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EP4008838B1 - Stopfmaschine zum unterstopfen von schwellen eines gleises - Google Patents

Stopfmaschine zum unterstopfen von schwellen eines gleises Download PDF

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Publication number
EP4008838B1
EP4008838B1 EP21212146.1A EP21212146A EP4008838B1 EP 4008838 B1 EP4008838 B1 EP 4008838B1 EP 21212146 A EP21212146 A EP 21212146A EP 4008838 B1 EP4008838 B1 EP 4008838B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tamping
machine
working part
working
supply part
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP21212146.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4008838A1 (de
EP4008838C0 (de
Inventor
Bernhard Lichtberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HP3 Real GmbH
Original Assignee
HP3 Real 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 HP3 Real GmbH filed Critical HP3 Real GmbH
Publication of EP4008838A1 publication Critical patent/EP4008838A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4008838B1 publication Critical patent/EP4008838B1/de
Publication of EP4008838C0 publication Critical patent/EP4008838C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E01B27/17—Sleeper-tamping machines combined with means for lifting, levelling or slewing the track
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • 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
    • 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
    • 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
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/12—Tamping devices
    • E01B2203/122—Tamping devices for straight track

Definitions

  • the invention relates to a tamping machine for tamping under sleepers of a track, with working machine parts that can be moved on rail carriages and are arranged one behind the other in the machine's longitudinal direction and coupled to one another, a supply part with a machine frame and a working part with one, at least one, height-adjustable tamping unit, and a track lifting direction.
  • Machine frame having an aggregate, both the supply part and the working part being self-propelled, the supply part being able to be moved continuously in the tamping operation and the working part being discontinuously movable, for which purpose the supply part and the working part are connected to one another via flexible supply lines, in particular for hydraulics, pneumatics and electrics, and travel drives from Supply part and working part can be controlled accordingly.
  • a control device makes it possible to move the control and control vehicle along the track at an approximately constant speed, regardless of the forward movement of the work vehicle, in particular constantly and continuously, so that the devices for monitoring, operation and control arranged in the control and control vehicle of the devices and tools as well as the operator is not influenced by the possibly gradual forward movement of the work vehicle and the impacts, stresses, etc. exerted on the machine by the tools or devices.
  • the traction slip can make it difficult to position the working part precisely.
  • the AT 378 387 B and the DE 34 09 849 A1 concern tamping machines with a machine concept in which the supply part is self-propelled and in which the working part is positively guided, i.e. not self-propelled.
  • the working part is positioned relative to the supply part via a piston-cylinder unit which is arranged between the working part and the supply part.
  • Another tamping machine that can be moved continuously during work is, for example US 6,705,232 known.
  • the advantage of continuously working tamping machines is that the entire machine, with its large mass, does not have to be stopped at every threshold to be tamped and then accelerated again. This increases the working speed of the machine compared to cyclically working machines and also reduces the accelerations affecting the machinist.
  • the cyclical right-of-way from threshold area to threshold area is limited to the satellite carrying the working units and arranged under the tamping machine, which is designed to be longitudinally displaceable relative to the main frame of the machine.
  • Such a machine is also from the AT401943B and the DE 3409849 A1 known.
  • Tamping units fix the position of a track during maintenance work. This is done using so-called tamping tools Tamping picks that dip into the ballast next to the sleepers and compact the ballast below the sleeper via a linear closing movement that is superimposed by a compaction vibration.
  • the track is lifted and straightened into a predetermined target position by a lifting and straightening device and held in this position during tamping.
  • the position of the track during tamping is measured using measuring cars and control devices and is kept at target by comparing it with target values from a track position computer.
  • tamping machines that are specialized in tamping switches, with divisible tamping units that can be adjusted transversely to the machine's longitudinal direction with regard to their working position - so-called splithead units, with additional lifting devices for the branching strand, with swiveling compaction picks, with the tamping units being able to rotate about a vertical axis in the transverse center of the machine etc. and there are tamping machines that are preferably built for line tamping. There are also single-sleeper and multi-sleeper tamping machines. Multi-sleeper tamping machines stuff several sleepers at once in one work cycle.
  • chord pitch of the working chords which scan the actual track geometry and are stretched between a front, a middle and a rear measuring car that can be moved along the track, can be changed during work.
  • the front and rear measuring carriages, between which the measuring chord is stretched are connected to the outer, continuously moving main machine frame, while the measuring car, which carries the sensors for scanning the track geometry in relation to the chords, is located on the satellite, the position of which changes cyclically with respect to the main machine frame.
  • the track geometry error reduction ratio changes when the machine operates in compensation mode.
  • the error reduction ratio depends on the ratio of the long chord section to the short chord section. The larger this ratio is, the more track errors are reduced. In conventional continuous tamping machines, this ratio changes disadvantageously during the tamping process - the ratio becomes smaller as the duration of the tamping process increases.
