mindestens einen Maschinenmotors als Trägheitsmasse auf Seiten der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung. Schwingungsbewe gungen an der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung werden durch diese Trägheitsmasse gedämpft und somit nur noch anteilig auf den mindestens einen Schwingungsentkoppler und auf die Befestigungseinrichtung übertragen. Bei dem Maschinenmotor kann es sich um einen flui- disch oder elektrisch angetriebenen Antriebmotor handeln. Der Maschinenmotor kann beispiels weise ein Vibrationsantrieb, insbesondere ein Schwingungsantrieb eines Stopfaggregats, oder ein Drehantrieb, insbesondere ein Schraubantrieb, insbesondere ein Schlagschraubantrieb, sein.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 10 ist robust und wirtschaftlich im Betrieb. Stopfeinheiten zur Gleisbettbearbeitung sind dazu ausgebildet, Vibrationsbewegungen zur Verdichtung des Gleis betts zu erzeugen. Hierzu weist die Stopfeinheit einen Schwingungserzeuger auf. Zum Eindrin gen in das Gleisbett kann die Stopfeinheit mindestens einen, insbesondere mindestens zwei, ins besondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, Eindringkörper, insbesondere Stopfpi ckel, aufweisen. Die Stopfeinheit kann eine Eindringkörperaufnahme zum reversibel lösbaren Aufnehmen des mindestens einen Eindringkörpers aufweisen. Die beim Vibrieren der Stopfein heit, insbesondere des mindestens einen Eindringkörpers, entstehenden Kräfte tragen maßgeblich zum Verschleiß der Vorrichtung bei. Dadurch, dass zwischen der mindestens einen Stopfeinheit und der Befestigungseinrichtung der mindestens eine Schwingungsentkoppler angeordnet ist, kann der Verschleiß der Vorrichtung auf Seiten der Befestigunseinrichtung erheblich reduziert werden. Die mit der Vorrichtung verbundenen Instandhaltungs- und Herstellungskosten können gesenkt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die mindestens eine Stopfeinheit als Schwingstopfeinheit mit einem Maschinenmotor, einem Schwingungserzeuger und mindestens einem Eindringkörper und/oder einer Eindringkörperaufnahme ausgebildet. Die Vorrichtung weist vorzugsweise min destens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, der Stopfeinheiten, insbesondere der Schwingstopfeinheiten, auf. Die Schwingstopfeinheit kann beispielsweise ei nen Antriebsmotor und einen Schwingungserzeuger umfassen, die in einem Stopfpickelrohr an geordnet sind. Das Stopfpickelrohr bildet einen Eindringkörper aus.
Alternativ kann der Schwingungserzeuger mit Hinblick auf den mindestens einen Schwingungs entkoppler auf Seiten der Befestigungseinrichtung angeordnet sein. Die mindestens eine Bearbei tungseinrichtung kann somit besonders leichtgewichtig ausgebildet sein. Die über die Befesti gungseinrichtung gelagerte Masse ist somit reduziert.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 11 ist besonders robust im Betrieb. Dadurch, dass die mindes tens eine Bearbeitungseinrichtung den Schwingungserzeuger aufweist, können die Vibrations bewegungen der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung besonders effektiv von einer Bewe gung der Befestigungseinrichtung entkoppelt werden. Zudem trägt die Masse des Schwingungs erzeugers als Trägheitsmasse zur Dämpfung der Vibrationsbewegungen auf Seiten der mindes tens einen Bearbeitungseinrichtung bei.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 12 ist besonders robust und wirtschaftlich in Betrieb. Die beim Anziehen und/oder Lösen von Schrauben, beispielsweise Schwellenschrauben, auftretenden Re aktionskräfte tragen erheblich zum Verschleiß der Vorrichtung bei. Dadurch, dass der mindes tens eine Schwingungsentkoppler zwischen der mindestens einen Schraubeinheit und der Befes tigungseinrichtung wirkt, können die auf die Befestigungseinrichtung übertragenen Kräfte redu- ziert werden. Vorzugsweise ist die Schraubeinheit als Schlagschrauber und/oder als Bohrschrau ber und/oder als Bohrmaschine ausgebildet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die mindestens eine Schraub-einheit einen Dreh momentsensor. Die Steuereinheit ist vorzugsweise zum Überwachen des Drehmoments beim Anziehen der Schraubverbindung ausgebildet. Die Steuereinheit kann zum Speichern und Do kumentieren eines Anziehmoments der jeweiligen Schraubverbindung zusammen mit spezifi schen Kennung dieser Schraubverbindung und/oder der Position der jeweiligen Schraubverbin dung entlang der jeweiligen Schienen, ausgebildet sein.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 13 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Gemäß einem As pekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, ins besondere mindestens vier der Schraubeinheiten. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass meh rere der Schraubverbindungen zeitgleich angezogen und/oder gelöst werden können.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 14 ist besonders robust und wirtschaftlich im Betrieb. Die Spannungseinrichtung ist vorzugsweise zum reversiblen Festklemmen der mindestens einen Be arbeitungseinrichtung an einer Schiene des Gleises ausgebildet. Hierzu kann die Spanneinrich tung einen Spannaktor aufweisen, welcher eine Klemmkraft zum Festklemmen an der Schiene reversibel bereitstellt. Die Spanneinrichtung kann starr mit der mindestens einen Bearbeitungs einrichtung verbunden sein. Vorzugsweise ist die Spanneinrichtung relativ zu der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung verfahrbar. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die jeweilige Schraubeinheit abhängig von der Lage der Schraubverbindung relativ zu der Lage der Schiene verlagerbar ist. Für die Spanneinrichtung können Kräfte, die beim Anziehen und/oder Lösen der Schraubverbindung entstehen, auf die Schiene übertragen werden. Die Befestigungseinrichtung und/oder der mindestens eine Schwingungsentkoppler können hierdurch mechanisch entlastet werden. Insbesondere können besonders hohe Schraubmomente auf die Schraubverbindungen ausgeübt werden.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 15 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Die Schraubelemen te können Muttem und/oder Schrauben und/oder weitere für eine Schraubverbindung erforderli che Schraubelemente, wie zum Beispiel Unterlegscheiben und/oder Federringe, umfassen. Vor- zugsweise ist die Beschickungseinrichtung dazu ausgebildet, die Schraubelemente an einer be stimmten Position und/oder mit einer vorbestimmten Orientierung bereitzustellen. Die Beschi ckungseinrichtung kann hierzu einen Schwingförderer und/oder einen Rütteltisch und/oder einen Vibrationswendelförderer und/oder einen Blisterförderer zum Handhaben von in Blisterverpa- ckungen bereitgestellter Schraubelemente aufweisen. Die Beschickungseinrichtung gewährleistet vorteilhaft, dass Schraubverbindungen weitestgehend, insbesondere vollständig, automatisiert zusammengesetzt werden können.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 16 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Mittels des Trenn werkzeugs können insbesondere festsitzende Schraubverbindungen gelöst werden, welche bei spielsweise mittels der mindestens einen Schraubeinheit nicht lösbar sind. Das Trennwerkzeug umfasst vorzugsweise einen Trennwerkzeugmotor zum Bereitstellen der für das Trennen erfor derlichen Leistung. Das Trennwerkzeug kann als Trennschleifer, insbesondere mit einer Trenn scheibe, oder als Trennzange ausgebildet sein. Das Trennwerkzeug kann starr mit mindestens einer Schraubeinheit verbunden sein. Alternativ kann das Trennwerkzeug relativ zu sämtlichen der Schraubeinheiten verfahrbar ausgebildet sein. Dadurch, dass festsitzende Schraubverbindun gen mittels des Trennwerkzeugs gelöst werden können, ist die Vorrichtung weitestgehend, insbe sondere vollständig, automatisiert betreibbar.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 17 ist im Betrieb besonders wirtschaftlich. Die Verlagerungs einrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung, insbesondere die mindestens eine Stopfeinheit und/oder die mindestens eine Schraubeinheit rela tiv zu der Befestigungseinrichtung zu verschieben und/oder zu verschwenken. Hierdurch kann die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung besonders präzise an dem jeweiligen Bearbeitungs gegenstand positioniert und/oder relativ zu diesem orientiert werden. Insbesondre können zwei der Bearbeitungseinrichtungen entsprechend der relativen Position und Orientierung zweier Be arbeitungsgegenstände passgenau zueinander orientiert und positioniert werden. Vorzugsweise ist die Verlagerungseinrichtung dazu ausgerichtet, die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung, insbesondere die mindestens eine Schraubeinheit, entlang der Vertikalrichtung und/oder parallel zu einer Horizontalebene zu verschieben. Die Verlagerungseinrichtung kann einen, insbesondere mit der Steuereinheit in Signalverbindung stehenden, Stellantrieb zum Bewirken der Verlage- rungsbewegung aufweisen. Hierdurch ist die Vorrichtung in besonders einfach automatisiert be treibbar.