  • Another disadvantage is the additional cost of material and weight due to the size of the outer, continuously moving front machine part. Overall, the total necessary mass and drive power of the machine are large.
  • the invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages mentioned above and of creating a tamping machine of the type described at the beginning, with which better results can be achieved with regard to the target track geometry to be produced.
  • the invention solves the problem in that the working part is connected to the supply part to support the discontinuous travel drive of the working part via at least one hydraulic drive/brake cylinder, which is equipped with a position sensor for detecting the respective piston position in the cylinder.
  • the working part is connected to the supply part to support the discontinuous travel drive of the working part via at least one hydraulic drive/brake cylinder.
  • the hydraulic cylinders can be equipped with a position sensor that transmits the respective piston position in the cylinder to a machine control system.
  • This hydraulic drive can be used both for accelerating the working part and for braking when executing cyclic right-of-way.
  • the course of the approach ramp and the braking ramp can be precisely specified using proportional control valves and corresponding control electronics.
  • the hydraulic cylinder is preferably depressurized and therefore switched to floating.
  • the hydraulic drive/brake cylinder is provided in addition to the travel drives of the supply and working parts. Both the supply part and the working part are self-propelled, with the supply part being able to move continuously in tamping mode and the working part being able to move discontinuously.
  • the tamping machine is equipped with at least one hydraulic drive/brake cylinder in addition to the travel drives in particular transmits acceleration and braking forces, and thus allows shorter cycle times, which are limited downwards by drive slip of the cyclically moving working part. Because the hydraulic drive/brake cylinder is equipped with a position sensor for detecting the respective piston position in the cylinder, precise positioning of the working part with respect to the supply part or at a working position with a corresponding control device is always possible.
  • the working part and the supply part can each be moved independently of one another on a track with their own travel drive.
  • the working part carries at least one tamping unit that can be lowered and raised as well as a track lifting and straightening unit, a work cabin and a driving cabin at the front.
  • the supply part of the machine carries the heavy components, in particular the diesel engine, the diesel tanks, hydraulic tank, distribution gearbox and possibly integrated other work units that can be operated in continuous mode such as dynamic stabilization units, gravel plows, gravel sweeping system, steep conveyor belt and silo etc. and a driving cabin at the rear .
  • a large part of the mass of an outer machine frame surrounding the satellite which is otherwise necessary in known continuously operating machines, can be eliminated, whereby a large amount of weight can be saved.
  • measuring cars assigned to the working part constant distances between the measuring cars can always be achieved, which increases the precision and accuracy of correcting the track geometry. Namely, during tamping, the error reduction ratio remains constant and large. This results in better error correction by the machine. Overall, the overall mass of such a machine is reduced compared to the prior art, which in turn results in lower manufacturing and operating costs and a smaller ecological footprint.
  • the distance sensor which measures the distance between the supply and working parts, can be used to automatically coordinate the continuous advance speed and cyclic advance speeds. This also allows collisions between the supply and working parts to be avoided.
  • the at least one hydraulic drive/brake cylinder can be controlled to support the discontinuous travel drive of the working part depending on the distance between the working part and the supply part and the absolute position data, in particular GPS data of the tamping machine.
  • Heavy machine components namely drive motor, fuel tank, hydraulic tank and transfer gearbox are preferably provided on the supply part.
  • the working part can be equipped with measuring carriages connected by tendons, a front, a middle and a rear measuring carriage, the tendons having a fixed chord pitch ratio between the measuring carriages (16, 11, 17) and constant chord lengths.
  • At least one of the drives of the working part and the supply part is in particular equipped with a travel drive. If necessary, two or more drives can also be equipped with a travel drive if this is necessary due to braking or acceleration forces.
  • the working part and supply part can be coupled with an automatic central quick coupling.
  • the working part and supply part can also be provided with buffers using a standard pull-push device that is common on railways.
  • the tamping machine A+B for tamping under sleepers 2 of a track 1 comprises working machine parts which can be moved on rail carriages 6 and are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the machine and are coupled to one another, a supply part A with a machine frame 23 and a working part B with one, at least one, height-adjustable tamping unit 10, as well as a , a track lifting and straightening unit 12 having machine frame (20).
  • Both the supply part A and the working part B are self-propelled, with the supply part A being able to move continuously in the tamping mode and the working part B discontinuously, for which purpose the supply part A and the working part B are connected to one another via flexible supply lines 8, in particular for hydraulics, pneumatics and electrics Travel drives of supply part A and working part B can be controlled accordingly.
  • the working part B is connected to the supply part A to support the discontinuous travel drive of the working part B via at least one hydraulic drive/brake cylinder 7, 24.
  • a distance sensor 23 is provided to measure the distance between working part B and supply part A.
  • Heavy machine components, namely drive motor 22, fuel tank 19, hydraulic tank 21, distribution gear 18 are provided on the supply part A.
  • the working part B is with tendons connected measuring cars 16,11,17, which have a fixed chord pitch ratio between the measuring cars 16,11,17 and constant chord lengths.
  • At least one of the drives 6 of the working part B and the supply part A is equipped with a travel drive 31.
  • Working part B and supply part A can be coupled with an automatic central quick coupling 9.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a continuous tamping machine according to the prior art with a front machine part that accommodates a work satellite C and with a rear machine part designed as a trailer.
  • the longitudinally displaceable work satellite C rests on the chassis 28 within the main frame 25 of the front machine part.
  • the work satellite C is guided by longitudinal guides 30 in the main frame 25.
  • the satellite frame 20 carries the tamping units 10, the middle measuring carriage 11, the lifting-straightening device 12 with the straightening cylinders 13 and the lifting cylinders 14.
  • the machine works in the working direction W.
  • the lifting-straightening unit 12 is controlled via the measuring system with the measuring carriage 16, 11, 17.
  • a drive motor 22 Integrated into the front part of the machine is a drive motor 22, a hydraulic tank 21 and a diesel tank 19.
  • At the rear is the work cabin 4 and at the front the driving cabin 5.
  • the trailer is coupled to the front machine part via a pull-push device 9, a standard coupling .
  • the front machine part and trailer rest on drives 6 which are guided on rails 1.
  • a driving cabin 3 is built on the trailer.
  • Fig. 2 shows a schematic embodiment according to the invention of a tamping machine consisting of the supply part A and the working part B in the transfer position. Both machine parts are connected via an automatic clutch 9.
  • the drive and brake cylinders 7 are switched depressurized and floating with articulation points 24. Hydraulic, electrical and pneumatic supplies are provided via flexible cables 8.
  • the trailer A rests on two drives 6 which are guided on rails 1.
  • the machine frame of the supply part 23 carries the rear driving cabin 3, the auxiliary power unit 18, the drive motor 22, the diesel tank 19 and the hydraulic tank 21.
  • the working part B carries the front driving cabin 5, the rear working cabin 4, the tamping units 10, via the machine frame 20 Measuring carriage 16, 11, 17 and the lifting-straightening device 12 with the straightening cylinders 13 and the lifting cylinders 14 and the longitudinal displacement device 15.
  • the discontinuously working working part B rests on two drives 6.
  • the rails 1 are attached to sleepers 2.
  • the distance between the continuously moving supply part A and the working part B is measured via a sensor 23.
  • One of the drives is provided with a drive 31.
  • the two speed-time diagrams v, t indicate the movement sequences of both machine parts. While the supply part A moves continuously in tamping mode, the discontinuously working working part B moves ahead cyclically, i.e. moves away from the supply part A in the direction of travel, stops, tamps and accelerates and moves ahead again, etc.
  • Fig. 3 shows a schematic embodiment according to the invention of a tamping machine consisting of the supply part A and the working part B in the working position.
  • Supply part A moves continuously while working part B moves intermittently, as the speed-time diagrams illustrate.
  • Starting and braking the satellite is supported by a starting and braking cylinder 7.
  • the automatic clutch 9 is released.
  • the distance between the two machine parts is measured by a distance sensor 23.
  • This distance sensor can be designed as a cable pull sensor, as an optical sensor or as a radar sensor.
  • the working part of the machine has as little mass as possible (reduced front and work cabin 4, 5, heavy attachments 22, 21, 19 removed, 18, elimination of the outer machine frame 25). At least one of the

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Stopfmaschine zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises, mit auf Schienenfahrwerken verfahrbaren, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten und aneinander gekoppelten Arbeitsmaschinenteilen, einem Versorgungsteil mit einem Maschinenrahmen und einem Arbeitsteil mit einem, zumindest ein höhenverstellbares Stopfaggregat, sowie ein Gleishebe-Richt-Aggregat aufweisenden Maschinenrahmen, wobei sowohl der Versorgungsteil als auch der Arbeitsteil selbstfahrend sind, wobei der Versorgungsteil im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil diskontinuierlich verfahrbar ist, wozu Versorgungsteil und Arbeitsteil miteinander über flexible Versorgungsleitungen, insbesondere für Hydraulik, Pneumatik und Elektrik, verbunden sind und Fahrantriebe von Versorgungsteil und Arbeitsteil entsprechend ansteuerbar sind.
  • Eine derartige Stopfmaschine offenbart die DE 2818405 A1 . Durch eine Steuervorrichtung ist es möglich, das Steuer- und Kontrollfahrzeug unabhängig von der Vorwärtsbewegung des Arbeitsfahrzeuges, insbesondere auch ständig und kontinuierlich, mit annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit entlang des Gleises zu verfahren, sodass die im Steuer- und Kontrollfahrzeug angeordneten Vorrichtungen zur Überwachung, Bedienung und Steuerung der Vorrichtungen und Werkzeuge sowie die Bedienungsperson durch die gegebenenfalls schrittweise Vorwärtsbewegung des Arbeitsfahrzeuges und die auf die Maschine ausgeübten Schläge, Beanspruchungen u.dgl. durch die Werkzeuge bzw. Vorrichtungen nicht beeinflusst wird. Der Antriebsschlupf kann ein exaktes Positionieren des Arbeitsteiles erschweren.