Vorzugsweise ist mindestens ein Schwingungsentkoppler zwischen der Befestigungseinrichtung und der Verlagerungseinrichtung und/oder zwischen der Verlagerungseinrichtung und der min destens einen Bearbeitungseinrichtung angeordnet. Beispielsweise können zwischen der Verla gerungseinrichtung und der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung mindestens zwei, insbe sondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier und/oder maximal acht der Schwin gungsentkoppler vorgesehen sein. Diese Schwingungsentkoppler werden als Bearbeitungs- Entkopplungseinheiten bezeichnet.
Vorzugsweise ist/sind zwischen der Verlagerungseinrichtung und der Befestigungseinrichtung mindestens ein, insbesondere sind mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, und/oder ma ximal vier der Schwingungsentkoppler angeordnet. Dieser mindestens eine Schwingungsent koppler wird als Befestigungs-Entkopplungseinheit bezeichnet.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 18 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Dadurch, dass die mindestens zwei Stopfeinheiten relativ zueinander verschiebbar und/oder relativ zueinander ver- schwenkbar sind, kann das Verdichten des Gleisbetts, insbesondere unter den Gleisschwellen, besonders effizient erfolgen. Die Verlagerungseinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die in das Gleisbett eingedrungenen Eindringkörper relativ zueinander zu verschieben und/oder zu schwenken. Die Verlagerungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, mindestens zwei der Schwingstopfeinheiten zueinander zu verschieben und/oder zu schwenken. Die Verlagerungsein richtung kann mit Hinblick auf den mindestens einen Schwingungsentkoppler auf Seiten der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung und/oder auf Seiten der Befestigungseinrichtung an geordnet sein. Vorzugsweise sind die mindestens zwei, insbesondere mindestens vier, insbeson dere mindestens sechs Stopfeinheiten mittels der Verlagerungseinrichtung immer paarweise rela tiv zueinander verschiebbar und/oder schwenkbar, insbesondere in aufeinander zu gerichteten Richtungen.
Die Verlagerungseinrichtung kann zum Verschieben der mindestens zwei Stopfeinheiten eine Linearführung und/oder einen Linearantrieb aufweisen. Zum Schwenken der mindestens zwei Stopfeinheiten kann die Verlagerungseinrichtung ein Schwenkgelenk und einen Linearantrieb und/oder einen Schwenkantrieb aufweisen. Der Linearantrieb ist vorzugsweise als Hydraulikzy linder ausgebildet. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Verlagerungseinrichtung dazu ausgebildet, mindestens zwei, insbesondere sämtliche der Stopfeinheiten unabhängig voneinan der relativ zu der Befestigungseinrichtung zu verschieben und/oder zu schwenken.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 19 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Die Positionierein richtung kann zum Verbinden mit der Befestigungseinrichtung eine Tragstruktur aufweisen. Die Positioniereinrichtung steht vorzugsweise mit der Steuereinheit in Signalverbindung. Mittels der Steuereinheit ist die Positioniereinrichtung vorzugsweise automatisiert, beispielsweise teilauto matisiert oder vollautomatisiert, steuerbar.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 20 ist besonders flexibel einsetzbar und wirtschaftlich im Be trieb. Die Befestigunseinrichtung ist vorzugsweise an einem Roboterkopf des Mehrachs- Roboters angebracht. Die Befestigungseinrichtung und/oder der Roboterkopf können zur Über tragung fluidischer und/oder elektrischer Signale über die Verbindung zwischen dem Roboter kopf und der Befestigungseinrichtung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Roboterkopf zur Verbindung mit der als Schnellspannkupplung ausgebildeten Befestigunseinrichtung ausgebildet. Der Mehrachs-Roboter ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die mindestens eine Bearbeitungsein richtung über einen Abschnitt entlang der Schienen zu verlagern, welcher mindestens drei, ins besondere mindestens vier der Gleisschwellen umfasst.
Der Mehrachs-Roboter umfasst vorzugsweise mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs, und/oder maximal zehn Schwenkgelenke bzw. Schwenkachsen. Zwischen den Schwenkgelenken kann der Mehrachs- Roboter je einen Armabschnitt aufweisen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Positioniereinrichtung mindestens zwei, insbe sondere mindestens drei der Mehrachs-Roboter, welche insbesondere zeitgleich zur Gleisbear beitung eingesetzt werden können. Vorzugsweise ist an jedem der Mehrachs-Roboter eine Befes tigungseinrichtung mit mindestens einem Schwingungsentkoppler und mindestens einer Bearbei- tungseinrichtung angebracht. Die Bearbeitungsleistung der Vorrichtung kann hierdurch gestei gert werden.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 21 ist besonders flexibel einsetzbar und wirtschaftlich im Be trieb. Der Fahrwagen kann als Anhänger ohne einen Antriebsmotor ausgebildet sein oder einen Fahrantrieb aufweisen. Vorzugsweise ist der mindestens eine Mehrachs-Roboter insbesondere reversibel lösbar an dem Fahrwagen angebracht. Der mindestens eine Mehrachs-Roboter kann relativ zu dem Fahrwagen verlagerbar, insbesondere linear verfahrbar sein. Insbesondere ist der mindestens eine Mehrachs-Roboter an dem Fahrwagen hängend und/oder an einer zur Horizon talebene geneigten, insbesondere vertikalen, Wand angebracht. Der Fahrwagen ist vorzugsweise auf Schienen verfahrbar.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Fahrwagen als Zwei-Wege-F ahrzeug ausgebildet.
Der Fahrwagen kann ein Schienenfahrwerk zum Befahren von Schienen und/oder ein Straßen fahrwerk zum Befahren von Straßen aufweisen. Vorzugsweise ist mindestens eines der Fahrwer ke höhenverstellbar. Hierdurch kann ein Übersetzen der Vorrichtung, insbesondere des Fahrwa gens, zwischen benachbarten Schienen erfolgen.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 22 ist besonders sicher betreibbar. Die Fixierienheit kann zum formschlüssigen Tragen der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung, insbesondere in Form einer Tragklammer und/oder eines Tragkorbs, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Fixierein heit dazu ausgebildet, dass die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung von oben in die Fixieri enheit eingehängt werden kann. In der Fixierienheit kann die mindestens eine Bearbeitungsein richtung insbesondere beim Verlagern der Vorrichtung entlang der Schienen zuverlässig gehal ten werden. Somit wird verhindert, dass die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung beim Fährbetrieb in das Gleis gerät, wodurch Personen- oder Sachschäden vermieden werden können. Vorzugsweise ist die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung mittels des Mehrachs-Roboters an der Fixiereinheit reversibel befestigbar, insbesondere einhängbar.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 23 ist besonders sicher und wirtschaftlich betreibbar. Unter dem Bearbeitungsgegenstand wird der mit mindestens einer Bearbeitungseinrichtung zu bearbei tende Gegenstand verstanden. Der Bearbeitungsgegenstand ist beispielsweise das Gleisbett und/oder eine Schraubverbindung, insbesondere ein Schraubenkopf. Zum Erfassen der Position und/oder der Orientierung des Bearbeitungsgegenstand und/oder zur Überwachung des Arbeits raums kann die Sensoreinrichtung eine Kameraeinheit, insbesondere eine 3D-Kamera, insbeson dere eine TOF-Kamera, und/oder eine Infrarotkamera, und/oder ein Bodenradar und/oder eine Triangulationseinheit, insbesondere eine Laser-Triangulationseinheit, und/oder ein GPS-Modul und/oder eine Lichtschranke und/oder einen Abstandssensor, insbesondere einen Ultra schallsensor, aufweisen. Die Sensoreinrichtung steht vorzugsweise in Signalverbindung mit der Steuereinheit. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuereinheit zum Steuern der Vorrich tung, insbesondere der Positioniereinrichtung und/oder der Verlagerungseinrichtung und/oder der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung, anhand eines Signals der Sensoreinrichtung aus gebildet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Versorgungseinheit zum Ver sorgen der Positioniereinrichtung und/oder der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung und/oder des mindestens einen Schwingungsentkopplers mit elektrischer und/oder fluidischer Leistung. Die Versorgungseinheit ist vorzugsweise an dem Fahrwagen angebracht. Hierdurch kann die Vorrichtung autonom, insbesondere unabhängig von peripheren Versorgungseinheiten, betrieben werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrich tung zur Gleisbearbeitung zu schaffen, das eine einfache, präzise, flexible und wirtschaftliche Gleisbearbeitung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 24 gelöst. Die Vor teile des Verfahrens entsprechen den vorstehend im Zusammenhang mit der Vorrichtung be schriebenen Vorteilen.