  • Die AT 378 387 B und die DE 34 09 849 A1 betreffen Stopfmaschinen mit einem Maschinenkonzept bei dem der Versorgungsteil selbstfahrend und bei dem der Arbeitsteil zwangsgeführt, also eben nicht selbstfahrend ausgebildet ist. Die Positionierung des Arbeitsteiles gegenüber dem Versorgungsteil erfolgt über eine Kolben-Zylindereinheit, die zwischen Arbeitsteil und Versorgungsteil angeordnet ist.
  • Eine weitere im Arbeitseinsatz kontinuierlich verfahrbare Stopfmaschine ist beispielsweise durch US 6 705 232 bekannt. Der Vorteil der kontinuierlich arbeitenden Stopfmaschinen besteht darin, dass die gesamte Maschine mit ihrer großen Masse nicht bei jeder zu unterstopfender Schwelle gestoppt und anschließend wieder beschleunigt werden muss. Dadurch erhöht sich die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine gegenüber zyklisch arbeitenden Maschinen und außerdem werden die auf den Maschinisten wirkenden Beschleunigungen verringert. Die zyklische Vorfahrt von Schwellenbereich zu Schwellenbereich beschränkt sich bei den bisher bekannten kontinuierlichen Maschinenausführungen auf den die Arbeitsaggregate tragenden, unter der Stopfmaschine angeordneten, Satelliten, der relativ zum Hauptrahmen der Maschine längsverschiebbar ausgebildet ist. Eine solche Maschine ist auch aus der AT401943B und der DE 3409849 A1 bekannt.
  • Bekannt ist es auch Anhänger für Stopfmaschinen vorzusehen, auf denen Zusatzaggregate wie dynamische Stabilisieraggregate, Schotterpflug, Schotterkehranlagen, Steilförderband und Silo mit Einschottervorrichtungen etc. aufgebaut sind. Manchmal wird auf Anhängern ein Energie liefernder Dieselmotor aufgebaut, wenn die Hauptmaschine zu schwer ist.
  • Werden bestimmte von den Bahndirektionen festgelegte Komfortgrenzwerte oder Sicherheitsgrenzwerte einer geometrischen Gleislage überschritten, dann werden Gleisstopfarbeiten geplant und zeitgerecht durchgeführt. Zur Behebung und Berichtigung dieser geometrischen Gleisfehler kommen Gleisbaumaschinen zum Einsatz.
  • Stopfaggregate fixieren die Lage eines Gleises während einer Instandhaltungsmaßnahme. Dies geschieht über Stopfwerkzeuge, so genannte Stopfpickel, die in den Schotter neben den Schwellen eintauchen und über eine lineare Schließbewegung die durch eine Verdichtschwingung überlagert wird, den Schotter unter der Schwelle verdichten. Das Gleis wird dabei von einer Hebe-Richt-Einrichtung in eine vorgegebene Sollposition gehoben und gerichtet und in dieser während der Stopfung gehalten. Über Messwagen und Steuereinrichtungen wird die Lage des Gleises während der Stopfung gemessen und durch Vergleich mit Sollwerten eines Gleislagecomputers auf Soll gehalten.
  • Es gibt Stopfmaschinen die auf das Stopfen von Weichen spezialisiert sind, mit teilbaren, quer zur Maschinenlängsrichtung hinsichtlich ihrer Arbeitslage einstellbaren Stopfaggregaten - so genannte Splitheadaggregate, mit Zusatzhebeeinrichtungen für den abzweigenden Strang, mit schwenkbaren Verdichtpickeln, mit einer Verdrehbarkeit der Stopfaggregate um eine Hochachse in der Maschinenquermitte u. dgl. und es gibt Stopfmaschinen die vorzugsweise für das Streckenstopfen gebaut sind. Zudem gibt es Einschwellen- und Mehrschwellenstopfmaschinen. Mehrschwellenstopfmaschinen stopfen in einem Arbeitszyklus mehrere Schwellen auf einmal.
  • Bekannte Satellitenrahmen ( US 6 705 232 ) laufen mittels eines Fahrwerks auf den Schienen, welche mit Bremsen und einem auf die Räder wirkenden Antrieb ausgestattet ist. Der Nachteil der bekannten Ausführungen ist, dass der Arbeitssatellit in einer Hauptmaschine geführt wird. Je größer der Satellit ist, wie bei Mehrschwellenstopfmaschinen, umso größer und schwerer ist auch die den Arbeitssatelliten einhausende Hauptmaschine.