Vorzugsweise wird zunächst eine Vorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung bereitge stellt. Die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung ist vorzugsweise in eine Rückstellposition, in welcher die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung beabstandet von dem Bearbeitungsge genstand angeordnet ist, und in eine Arbeitsposition, in welcher die mindestens eine Bearbei tungseinrichtung in Eingriff mit dem Bearbeitungsgegenstand steht, verlagerbar. In der Arbeits- position ist mindestens eine Stopfeinheit, insbesondere der Eindringkörper, in das Gleisbett ein getaucht und/oder steht mindestens eine Schraubeinheit, insbesondere ein Schraubschlüssel, in Eingriff mit der Schraubverbindung, insbesondere dem Schraubenkopf.
Vorzugsweise ist die zweite Steifigkeit niedriger als die erste Steifigkeit und/oder ist die zweite Dämpfung niedriger als die erste Dämpfung. Die Änderung der Steifigkeit liegt vorzugsweise in dem Bereich von 1 N/cm bis 1.000 N/cm, insbesondere von 10 N/cm bis 100 N/cm, und/oder in einem Bereich von 0,1 Nm/° bis 100 Nm/°, insbesondere von 1 Nm/° bis 10 Nm/°. Vorzugswei se ist eine Bewegung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung relativ zu der Befestigungs einrichtung in einem ersten Kopplungszustand vollständig gesperrt und/oder zumindest teilweise gesperrt und/oder in dem zweiten Kopplungszustand vollständig freigegeben und/oder teilweise freigegeben. Vorzugsweise erfolgt die Gleisbearbeitung im Bereich eines Geradab Schnitts des Gleises und/oder im Bereich einer Weiche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Verfahren, insbesondere mittels der Steuereinheit, teilautomatisiert und/oder vollständig automatisiert ausgeführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt das Verlagern der mindestens einen Bear beitungseinrichtung zumindest teilweise, insbesondere ausschließlich bei zeitgleicher Überwa chung des Arbeitsraums mittels der Sensoreinrichtung, insbesondere mittels eines Kamerasys tems. Beim Eindringen einer Person und/oder eines Gegenstands in den Arbeitsraum kann der Betrieb der Vorrichtung unterbrochen werden. Das Eindringen der Person und/oder des Gegen stands erkennt die Sensoreinrichtung vorzugsweise automatisiert und stellt ein entsprechendes Signal an der Steuereinheit bereit.
Das Schwingungsantreiben der Stopfeinheit und/oder das Drehantreiben der Schraubeinheit er folgt vorzugsweise ausschließlich bei einer Einstellung des Schwingungsentkopplers in dem zweiten Kopplungszustand.
Ein Verfahren nach Anspruch 25 gewährleistet eine besonders präzise Gleisbearbeitung. Dadurch, dass das Verlagern zwischen der Rückstellposition und der Arbeitsposition bei einer Einstellung des Schwingungsentkopplers in dem ersten, steiferen Kopplungszustand erfolgt, kann die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung besonders präzise an dem Bearbeitungsgegen stand positioniert werden.
Ein Verfahren nach Anspruch 26 gewährleistet eine Reduktion der auf die Vorrichtung wirken den Belastungen. Dadurch, dass der Schwingungsentkoppler beim Bearbeiten des Gleises auf den zweiten Kopplungszustand mit der niedrigeren Steifigkeit eingestellt ist, kann eine stärkere Entkopplung der Bewegung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung von der Bewegung der Befestigungseinrichtung erzielt werden. Der Verschleiß der Vorrichtung ist reduziert und die Vorrichtung kann besonders wirtschaftlich betrieben werden.
Ein Verfahren nach Anspruch 27 ermöglicht das Ausüben besonders hoher Drehmomente auf die Schraubverbindungen. Insbesondere kann eine Übertragung der Drehmomente über die Befesti gungseinrichtung vermieden werden. Hierdurch werden die Befestigungseinrichtung und/oder die Positioniereinrichtung und/oder der Schwingungsentkoppler entlastet. Dadurch, dass mindes tens zwei der Schraubeinheiten gleichzeitig in Eingriff mit einer Schraubverbindung stehen, können die beim Drehantreiben der jeweiligen Schraubverbindung auf die entsprechende Bear beitungseinrichtung wirkenden Lagermomente über die jeweils andere Schraubverbindung abge tragen werden. Über die Befestigungseinrichtung und/oder den Schwingungsentkoppler müssen somit keine oder allenfalls nur geringe Drehmomente übertragen werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die beiden Schraubverbindungen zumindest ab schnittsweise, insbesondere vollständig, gleichzeitig angezogen oder gelöst. Vorzugsweise wer den die Schraubeinheiten beim anfänglichen Lösen und/oder beim abschließenden Festziehen abwechselnd drehangetrieben. Die dabei auftretenden maximalen Lagerkräfte überlagern sich somit nicht gegenseitig. Die Belastung der Schraubverbindungen wird somit reduziert.
Ein Verfahren nach Anspruch 28 ist besonders wirtschaftlich. Vorzugsweise ist die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung während des Anziehens und/oder Lösens mindestens einer Schraubverbindung an dem Gleis arretiert. Somit kann jede der Schraubeinheiten unabhängig von einer anderen Schraubeinheit flexibel zum Anziehen und/oder Lösen der Schraubverbindun gen verwendet werden, wobei die beim Drehantreiben der Schraubeinheit resultierenden Lager momente auf die Schiene abgetragen werden. Die Vorrichtung, insbesondere die Befestigungs- einrichtung und/oder der Schwingungsentkoppler, und/oder die Schraubverbindungen werden durch die Lagermomente nicht belastet. Vorzugsweise werden zwei der Schraubverbindungen, insbesondere mittels zweier Schraubeinheiten gleichzeitig vollständig angezogen und/oder ge löst.
Ein Verfahren nach Anspruch 29 ist besonders wirtschaftlich. Vorzugsweise wird die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung automatisiert, insbesondere mittels der Positioniereinrichtung, ins besondere mit dem Mehrachs-Roboter, relativ zu dem Gleis bewegt. Eine händische Gleisbear beitung in dem komplexen Bereich der Weichen kann aufgrund der flexiblen Verlagerbarkeit der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung relativ zu dem Gleis vermieden werden. Das Verfah ren ist somit besonders wirtschaftlich durchführbar.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Stopfaggregat zur Gleisbettbearbeitung zu schaffen, dass besonders wirtschaftlich im Betrieb und in der Herstellung ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Stopfaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 30 gelöst. Die Vorteile des Stopfaggregats entsprechen den vorstehend im Zusammenhang mit der Vorrichtung und dem Verfahren beschriebenen Vorteilen.
Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Stopfeinheit bzw. Schwingstopfeinheit einen Ma schinenmotor bzw. Antriebsmotor zum Antreiben des Schwingungserzeugers. Die Stopfeinheit kann einen Eindringkörper, insbesondere einen Stopfpickel, und/oder eine Eindringkörperauf nahme zum reversibel lösbaren Befestigen eines Eindringkörpers aufweisen.
Die Stopfeinheit weist als Eindringkörper ein Rohr bzw. ein Stopfpickelrohr auf, in dem der Schwingungserzeuger und/oder der Maschinenmotor bzw. Antriebsmotor angeordnet sind. Vor zugsweise sind der Schwingungserzeuger und/oder der Maschinenmotor senkrecht zur Vertikal richtung und/oder zur Vorschubrichtung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, von dem Eindringkörper bzw. dem Stopfpickelrohr überlappt. Insbesondere können der Schwingungser zeuger und/oder der Maschinenmotor vollständig innerhalb des Eindringkörpers bzw. des Stopf pickelrohrs, insbesondere innerhalb einer kleinsten konvexen Einhüllenden dieser, angeordnet sein. Das Stopfaggregat ist somit besonders kompakt im Aufbau und energieeffizient im Betrieb. Das Stopfaggregat kann mindestens einen Schwingungsentkoppler umfassen. Der mindestens eine Schwingungsentkoppler ist vorzugsweise zwischen der Stopfeinheit und der Verlagerungs einrichtung und/oder zwischen der Stopfeinheit und der Befestigungseinrichtung und/oder zwi schen der Verlagerungseinrichtung und der Befestigungseinrichtung angeordnet. Der mindestens eine Schwingungsentkoppler hat insbesondere eine einstellbare Steifigkeit und/oder eine ein stellbare Dämpfung. Das Stopfaggregat kann mit den Merkmalen weitergebildet werden, die vorstehend im Zusammenhang mit der Vorrichtung, insbesondere mit der Stopfeinheit, beschrie ben sind.