  • Ein Nachteil dieser Bauart ist, dass die Sehnenteilung der Arbeitssehnen, welche die Gleis-Istgeometrie abtasten und die zwischen einem vorderen, einem mittleren und einem hinteren am Gleis verfahrbaren Messwagen gespannt sind, während des Arbeitens veränderlich ist. Das heißt der vordere und hintere Messwagen, zwischen denen die Messsehne gespannt ist, sind mit dem äußeren kontinuierlich fahrenden Hauptmaschinenrahmen verbunden, während der Messwagen, der die Sensoren zur Abtastung der Gleisgeometrie in Bezug auf die Sehnen trägt, sich auf dem Satelliten befindet, dessen Lage sich bezüglich des Hauptmaschinenrahmens zyklisch ändert.
  • Da die äußeren Messwagen kontinuierlich fahren und der mittlere Messwagen mit dem Satelliten während der Stopfung stehen bleibt, ändert sich während der Stopfung das Sehnenteilungsverhältnis. Dadurch ändern sich während des Arbeitens die Regelparameter, welche das Gleis auf Nullposition halten müssen und die das Hebe-Richt-Aggregat ansteuern, ständig. Dies führt zu Ungenauigkeiten und schlechteren Ergebnissen der Stopfarbeiten hinsichtlich der zu erzeugenden Soll-Gleisgeometrie.
  • Durch die Veränderung der Sehnenverhältnisse ändert sich das Gleisgeometriefehler-Verkleinerungsverhältnis, wenn die Maschine im Ausgleichsmodus arbeitet. Das Fehlerverkleinerungsverhältnis hängt vom Verhältnis des langen Sehnenabschnitts zum kurzen Sehnenabschnitt ab. Je größer dieses Verhältnis ist umso mehr werden Gleisfehler verringert. Bei den herkömmlichen kontinuierlichen Stopfmaschinen ändert sich dieses Verhältnis während des Stopfvorganges nachteilig - das Verhältnis wird nämlich mit zunehmender Dauer des Stopfvorganges kleiner.
  • Nachteilig ist auch der Mehraufwand an Material und Gewicht, wegen der Größe des äußeren kontinuierlich fahrenden vorderen Maschinenteiles. Insgesamt sind dadurch die gesamte notwendige Masse und die Antriebsleistung der Maschine groß.
  • Aus EP 1387003B1 ist bekannt, dass der Fahrantrieb des Satelliten mit Hilfe eines Beschleunigungszylinders unterstützt werden kann. Damit wird zwar die Anfahrverzögerung des Antriebs der Fahrwerke zum Teil kompensiert, aber so ein Beschleunigungszylinder trägt zur Präzision der Positionierung des Satelliten nichts bei. Er weist auch keinen Anteil an der Bremswirkung des Satelliten auf.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die oben angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Stopfmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, mit der bessere Ergebnisse hinsichtlich der zu erzeugenden Soll-Gleisgeometrie erreicht werden können.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Arbeitsteil mit dem Versorgungsteil zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils über mindestens einen hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder verbunden ist, der mit einem Positionsgeber zur Erkennung der jeweiligen Kolbenlage im Zylinder ausgestattet ist.
  • Um die Geschwindigkeit und Präzision des zyklisch arbeitenden Arbeitsteils zu unterstützen, ist es vorgesehen, dass der Arbeitsteil mit dem Versorgungsteil zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils über mindestens einen hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder verbunden ist. Die hydraulischen Zylinder können mit einem Positionsgeber ausgestattet sein, der die jeweilige Kolbenlage im Zylinder an eine Maschinensteuerung übergibt. Dieser Hydrauliktrieb kann sowohl zum Beschleunigen des Arbeitsteils als auch zum Bremsen beim Ausführen der zyklischen Vorfahrt verwendet werden. Der Verlauf der Anfahrrampe und der Bremsrampe kann über Proportionalregelventile und entsprechende Regelelektronik exakt vorgegeben werden. Für den Fall der Überstellfahrt mit gekuppeltem Versorgungs- und Arbeitsteil wird der Hydraulikzylinder vorzugsweise drucklos und damit schwimmend geschaltet.
  • Der hydraulische Antriebs-/Bremszylinder ist zusätzlich zu den Fahrantrieben von Versorgungs- und Arbeitsteil vorgesehen. Sowohl der Versorgungsteil als auch der Arbeitsteil sind selbstfahrend, wobei der Versorgungsteil im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil diskontinuierlich verfahrbar ist. Um eben die Präzision der gegenseitigen Positionierung von Versorgungs- und Arbeitsteil zueinander bzw. des Arbeitsteiles an einer Arbeitsposition zu verbessern ist die Stopfmaschine zusätzlich zu den Fahrantrieben mit mindestens einem hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder ausgestattet, der insbesondere Beschleunigungs- und Bremskräfte überträgt, und damit kürzere Zykluszeiten erlaubt, welche durch einen Antriebsschlupf des zyklisch fahrenden Arbeitsteils nach unten hin beschränkt sind. Dadurch, dass der hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder mit einem Positionsgeber zur Erkennung der jeweiligen Kolbenlage im Zylinder ausgestattet ist, ist stets eine genaue Positionierung des Arbeitsteiles bezüglich des Versorgungsteils bzw. an einer Arbeitsposition mit einer entsprechenden Regeleinrichtung möglich.