Weitere Merkmalen, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Gleisbearbeitung mit ei nem Fahrwagen zum Befahren von Schienen, einem daran angebrachten Mehr- achs-Roboter, einer an dem Mehrachs-Roboter angebrachten Befestigungseinrich tung und zwei Bearbeitungseinrichtungen, wobei zwischen der Befestigungsein richtung und den Bearbeitungseinrichtungen mehrere Schwingungsentkoppler wirken,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 1, wobei die Bearbeitungseinrichtungen jeweils eine Stopfeinheit zur Gleisbettbearbeitung aufweisen,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Mehrachs-Roboters mit den daran angebrachten Bearbei tungseinrichtungen in Fig. 1,
Fig. 4 eine Vorderansicht der Befestigungseinrichtung, des Schwingungsentkopplers, der
Bearbeitungseinrichtungen und einem Gehäuse, wobei der Schwingungsentkopp ler geschnitten dargestellt ist,
Fig. 5 eine Vorderansicht der Befestigungseinrichtung, des Schwingungsentkopplers und der Bearbeitungseinrichtungen entsprechend Fig. 4 ohne das Gehäuse zur Veran- schaulichung einer Verlagerungseinrichtung zum Schwenken der beiden Bearbei tungseinrichtungen zueinander, welche in einer Eindringstellung angeordnet ist,
Fig. 6 eine Vorderansicht der Befestigungseinrichtung, des Schwingungsentkopplers und der Bearbeitungseinrichtungen entsprechend Fig. 5, wobei die Verlagerungsein richtung in einer Zustell Stellung angeordnet ist,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Gleisbearbeitung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei die beiden Bearbeitungseinrichtungen je eine Schraubeinheit zum Anziehen und/oder Lösen einer Schraubverbindung aufweisen,
Fig. 8 eine Vorderansicht der Befestigungseinrichtung, der Schwingungsentkoppler und der beiden Bearbeitungseinrichtungen in Fig. 7 und einer Verlagerungseinrichtung zum Verschieben der Bearbeitungseinrichtungen parallel und senkrecht zu einer Werkzeugeingriffsrichtung, und
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Gleisbearbeitung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem Fahrwagen, zwei daran ange brachten Mehrachs-Robotem und jeweils einer an dem jeweiligen Mehrachs- Roboter angebrachten Befestigungseinrichtung, an der jeweils zwei der Bearbei tungseinrichtungen über einen dazwischen wirkenden Schwingungsentkoppler angeordnet sind.
Anhand der Fig. 1 bis Fig. 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Gleisbe arbeitung beschrieben. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Positioniereinrichtung 2 mit einem Fahr wagen 3 zum Befahren von Schienen 4 und einem Mehrachs-Roboter 5. Der Fahrwagen 3 weist einen Fahrantrieb 6 zum Verlagern des Fahrwagens 3 entlang der Schienen 4 auf. An dem Fahr wagen 3 sind eine Versorgungseinheit 7, eine Steuereinheit 8, und eine Lagereinheit 9 angeord net. Der Mehrachs-Roboter 5 ist an der Lagereinheit 9 angebracht. Der Mehrachs-Roboter 5 weist sechs Schwenkgelenke 10 zum Verlagern eines Roboterkopfs 11 relativ zu der Lagereinheit 9 auf. Zwischen den Schwenkgelenken 10 ist jeweils ein Armabschnitt 12 des Mehrachs-Roboters 5 angeordnet.
Die Vorrichtung 1 weist eine Befestigungseinrichtung 13 auf, welche reversibel lösbar an der Positioniereinrichtung 2, insbesondere an dem Roboterkopf 11 angebracht ist. Mit der Befesti gungseinrichtung 13 sind zwei Bearbeitungseinrichtungen 14 verbunden. Zwischen den Bearbei tungseinrichtungen 14 und der Befestigungseinrichtung 13 wirken Schwingungsentkoppler 15a, 15b. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b sind dazu ausgebildet, eine Bewegung der Befesti gungseinrichtung 13 zumindest anteilig von einer Bewegung der Bearbeitungseinrichtungen 14 zu entkoppeln. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b sind in ihrer Steifigkeit und ihrem Dämp fungsverhalten einstellbar.
Die Befestigungseinrichtung 13 umfasst eine Schnellspannkupplung 16 zum reversiblen Verbin den mit dem Roboterkopf 11. Ferner umfasst die Befestigungseinrichtung 13 eine Fluidkupplung 17, über welche Fluide, insbesondere Hydrauliköl und Druckluft, übertragbar sind.
Die beiden Bearbeitungseinrichtungen 14 umfassen jeweils eine Stopfeinheit 18 zur Gleisbettbe arbeitung, insbesondere zur Verdichtung des Gleisbetts 19. Die jeweilige Stopfeinheit 18 weist einen Eindringkörper 20 zum Eindringen ist das Gleisbett 19 und einen Schwingungserzeuger 21 zum Erzeugen einer Vibrationsbewegung an dem Eindringkörper 20 auf. Der Eindringkörper 20 ist als Rohr ausgebildet, das auch als Stopfpickelrohr bezeichnet ist. Der jeweilige Schwingungs erzeuger 21 ist in dem zugehörigen Eindringkörper 20 angeordnet. Der Schwingungserzeuger 21 umfasst zum Erzeugen der Vibrationsbewegung eine nicht dargestellte, exzentrisch zu einer Drehachse gelagerte Exzentermasse. Die beiden Schwingungserzeuger 21 der Stopfeinheiten 18 sind über je einen Maschinenmotor 22 bzw. Antriebsmotor der Stopfeinheiten 18 drehantreibbar. Die Maschinenmotoren 22 sind elektrisch angetrieben. Die erforderliche elektrische Leistung wird über eine Stromkupplung 23 der Befestigungseinrichtung 13 bereitgestellt. Die Maschi nenmotoren 22 sind mit Bezug auf die Schwingungsentkoppler 15a, 15b auf Seiten der Stopfein heiten 18 angeordnet. Eine Verlagerungseinrichtung 24 der Vorrichtung 1 ist zum Verschwenken der jeweiligen Bear beitungseinrichtung 14, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 18, relativ zu der Befestigungs einrichtung 13 ausgebildet. Hierzu ist die jeweilige Bearbeitungseinrichtung 14 über ein Zustell gelenk 25 der Verlagerungseinrichtung 24 mit der Befestigunseinrichtung 13 verbunden. Eine Kolben-Zylinder-Einheit 26 der Verlagerungseinrichtung 24 bewirkt die zum Schwenken der jeweiligen Bearbeitungseinrichtung 14 erforderliche Stellkraft Fs. Mittels der Verlagerungsein richtung 24 sind die beiden Stopfeinheiten 18 auch relativ zueinander schwenkbar bzw. aufei nander zu schwenkbar.
Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b umfassen eine an der Befestigungseinrichtung 13 ange brachte Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a und je eine an den beiden Bearbeitungseinrich tungen 14 angebrachte Bearbeitungs-Entkopplungseinheit 15b. Die Befestigungs- Entkopplungseinheit 15a und die Bearbeitungs-Entkopplungseinheiten 15b umfassen jeweils mindestens eine mit einem Fluid befüllbare Kammer 27 zum zumindest anteiligen Übertragen von Reaktionskräften FR zwischen der Befestigungseinrichtung 13 und den Bearbeitungseinrich tungen 14 über das Fluid.
Die Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a ist dazu ausgebildet, eine Verlagerungsbewegung der Bearbeitungseinrichtung 14 relativ zu der Befestigungseinrichtung 13 entlang einer Eindringrich tung 28 der Eindringkörper 20 in das Gleisbett 19 zu steuern. Die Bearbeitungs- Entkopplungseinheiten 15b sind dazu ausgebildet, die Bewegungen der jeweiligen Bearbeitungs einrichtung 14 relativ zu der Befestigungseinrichtung 13 entlang und senkrecht zu der Eindring richtung 28 zu steuern. Zum Steuern dieser Relativbewegungen ist der Druck pi, p2, p3 des Flu ids innerhalb der Kammern 27 einstellbar. Um die Relativbewegungen auf einen linearen Bewe gungsfreiheitsgrad zu beschränken, umfasst die Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a eine Li nearführung 29. Die Bearbeitungs-Entkopplungseinheiten 15b weisen keine derartige Führung auf. Die Kammern 27 beider Schwingungsentkoppler 15a, 15b umfassen eine reversibel ver formbare Kammerwand 30. Eine Beschränkung der Relativbewegung auf bestimmte Bewe gungsfreiheitsgrade zwischen den Bearbeitungseinrichtungen 14 und der Befestigungseinrich tung 13 erfolgt durch die Bearbeitungs-Entkopplungseinheit 15b nicht. Über Fluidanschlüsse 31 sind sämtliche der Kammern 27 der Schwingungsentkoppler 15a, 15b, insbesondere über die Fluidkupplung 17, mit der Versorgungseinheit 7 verbunden. Der Fluid druck pi, p2, p3 innerhalb der jeweiligen Kammer 27 ist mittels der mit der Versorgungseinheit 7 verbundenen Steuereinheit 8 einstellbar. Bei dem Fluid handelt es sich um Druckluft.
Die Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a ist als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet. Die Kammern 27 der Bearbeitungs-Entkopplungseinheiten 15b sind als Gummibalg ausgebildet. Abhängig von dem Druck pi, p2, p3 ist die Steifigkeit des jeweiligen Schwingungsentkopplers 15a, 15b einstellbar. Mit zunehmendem Druck pi, p2, p3 wird der jeweilige Schwingungsent koppler 15 a, 15b stärker in eine Ruheposition vorgespannt, in welcher das von der jeweiligen Kammer 27 eingeschlossene Volumen V maximal ist. Die in einer Auslenkposition angeordne ten Schwingungsentkoppler 15a, 15b bewirken eine von dem Druck pi, p2, p3 abhängige Rück stellkraft in die Ruheposition.
Ein Kolben 32 der als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a ist in einem Zylinder 33 verschiebbar gelagert und grenzt zwei ringförmige Kammern 27 voneinander ab. Zwischen dem Kolben 32 und dem Zylinder 33 wirkt eine Spiralfeder 33a. Über eine Fluidleitung 34, welche mit der Fluidkupplung 17 in fluidleitender Verbindung steht, kann der Druck pi, p2 in den Kammern 17 eingestellt werden. Die beiden Kammern 27 der Befesti gungs-Entkopplungseinheit 15a sind über ein elektrisch steuerbares Drosselventil 35 fluidleitend miteinander verbunden. Das Drosselventil 35 steht mit der Steuereinheit 8 in signalübertragender Verbindung. Insbesondere ist das Drosselventil 35 über eine Stromleitung 36 mit der Stromkupp lung 23 verbunden.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Sensoreinrichtung 37 zum Erfassen der Position von Schwellen 38 des Gleises, insbesondere der Anordnung der Bearbeitungseinrichtungen 14 relativ zu dem Gleisbett 19. Die Sensoreinrichtung 37 ist ferner dazu ausgebildet, einen Arbeitsraum 39 zu überwachen, insbesondere zu erfassen, ob sich Gegenstände oder Personen in dem Arbeits raum 39 befinden. Hierzu umfasst die Sensoreinrichtung 37 zwei Kameras 40 sowie ein Boden radar 41. Eine Triangulationseinheit 42 und ein GPS-Modul 43 dienen der präzisen Bestimmung der Position der Vorrichtung 1 entlang der Schienen 4. Der Arbeitsraum 39 ist nach unten durch das Gleisbett 19 begrenzt und seitlich, nach vorne und nach hinten durch eine Rahmenbrücke 39a, welche einen vorderen Teil des Fahrwagens 3 mit einem hinteren Teil des Fahrwagens 3 verbindet.
Zum sicheren Befestigen der Bearbeitungseinrichtung 14 an dem Fahrwagen 3 beim Verlagern der Vorrichtung 1 entlang der Schienen 4 umfasst die Vorrichtung 1 eine Fixiereinheit 44. Die Fixiereinheit 44 ist als Traggestell ausgebildet, in welcher die Verlagerungseinrichtung 24, ins besondere mittels des Mehrachs-Roboters 5 von oben eingehängt werden kann.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist wie folgt:
Der Fahrwagen 3 ist auf den Schienen 4 angeordnet. Die Bearbeitungseinrichtungen 14 sind über die Verlagerungseinrichtung 24 in die Fixiereinheit 44 eingehängt. Die Verlagerungseinrichtung 24 befindet sich in der Eindringstellung. Der Druck pi, p2, p3 in den Kammern 27 der Schwin- gungsentkoppler 15a, 15b entspricht dem Umgebungsdruck.
Der Fahrantrieb 6 wird aktiviert und der Fahrwagen 3 wird entlang der Schienen 4 zu dem Bear beitungsgegenstand, insbesondere zu dem zu verdichtenden Gleisbett 19 verlagert. Die Anord nung der Vorrichtung 1 an dem zu bearbeitenden Bereich des Gleisbetts 19 wird mittels der Steuereinheit 8 gesteuert. Hierzu werden die von der Sensoreinrichtung 37, insbesondere die von der Triangulationseinheit 42 und dem GPS-Modul 43, erfassten Informationen in der Steuerein heit 8 verarbeitet. Die präzise Bestimmung der mittels der Bearbeitungseinrichtungen 14 zu un terstopfenden Schwelle 38 des Gleises erfolgt mittels der Kameras 40.
Mittels des Mehrachs-Roboters 5 werden die Befestigungseinrichtung 13 und die daran ange brachten Bearbeitungseinrichtungen 14 aus der Fixiereinheit 44 nach oben entnommen und über dem zu bearbeitendem Abschnitt des Gleisbetts 19 angeordnet. Die beiden Bearbeitungseinrich tungen 14 werden spiegelsymmetrisch zu einer Vertikalebene durch eine Mittellängsachse der entsprechenden Schwelle 38 angeordnet. Die Steuerung des Mehrachs-Roboters 5 erfolgt mittels der Steuereinheit 8. Die Vorrichtung 1 befindet sich in der Rückstellposition.
Über eine Druckreguliereinheit 45 der Steuereinheit 8 werden die Kammern 27 der Schwin- gungsentkoppler 15a, 15b, insbesondere über die Fluidleitungen 34, mit Druckluft beaufschlagt. Der Druck pi, p2, p3 in den Kammern 27 steigt an, die Steifigkeit der Schwingungsentkoppler 15a, 15b nimmt zu und die Schwingungsentkoppler 15a, 15b sind in der Ruheposition angeord net. Der Druck pi, p2 in den Kammern 27 der Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a beträgt bei spielsweise 100 bar. Der Druck p3 in den Kammern 27 der Bearbeitungs-Entkopplungseinheit 15b beträgt beispielsweise 25 bar. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b sind auf den ersten Kopplungszustand mit jeweils einer ersten Steifigkeit eingestellt.
Aufgrund eines Signals der Steuereinheit 8 senkt der Mehrachs-Roboter 5 die Bearbeitungsein richtungen 14 in vertikaler Richtung nach unten ab. Die Eindringkörper 20 der Bearbeitungsein richtungen 14 dringen in das Gleisbett 19 ein. Dadurch, dass die Schwingungsentkoppler 15a,
15b durch den Druck pi, p2, p3 in den Kammern 27 ausgesteift sind, kann das Positionieren der Eindringkörper 20 im Gleisbett 19 besonders präzise erfolgen. Die Vorrichtung 1 befindet sich in der in Fig. 5 veranschaulichten Eindringposition bzw. Eindringstellung.
Mittels der Druckreguliereinheit 45 wird der Druck in den Kammern 27 aufgrund eines entspre chenden Signals der Steuereinheit 8 reduziert. Der Druck pi, p2 in den Kammern 27 der Befesti gungs-Entkopplungseinheit 15a beträgt beispielsweise 10 bar. Der Druck p3 in den Kammern 27 der Bearbeitungs-Entkopplungseinheit 15b beträgt beispielsweise 5 bar. Eine jeweilige zweite Steifigkeit der Schwingungsentkoppler 15a, 15b ist in dem zweiten Kopplungszustand gegenüber der ersten Steifigkeit beim Eindringen in das Gleisbett 19 reduziert. Eine zweite Dämpfung der Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a in dem zweiten Kopplungszustand ist mittels des Dros selventils 35 veränderbar und unterschiedlich zu der ersten Dämpfung in dem ersten Kopplungs zustand einstellbar.
Die Maschinenmotoren 22 der Bearbeitungseinrichtungen 14 werden mit der Steuereinheit 8, insbesondere über die Stromkupplung 23 und die Stromleitungen 36 mit elektrischer Leistung versorgt. Die Maschinenmotoren 22 treiben die Schwingungserzeuger 21 der Bearbeitungsein richtungen 14 an. Hierdurch wird eine Vibrationsbewegung erzeugt und auf die Eindringkörper 20 übertragen
Die Kolben-Zylinder-Einheiten 26 der Verlagerungseinrichtung 24 werden mit Hydraulikflüs sigkeit versorgt, welche von der Versorgungseinheit 7 bereitgestellt und über die Fluidkupplung 17 und die Fluidleitungen 34 zu den Kolben-Zylinder-Einheiten 26 geleitet wird. Die an den Kolben-Zylinder-Einheiten 26 bewirkten Stellkräfte Fs bewirken eine Schwenkbewegung der Bearbeitungseinrichtungen 14 um die Zustellgelenke 25. Die Verlagerungseinrichtung 24, insbe sondere die Bearbeitungseinrichtungen 14, befindet sich in der in Fig. 6 veranschaulichten Zu stellstellung.