  • Der Arbeitsteil und der Versorgungsteil sind unabhängig voneinander je mit einem eigenen Fahrantrieb auf einem Gleis verfahrbar. Der Arbeitsteil trägt mindestens ein Stopfaggregat das gesenkt und gehoben werden kann sowie ein Gleishebe-Richtaggregat, eine Arbeitskabine und vorne eine Fahrkabine. Der Versorgungsteil der Maschine trägt die schweren Komponenten, insbesondere den Dieselmotor, die Dieseltanks, Hydrauliktank, Verteilgetriebe und eventuell integrierte andere Arbeitseinheiten, die im kontinuierlichen Mode betrieben werden können wie z.B. dynamische Stabilisieraggregate, Schotterpflüge, Schotterkehranlage, Steilförderband und Silo etc. und eine Fahrkabine hinten.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Stopfmaschine kann ein großer Teil der Masse eines bei bekannten kontinuierlich arbeitenden Maschinen sonst notwendigen, den Satelliten umgebenden äußeren Maschinenrahmens, entfallen, wodurch eine große Menge an Gewicht eingespart werden kann. Mit dem Arbeitsteil zugeordneten Messwagen sind auch stets konstante Abstände zwischen den Messwagen realisierbar, womit Präzision und Genauigkeit der Berichtigung der Gleisgeometrie zunehmen. Während des Stopfens bleibt das Fehlerverkleinerungsverhältnis nämlich konstant und groß. Dadurch wird eine bessere Fehlerberichtigung durch die Maschine erreicht. Insgesamt wird die Gesamtmasse einer derartigen Maschine gegenüber dem Stand der Technik verringert, was wiederum geringere Herstell- und Betriebskosten und einen kleineren ökologischen Fußabdruck bewirkt.
  • Es empfiehlt sich zur Messung des Abstands zwischen Arbeitsteil und Versorgungsteil einen Abstandssensor vorzusehen. Über den Abstandssensor, der den Abstand zwischen Versorgungs- und Arbeitsteil misst, können die kontinuierliche Vorfahrgeschwindigkeit und zyklische Vorfahrgeschwindigkeiten automatisch aufeinander abgestimmt geregelt werden. Dies erlaubt ebenfalls die Vermeidung von Kollisionen zwischen Versorgungs- und Arbeitsteil.
  • Zudem kann der mindestens eine hydraulische Antriebs-/Bremszylinder zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils in Abhängigkeit des Abstands zwischen Arbeitsteil und Versorgungsteil und der absoluten Positionsdaten, insbesondere GPS-Daten der Stopfmaschine, angesteuert sein.
  • Schwere Maschinenkomponenten, nämlich Antriebsmotor, Treibstofftank, Hydrauliktank und Verteilgetriebe sind vorzugsweise auf dem Versorgungsteil vorgesehen.
  • Insbesondere kann der Arbeitsteil mit mittels Sehnen verbundenen Messwagen, einem vorderen, einem mittleren und einem hinteren Messwagen, ausgestattet sein, wobei die Sehnen ein fixes Sehnenteilungsverhältnis zwischen den Messwagen (16,11,17) und konstante Sehnenlängen aufweisen.
  • Je zumindest eines der Laufwerke von Arbeitsteil und Versorgungsteil ist insbesondere mit einem Fahrantrieb ausgestattet. Falls erforderlich können auch zwei oder mehrere Laufwerke mit einem Fahrantrieb ausgestattet sein, falls dies wegen auftretender Brems- bzw. Beschleunigungskräfte nötig ist.
  • Für Überstellfahrten werden die beiden Maschinen insbesondere miteinander gekuppelt. Arbeitsteil und Versorgungsteil können dazu mit einer automatischen zentralen Schnellkupplung kuppelbar sein. Alternativ können Arbeitsteil und Versorgungsteil auch mit einer bei Eisenbahnen üblichen Standard-Zug-Druck-Vorrichtung mit Puffern versehen sein.
  • Günstige Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn Arbeitsteil und Versorgungsteil zusammen auf genau vier Schienenfahrwerken verfahrbar sind.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer kontinuierlichen Stopfmaschine gemäß dem Stand der Technik,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stopfmaschine in Überstellfahrtstellung und
    Fig. 3
    eine Seitenansicht der Stopfmaschine aus Fig. 2 in Arbeitsstellung.