Beim Verlagern der Eindringkörper 20 in das Gleisbett 19, aufgrund der Vibrationsbewegung und durch das Schwenken der in das Gleisbett 19 eingetauchten Eindringkörper 20, wirken Re aktionskräfte FR auf die Bearbeitungseinrichtung 14. Die Reaktionskräfte FR werden über die Bearbeitungs-Entkopplungseinheit 15b, die Verlagerungseinrichtung 24 und die Befestigungs- Entkopplungseinheit 15a auf die Befestigungseinrichtung 13 übertragen. Dabei erfolgt die Über tragung der Reaktionskräfte FR zumindest anteilig über die in die Kammern 27 eingebrachte Druckluft. Dadurch, dass der Druck pi, p2, p3 beim Schwenken der Bearbeitungseinrichtungen 14 um die Zustellgelenke 25 geringer ist als der Druck pi, p2, p3 beim Eindringen in das Gleisbett 19, können die auf die Befestigungseinrichtung 13 übertragenen Kräfte reduziert werden. Insbe sondere die aus der Vibrationsbewegung der Eindringkörper 20 resultierenden Reaktionskräfte FR werden von den Schwingungsentkopplem 15a, 15b weitestgehend getilgt. Insbesondere wer den Spitzenwerte der vertikalen Reaktionskräfte FRZ beim Eindringen in das Gleisbett 19 durch die Schwingungsentkoppler 15a, 15b reduziert. Das einstellbare Drosselventil 35 ermöglicht eine einstellbare Dämpfung der vertikalen Relativbewegung der Bearbeitungseinrichtungen 14 ge genüber der Befestigungseinrichtung 13.
Die Steuereinheit 8 stellt ein Signal zum Verlagern der Bearbeitungseinrichtungen 14 mittels der Kolben-Zylinder-Einheit 26 in die Eindringposition bereit. Die Bearbeitungseinrichtungen 14 schwenken um die Zustellgelenke 25 in die Eindringposition zurück. Mittels des Mehrachs- Roboters 5 werden die Bearbeitungseinrichtungen 14 aufgrund eines Signals der Steuereinheit 8 zurück in die Rückstellposition bewegt. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b werden wieder in den ersten Kopplungszustand überführt.
Die Sensoreinrichtung 37 stellt ein mit der Position der benachbarten Schwelle 38 korrelierendes Signal an der Steuereinheit 8 bereit. Der Mehrachs-Roboter 5 verlagert die Bearbeitungseinrich tungen 14 in die nächste Rückstellposition oberhalb des nächsten zu bearbeitenden Abschnitts des Gleisbetts 19. Die weitere Bearbeitung des Gleisbetts 19 erfolgt entsprechend der vorstehen den Beschreibung.
Über die gesamte Dauer der Gleisbearbeitung wird der Arbeitsraum 39 von der Sensoreinrich tung 37 überwacht. Dringt eine Person oder ein Gegenstands in den Arbeitsraum 39 ein, so wer den diese von der Sensoreinrichtung 37 erfasst und ein entsprechendes Signal wird an der Steu ereinheit 8 bereitgestellt. Die Steuereinheit 8 unterbricht daraufhin den Betrieb der Vorrichtung 1. Insbesondere werden die Bewegungen des Mehrachs-Roboters 5, der Verlagerungseinrichtung 24 und der Schwingungserzeuger 21 unterbrochen. Hierdurch kann der Betrieb der Vorrichtung 1 auf besonders sichere Weise erfolgen.
Der Fahrwagen 3 ist als Mehrwegefahrzeug ausgebildet. Hierzu umfasst der Fahrwagen 3 neben einem Schienenfahrwerk 46 zum Befahren der Schienen 4 ein Zusatzfahrwerk 47. Das Zusatz fahrwerk 47 ist in vertikaler Richtung, insbesondere zwischen einer Position oberhalb des Schie nenfahrwerks 46 und einer Position unterhalb des Schienenfahrwerks 46, verlagerbar. Das Zu satzfahrwerk 47 ist zum Befahren von unebenen Untergründen und Straßen ausgebildet. Insbe sondere ist das Zusatzfahrwerk 47 dazu ausgebildet, die Vorrichtung 1 zwischen zwei benach barten Gleisen, insbesondere senkrecht zur Längserstreckung der Schienen 4, zu verlagern. Die Einsatzflexibilität der Vorrichtung 1 wird hierdurch erheblich gesteigert.
Dadurch, dass zwischen den Bearbeitungseinrichtungen 14 und der Befestigungseinrichtung 13 die Schwingungsentkoppler 15a, 15b wirken, wird die Positioniereinrichtung 2, insbesondere der Fahrwagen 3 mit dem Mehrachs-Roboter 5, mechanisch erheblich weniger stark beansprucht und deren Verschleiß wird reduziert. Die Positioniereinrichtung 2 kann somit besonders materialspa rend und leichtgewichtig ausgeführt sowie besonders wirtschaftlich hergestellt und betrieben werden.
Anhand der Fig. 7 und Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 zwei Bearbeitungseinrichtungen 14 mit jeweils einer Schraubeinheit 48 zum Anziehen und Lö sen einer Schraubverbindung 49 auf. Jede der Schraubeinheiten 48 umfasst einen Maschinenmo tor 22 zum Drehantreiben eines Schraubwerkzeugs 50 der Schraubeinheit 48. Ein Steckschlüssel 51 zum Drehantreiben der Schraubverbindung 49 ist reversibel lösbar an dem jeweiligen Schraub Werkzeug 50 angebracht. Eine lediglich schematisch dargestellte Verlagerungseinrich tung 24 ist dazu ausgebildet, die beiden Bearbeitungseinrichtungen 14 unabhängig voneinander entlang einer Eingriffsrichtung 52 des Schraubwerkzeugs 50 zu verlagern. Die Verlagerungsein richtung 24 ist ferner dazu ausgebildet, die Bearbeitungseinrichtungen 14 senkrecht zu der Ein griff srichtung 52 relativ zueinander zu bewegen. Insbesondere ist die Verlagerungseinrichtung 24 entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, die jeweilige Bearbeitungseinrichtung 14 zusammen mit der zugehörigen Bearbeitungs-Entkopplungseinheit 15b zu verlagern.
Die Bearbeitungs-Entkopplungseinheiten 15b weisen eine elastisch verformbare Kammerwand 30 in Form eines Gummibalgs auf. Der Aufbau dieser Bearbeitungs-Entkopplungseinheiten 15b entspricht im Wesentlichen den Bearbeitungs-Entkopplungseinheiten 15b gemäß dem vorste hend beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a umfasst im Unterschied zu der vorstehend beschrie benen Ausführungsform eine Bremseinheit 53 zum einstellbaren Bremsen einer Bewegung der Bearbeitungseinrichtungen 14 relativ zu der Befestigungseinrichtung 13. Die Bremseinheit 53 umfasst Bremsbeläge 54, welche mittels eines Bremsaktors 55 reversibel an einem Bremskörper 56 anpressbar sind. Mittels der Bremseinheit 53 ist die Dämpfung einer über die Befestigungs- Entkopplungseinheit 15a übertragenen Bewegung anhand der von dem Bremsaktor 55 erzeugten Anpresskraft FA einstellbar. Das Entkoppeln der Bewegung der Befestigungseinrichtung 13 von der Bewegung der Bearbeitungseinrichtungen 14 erfolgt durch die Befestigungs- Entkopplungseinheit 15a ausschließlich entlang der Eingriffsrichtung 52. Senkrecht zu der Ein griffsrichtung 52 orientierte Kräfte werden über die Bremseinheit 53 und das Federelement 33a übertragen. Senkrecht zu der Eingriffsrichtung 52 erfolgt keine Bewegungsentkopplung. Ent sprechende Bewegungen werden über die Linearführung 29 der Befestigungs- Entkopplungseinheit 15a im Wesentlichen starr übertragen.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine nur schematisch dargestellte Spanneinrichtung 57 zum reversib len Befestigen der Bearbeitungseinrichtungen 14 an den Schienen 4. Die Spanneinrichtung 57 ist an der Verlagerungseinrichtung 24 angebracht. Die Spanneinrichtung 57 weist ein nicht darge- stelltes Stellelement zum reversiblen Festklemmen an der Schiene 4 auf. Das Stellelement ist anhand eines Signals der Steuereinheit 8 betätigbar.
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 ein in der Fig. 8 lediglich schematisch dargestelltes Trenn werkzeug 58 zum Abtrennen eines Schraubbolzens 59 einer nicht mehr lösbaren, festsitzenden Schraubverbindung 49. Das Trennwerkzeug 58 weist hierzu eine Trennschleifscheibe 60 auf, die mittels eines Trenn werkzeugmotors 61 drehantreibbar ist.