  • Die Stopfmaschine A+B zum Unterstopfen von Schwellen 2 eines Gleises 1 umfasst auf Schienenfahrwerken 6 verfahrbare, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete und aneinander gekoppelte Arbeitsmaschinenteile, einen Versorgungsteil A mit einem Maschinenrahmen 23 und einen Arbeitsteil B mit einem, zumindest ein höhenverstellbares Stopfaggregat 10, sowie einen, ein Gleishebe-Richt-Aggregat 12 aufweisenden Maschinenrahmen (20).
  • Sowohl der Versorgungsteil A als auch der Arbeitsteil B sind selbstfahrend, wobei der Versorgungsteil A im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil B diskontinuierlich verfahrbar ist, wozu Versorgungsteil A und Arbeitsteil B miteinander über flexible Versorgungsleitungen 8, insbesondere für Hydraulik, Pneumatik und Elektrik, verbunden sind und Fahrantriebe von Versorgungsteil A und Arbeitsteil B entsprechend ansteuerbar sind.
  • Der Arbeitsteil B ist mit dem Versorgungsteil A zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils B über mindestens einen hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder 7, 24 verbunden. Zur Messung des Abstands zwischen Arbeitsteil B und Versorgungsteil A ist ein Abstandssensor 23 vorgesehen. Schwere Maschinenkomponenten, nämlich Antriebsmotor 22, Treibstofftank 19, Hydrauliktank 21, Verteilgetriebe 18 sind auf dem Versorgungsteil A vorgesehen. Der Arbeitsteil B ist mit mittels Sehnen verbundenen Messwagen 16,11,17 ausgestattet, die ein fixes Sehnenteilungsverhältnis zwischen den Messwagen 16,11,17 und konstante Sehnenlängen aufweisen. Je zumindest eines der Laufwerke 6 von Arbeitsteil B und Versorgungsteil A ist mit einem Fahrantrieb 31 ausgestattet. Arbeitsteil B und Versorgungsteil A sind mit einer automatischen zentralen Schnellkupplung 9 koppelbar.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Stopfmaschine gemäß dem Stand der Technik mit einem vorderen, einen Arbeitssatelliten C aufnehmenden Maschinenteil und mit einem als Anhänger ausgebildeten hinteren Maschinenteil. Innerhalb des Hauptrahmens 25 des vorderen Maschinenteils ruht der längsverschiebbare Arbeitssatellit C auf dem Fahrwerk 28. Der Arbeitssatellit C wird durch Längsführungen 30 im Hauptrahmen 25 geführt. Der Satellitenrahmen 20 trägt die Stopfaggregate 10, den mittleren Messwagen 11, die Hebe-Richteinrichtung 12 mit den Richtzylindern 13 und den Hebezylindern 14. Am Anhänger mit dem Maschinenrahmen 23 hinten befindet sich ein Zusatzdieseltank 26 und ein Hilfsstromaggregat 18 sowie ein Aufenthalts- und Werkstattraum 27. Die Maschine arbeitet in Arbeitsrichtung W. Über das Messsystem mit dem Messwagen 16, 11, 17 wird die Hebe-Richt-Einheit 12 gesteuert. Integriert in den vorderen Maschinenteil ist ein Antriebsmotor 22, ein Hydrauliktank 21 und ein Dieseltank 19. Hinten befindet sich die Arbeitskabine 4 und vorne die Fahrkabine 5. Der Anhänger ist über eine Zug-Druck-Vorrichtung 9, eine Standardkupplung, mit dem vorderen Maschinenteil gekuppelt. Vorderes Maschinenteil und Anhänger ruhen auf Laufwerken 6 die auf Schienen 1 geführt sind. Am Anhänger ist eine Fahrkabine 3 aufgebaut.