Die Vorrichtung 1 weist eine Beschickungseinrichtung 62 zum Bereitstellen von Schraubele menten, insbesondere von Schrauben und/oder Muttern, auf. Die Beschickungseinrichtung 62 ist zur Handhabung von Blistem ausgebildet. Die Schraubelemente können somit in einer bestimm baren Position und Lage bereitgestellt werden und so automatisiert, insbesondere mittels des Mehrachs-Roboters 4, den Bearbeitungseinrichtungen 14 zugeführt werden.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 gemäß der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungs form ist wie folgt:
Entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung 1 zu dem Bearbeitungsgegenstand, insbesondere zu den zu lösenden Schraubverbindungen 49 bewegt. Die Vorrichtung 1 befindet sich in der Rückstellposition. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b sind auf den ersten Kopplungszustand mit der gegenüber dem zweiten Kopplungszustand höheren Steifigkeit eingestellt.
Die Position der Schiene 4 und der Schraubverbindungen 49 wird mittels der Sensoreinrichtung 37 erfasst. Gesteuert von der Steuereinheit 8 umgreift die starr an der Verlagerungseinrichtung 24 angebrachte Spanneinrichtung 57 die Schiene 4. Ein Stellantrieb der Spanneinrichtung 57 wird mittels der Steuereinheit 8 aktiviert. Die Schiene 4 wird zwischen Spannbacken der Span neinrichtung 57 festgeklemmt. Die Bearbeitungseinrichtungen 14 stützen sich über die Verlage rungseinrichtung 24 und die Spanneinrichtung 57 an der Schiene 4 ab. Anhand eines Signals der Steuereinheit 8 werden die Bearbeitungseinrichtungen 14 mittels der Verlagerungseinrichtung 24 relativ zueinander und senkrecht zu der Eingriffsrichtung 52, ent sprechend der relativen Position der Schraubverbindungen 49 zueinander positioniert.
Anhand eines weiteren Signals der Steuereinheit 8 werden die Bearbeitungseinrichtungen 14 mittels des Mehrachs-Roboters 5 in Eingriffsrichtung 52 abgesenkt. Die Steckschlüssel 51 wer den in Eingriff mit Schraubenköpfen der Schraubbolzen 59 gebracht. Die Schwingungsentkopp- ler 15a, 15b werden auf den zweiten Kopplungszustand mit der gegenüber dem ersten Kopp lungszustand niedrigeren Steifigkeit eingestellt.
Die Maschinenmotoren 22 werden aktiviert und die Steckschlüssel 51 werden über die Schraub werkzeuge 50 drehangetrieben. Die Schraub Werkzeuge 50 sind als Schlagschrauber ausgebildet. Festsitzende Schraubverbindungen 49 können somit besonders zuverlässig gelöst werden.
Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b entkoppeln eine Bewegung der Befestigungseinrichtung 13 von den Bewegungen der beiden Bearbeitungseinrichtungen 14. Kraftspitzen vertikaler Reak tionskräfte FRZ werden durch die Befestigungs-Entkopplungseinheit 15a getilgt. Die in vertikaler Richtung federnde Lagerung aufgrund der Linearführung 29 und des Federelements 33a verhin dert eine Übertragung stoßartiger Beanspruchungen auf die Befestigungseinrichtung 13 beim Kontaktieren der Schraubverbindungen 49 im Zuge des Absenkens der Bearbeitungswerkzeuge 14. Stoßartigen Belastungen kann somit die Massenträgheit der vorgestalteten Bestandteile der Vorrichtung 1, insbesondere der Bearbeitungseinrichtungen 14 und der Verlagerungseinrichtung 24 entgegenwirken. Die Bremseinheit 53 dämpft die vertikale Bewegung der Bearbeitungsein richtungen 14 relativ zu der Befestigungseinrichtung 13, wodurch die auf die Befestigungsein richtung 13 wirkenden Kräfte nochmals reduziert werden.
Durch die Ausbildung der Schraubeinheiten 48 als Schlagschraubeinheiten können festsitzende Schraubverbindungen 49 besonders zuverlässig gelöst werden. Die beim Schlagschrauben ent stehenden Vibrationen führen insbesondere zu Reaktionskräften FRx, FRV in der Horizontalebene. Kraftspitzen dieser Reaktionskräfte FRx, FRV werden in den Bearbeitungs-Entkopplungs einrichtungen 15b getilgt. Die Bewegung der Bearbeitungseinrichtungen 14 wird von der Bewe- gung der Verlagerungseinrichtung 24 durch die Bearbeitungs-Entkopplungseinrichtung 15b zu mindest anteilig entkoppelt.
Nach dem Lösen der Schraubverbindungen 49 wird die Spanneinrichtung 57 von der Schiene 4 gelöst. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b werden auf den ersten Kopplungszustand mit der gegenüber dem zweiten Kopplungszustand höheren Steifigkeit eingestellt. Mittels des Mehrachs- Roboters 5 werden die Bearbeitungseinrichtungen 14 über die Befestigungseinrichtung 13 ange hoben.
Mittels der Sensoreinrichtung 37 wird kontrolliert, ob die Schraubverbindungen 49 gelöst wur den. Ist wenigstens eine der Schraubverbindungen 49 derart festsitzend, dass diese mittels des Schraubwerkzeugs 50 nicht gelöst werden konnte, so wird der entsprechende Schraubbolzen 59 abgetrennt. Hierzu wird das Trennwerkzeug 58 mittels des Mehrachs-Roboters 5 an die entspre chende Schraubverbindung 49 verlagert. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b sind hierbei auf den ersten Kopplungszustand eingestellt. Der Trennwerkzeugmotor 61 wird aktiviert und die Trennschleifscheibe 60 wird in Richtung des Schraubbolzens 59 zugestellt. Der Schraubbolzen 59 wird durchtrennt. Der Trennvorgang ist abgeschlossen und die Vorrichtung 1 wird zurück in die Rückstellposition verlagert.
Die Vorrichtung 1 kann auch zum Herstellen, insbesondere zum Zusammensetzen und Anziehen von Schraubverbindungen 49 verwendet werden. Die Schraubeinheiten 48 werden hierzu mittels des Mehrachs-Roboters 5 zu der Beschickungseinrichtung 62 verlagert. Die Schwingungsent koppler 15a, 15b sind hierbei auf den ersten Kopplungszustand eingestellt. Die Steckschlüssel 51 werden in die mit Schrauben befüllten Blister eingeführt. In den Steckschlüsseln 51 werden die Schrauben beispielsweise mittels einer Klemmverbindung, insbesondere mittels eines Druck stücks, und/oder mittels eines Magneten, insbesondere eines Elektromagneten, gehalten. Beim Verlagern der Bearbeitungseinrichtungen 14 in Richtung der herzustellenden Schraubverbindung 49 werden die Schrauben aus dem Blister entnommen. Die Schrauben werden anhand eines Sig nals der Steuereinheit 8, insbesondere gestützt auf die von der Sensoreinrichtung 37 bereitge stellten Messwerte in das vorbestimmte Schraubloch eingeführt. Mittels der Spanneinrichtung 57 werden die Bearbeitungseinrichtungen 14 an der Schiene 4 be festigt. Die Schwingungsentkoppler 15a, 15b sind hierbei auf den zweiten Kopplungszustand eingestellt. Die Maschinenmotoren 22 werden aktiviert. Die Schraubverbindungen 49 werden, insbesondere gleichzeitig, festgezogen.
Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung 1 im Unter schied zu dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel keine Spanneinrichtung 57 auf. Die beiden Schraubeinheiten 48 der Bearbeitungseinrichtungen 14 stützen sich beim Anziehen und/oder Lösen der Schraubverbindungen 49 gegeneinander ab. Insbesondere werden die auf die jeweilige Schraubverbindung 49 übertragenen Drehmomente durch entsprechende Reaktions kräfte FR, welche auf die jeweils andere Schraubverbindung 49 wirken, abgetragen.
Um die Belastung der Schraubverbindungen 49 durch diese Reaktionskräfte FR ZU reduzieren, werden beim anfänglichen Lösen und/oder beim abschließenden Anziehen nicht beide Bearbei tungseinrichtungen 14 zeitgleich aktiviert, sondern die Schraubeinheiten 48 werden abwechselnd betrieben. Hingegen werden beim anfänglichen Anziehen und/oder beim abschließenden Lösen der Schraubverbindungen 49 beide Schraubeinheiten 48 gleichzeitig betrieben.
Vorzugsweise weisen die Schraubeinheiten 48 einen Kraftsensor, insbesondere einen Drehmo mentsensor, auf. Das Umschalten zwischen dem gleichzeitigen Betrieb und dem abwechselnden Betrieb der Schraubeinheiten 48 erfolgt vorzugsweise anhand eines Signals des jeweiligen Kraft sensors, insbesondere durch die Steuereinheit 8.
Anhand der Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unter schied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Vorrichtung 1 zwei der Mehrachs-Roboter 5 auf, an denen jeweils zwei der Bearbeitungseinrichtungen 14 über eine Be festigungseinrichtung 13 angebracht sind. Die Bearbeitungseinrichtungen 14 sind als Schrau beinheiten 48 ausgebildet. Alternativ können die Bearbeitungseinrichtungen 14 als Stopfeinhei ten 18 ausgebildet sein. Die Steuereinheit 8 und die Versorgungseinheit 7 sind zum Betreiben der beiden Mehrachs-Roboter 5 und der Bearbeitungseinrichtung 14 ausgebildet. Durch die Ausbil dung der Vorrichtung 1 mit den beiden Mehrachs-Robotern 5 und den vier Bearbeitungseinrich- tungen 14 kann die Gleisbearbeitung gleichzeitig an beiden Schienen 4 des Gleises erfolgen. Die Arbeitseffizienz der Vorrichtung 1 wird hierdurch nochmals gesteigert.
Im Unterschied zu der Anordnung an einer einzigen Lagereinheit 9 in einem zentralen Bereich zwischen den Schienen 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei der Lagereinheiten 9 zum Tragen der Mehrachs-Roboters 5 vorgesehen, welche an dem Fahrwagen 3 angebracht sind. Die Rahmenbrücke 39a ist durch einen zentralen Rahmenträger 39b ersetzt, welcher insbesondere mittig zwischen den Schienen 4 verläuft. Die Beschickungseinrichtung 62 ist an dem Rahmen träger 39b angeordnet. Die Beschickungseinrichtung 62 ist somit mit allen Bearbeitungseinrich tungen 14 erreichbar.
Die Kameras 40 der Sensoreinrichtung 37 sind in einem Seitenbereich des Fahrwagens 3 ange ordnet. Die beiden Arbeitsräume 39 werden von der Sensoreinrichtung 37 entsprechend den vor stehend beschriebenen Ausführungsformen überwacht.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 entspricht der Funktionsweise der Vorrichtungen 1 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Dadurch, dass die Vorrichtung 1 die Schwingungsentkoppler 15a, 15b aufweist, wird eine Be wegung der Befestigungseinrichtung 13 zumindest anteilig entkoppelt von einer Bewegung der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung 14. Die auf die Befestigungseinrichtung 13, insbeson dere auf die Positioniereinrichtung 2, übertragenen Belastungen können somit deutlich reduziert werden. Die Vorrichtung 1 ist im Betrieb besonders robust und zuverlässig und kann besonders wirtschaftlich hergestellt und betrieben werden.
Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können je nach Bedarf beliebig miteinander kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zur Gleisbearbeitung, aufweisend eine Befestigungseinrichtung (13), und mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (14) zum Verdichten eines Gleisbetts (19) und/oder zum Anziehen und/oder Lösen einer Schraubverbindung (49), gekennzeichnet, durch mindestens einen Schwingungsentkoppler (15a, 15b) mit einer einstellbaren Steifig keit und/oder einer einstellbaren Dämpfung zum zumindest teilweisen Entkoppeln der Be festigungseinrichtung (13) und der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14).
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit dem mindestens einen Schwingungsentkoppler (15a, 15b) signalverbundenes Stellmittel (45) zum Einstellen der Steifigkeit und/oder der Dämpfung.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mit dem Stellmittel (45) verbundene Antriebseinheit (7) zum Bereitstellen eines fluidischen und/oder mechanischen Signals zum automatisierten Einstellen der Steifigkeit und/oder der Dämpfung.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schwingungsentkoppler (15a, 15b) eine mit einem Fluid befüllte Kammer (27) zum zumindest anteiligen Übertragen von Kräften zwischen der Befestigungs einrichtung (13) und der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) über das Fluid auf weist.
5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (27) eine reversibel verformbare Kammerwand (30) aufweist.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Druckreguliereinheit (45) zum Steuern eines Drucks (pi, p2, p3,) des Fluids in der Kammer (27).
7. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schwingungsentkoppler (15a, 15b) ein einstellbares Drosselventil (35) zum Begrenzen eines Stroms des Fluids aufweist.
8. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schwingungsentkoppler (15a, 15b) eine Bremseinheit (53) zum einstellbaren Bremsen der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) relativ zu der Be festigungseinrichtung (13) aufweist.
9. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Maschinenmotor (22) zum Bereitstellen einer zum Betreiben der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) erforderlichen Leistung, welcher insbeson dere in Bezug auf den mindestens einen Schwingungsentkoppler (15a, 15b) auf Seiten der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) angeordnet ist.
10. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (14) eine Stopfeinheit (18) zur Gleisbett bearbeitung aufweist.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (14) einen Schwingungserzeuger (21) zum Erzeugen einer Vibrationsbewegung aufweist.
12. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (14) eine Schraubeinheit (48) zum Anzie hen und/oder Lösen einer Schraubverbindung (49) aufweist.
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (14) mehrere Schraub einheiten (48) um fasst.
14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Spanneinrichtung (57) zum reversiblen Befestigen der mindestens einen Bear beitungseinrichtung (14) an einer Schiene (4).
15. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch eine Beschickungseinrichtung (62) zum Bereitstellen von Schraubelementen (49).
16. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung (14) ein Trennwerkzeug (58) zum Ab trennen eines Schraubbolzens (59) umfasst.
17. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verlagerungseinrichtung (24) zum Verschieben und/oder Schwenken der min destens einen Bearbeitungseinrichtung (14) relativ zu der Befestigungseinrichtung (13).
18. Vorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Stopfeinheiten (18) mittels der Verlagerungseinrichtung (24) rela tiv zueinander verschiebbar und/oder relativ zueinander schwenkbar sind.
19. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Positioniereinrichtung (2), an der die Befestigungseinrichtung (13) angebracht ist, zum Positionieren der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) an dem Gleis.
20. Vorrichtung (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (2) einen Mehrachs-Roboter (5) aufweist, an dem die Befes tigungseinrichtung (13) angebracht ist.
21. Vorrichtung (1) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (2) einen Fahrwagen (3) aufweist.
22. Vorrichtung (1) nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Fixiereinheit (44) zum lösbaren Befestigen der mindestens einen Bearbeitungs einrichtung (14) an dem Fahrwagen (3).
23. Vorrichtung (1) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung (37) zum Erfassen der Position und/oder der Orientierung eines Bearbeitungsgegenstands (19, 49) des Gleises und/oder zur Überwachung eines Ar- beitsraums (39).
24. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) zur Gleisbearbeitung, umfassend die Schrit te:
Bereitstellen mindestens einer Bearbeitungseinrichtung (14), die an einem Schwin- gungsentkoppler (15a, 15b) angeordnet ist,
Verstellen des Schwingungsentkopplers (15a, 15b) zwischen
— einem ersten Kopplungszustand, in welchem der Schwingungsentkoppler (15a, 15b) eine erste Steifigkeit und/oder eine erste Dämpfung aufweist, und
— einem zweiten Kopplungszustand, in welchem der Schwingungsentkoppler (15a, 15b) eine gegenüber der ersten Steifigkeit unterschiedliche zweite Steifigkeit und/oder eine von der ersten Dämpfung unterschiedliche zweite Dämpfung auf weist, und
Verdichten eines Gleisbetts (19) und/oder Anziehen und/oder Lösen einer Schraubver bindung (49) mittels der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14).
25. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch Verlagern der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) aus einer Rückstellpo sition in eine Arbeitsposition, wobei der Schwingungsentkoppler (15a, 15b) auf den ersten Kopplungszustand eingestellt ist.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, gekennzeichnet durch Bearbeiten des Gleises, wobei der Schwingungsentkoppler (15a, 15b) auf den zwei ten Kopplungszustand eingestellt ist.
27. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 26, gekennzeichnet durch Anziehen und/oder Lösen zweier Schraubverbindungen (49) des Gleises nacheinan der und/oder gleichzeitig, wobei insbesondere zwei drehantreibbare Schraubeinheiten (48) gleichzeitig in Eingriff mit jeweils einer der Schraubverbindungen (49) stehen.
28. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 27, gekennzeichnet durch Arretieren der mindestens einen Bearbeitungseinrichtung (14) an mindestens einer Schiene (4) beim Bearbeiten des Gleises.
29. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeiten des Gleises an einem Weichenherz erfolgt.
30. Stopfaggregat zur Gleisbettbearbeitung, aufweisend eine Befestigungseinrichtung (13), mindestens eine Stopfeinheit (18), mit
— einem Eindringkörper (20), der als Stopfpickelrohr ausgebildet ist, und
— einem Schwingungserzeuger (21), wobei der Schwingungserzeuger (21) und/oder ein Maschinenmotor (22) des Stopfag gregats in dem Stopfpickelrohr angeordnet ist, und eine Verlagerungseinrichtung (24) zum Verschieben und/oder Schwenken der mindes tens einen Stopfeinheit (18) relativ zu der Befestigungseinrichtung (13).
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