  • Fig. 2 zeigt im Unterschied dazu eine schematische erfindungsgemäße Ausführung einer Stopfmaschine aus dem Versorgungsteil A und dem Arbeitsteil B in Überstellfahrtstellung. Beide Maschinenteile sind über eine automatische Kupplung 9 verbunden. Für die Überstellfahrt sind die Antriebs- und Bremszylinder 7 mit Anlenkpunkten 24 drucklos und schwimmend geschaltet. Hydraulik-, Elektrik- und Pneumatik-Versorgung erfolgen über flexible Leitungen 8. Der Anhänger A ruht auf zwei Laufwerken 6 die auf Schienen 1 geführt sind. Der Maschinenrahmen des Versorgungsteils 23 trägt die hintere Fahrkabine 3, das Hilfsstromaggregat 18, den Antriebsmotor 22, den Dieseltank 19 und den Hydrauliktank 21. Der Arbeitsteil B trägt über den Maschinenrahmen 20 die vordere Fahrkabine 5, die hintere Arbeitskabine 4, die Stopfaggregate 10, die Messwagen 16,11, 17 und die Hebe-Richt-Einrichtung 12 mit den Richtzylindern 13 und den Hebezylindern 14 und der Längsverschiebeeinrichtung 15. Der diskontinuierlich arbeitende Arbeitsteil B ruht auf zwei Laufwerken 6. Die Schienen 1 sind auf Schwellen 2 befestigt. Über einen Sensor 23 wird der Abstand zwischen kontinuierlich fahrendem Versorgungsteil A und Arbeitsteil B gemessen. Eines der Laufwerke ist mit einem Antrieb 31 versehen. Die beiden Geschwindigkeits-Zeitdiagramme v, t geben die Bewegungsabläufe beider Maschinenteile an. Während der Versorgungsteil A im Stopfbetrieb kontinuierlich fährt, fährt der diskontinuierlich arbeitende Arbeitsteil B zyklisch voraus, entfernt sich in Fahrtrichtung also vom Versorgungsteil A, bleibt stehen, stopft und beschleunigt und fährt wieder voraus usw.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische erfindungsgemäße Ausführung einer Stopfmaschine aus dem Versorgungsteil A und dem Arbeitsteil B in Arbeitsstellung. Versorgungsteil A fährt kontinuierlich während Arbeitsteil B diskontinuierlich fährt, wie die Geschwindigkeitszeitdiagramme veranschaulichen. Das Anfahren und Bremsen des Satelliten wird durch einen Anfahr- und Bremszylinder 7 unterstützt. Die automatische Kupplung 9 ist gelöst. Der Abstand zwischen beiden Maschinenteilen wird durch einen Abstandssensor 23 gemessen. Dieser Abstandssensor kann als Seilzugsensor, als optischer Sensor oder auch als Radarsensor ausgeführt werden. Die flexible Verbindung 8 der Hydraulik-, Pneumatik- und Elektroversorgung spannt und entspannt sich während des zyklischen Arbeitens des Arbeitsteils B. Der Arbeitsteil der Maschine wird möglichst massearm (verkleinerte Front- und Arbeitskabine 4, 5, entfernte schwere Anbauteile 22, 21, 19, 18, Entfall des äußeren Maschinenrahmens 25) ausgeführt. Mindestens eines der
  • Drehgestelle 6 auf dem der Arbeitsteil B ruht wird mit einem Fahrantrieb 31 ausgestattet.

Claims (9)

  1. Stopfmaschine (A, B) zum Unterstopfen von Schwellen (2) eines Gleises (1), mit auf Schienenfahrwerken (6) verfahrbaren, in Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten und aneinander gekoppelten Arbeitsmaschinenteilen, einem Versorgungsteil (A) mit einem Maschinenrahmen (23) und einem Arbeitsteil (B) mit einem, zumindest ein höhenverstellbares Stopfaggregat (10), sowie ein Gleishebe-Richt-Aggregat (12) aufweisenden Maschinenrahmen (20), wobei sowohl der Versorgungsteil (A) als auch der Arbeitsteil (B) selbstfahrend sind, wobei der Versorgungsteil (A) im Stopfbetrieb kontinuierlich und der Arbeitsteil (B) diskontinuierlich verfahrbar ist, wozu Versorgungsteil (A) und Arbeitsteil (B) miteinander über flexible Versorgungsleitungen (8), insbesondere für Hydraulik, Pneumatik und Elektrik, verbunden sind und Fahrantriebe von Versorgungsteil (A) und Arbeitsteil (B) entsprechend ansteuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsteil (B) mit dem Versorgungsteil (A) zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils (B) über mindestens einen hydraulischen Antriebs-/Bremszylinder (7, 24) verbunden ist, der mit einem Positionsgeber zur Erkennung der jeweiligen Kolbenlage im Zylinder ausgestattet ist.
  2. Stopfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Abstands zwischen Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) ein Abstandssensor (23) vorgesehen.
  3. Stopfmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine hydraulische Antriebs-/Bremszylinder (7, 24) zur Unterstützung des diskontinuierlichen Fahrantriebes des Arbeitsteils (B) in Abhängigkeit des Abstands zwischen Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) und der absoluten Positionsdaten, insbesondere GPS Daten der Stopfmaschine, angesteuert ist.
  4. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass schwere Maschinenkomponenten, nämlich Antriebsmotor (22), Treibstofftank (19), Hydrauliktank (21), Verteilgetriebe (18) auf dem Versorgungsteil (A) vorgesehen sind.
  5. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsteil (B) mit mittels Sehnen verbundenen Messwagen (16,11,17) ausgestattet ist, die ein fixes Sehnenteilungsverhältnis zwischen den Messwagen (16,11,17) und konstante Sehnenlängen aufweisen.
  6. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass je zumindest eines der Laufwerke (6) von Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) mit einem Fahrantrieb (31) ausgestattet ist.
  7. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) mit einer automatischen zentralen Schnellkupplung (9) kuppelbar sind.
  8. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) mit einer bei Eisenbahnen üblichen Standard-Zug-Druck-Vorrichtung (9) versehen ist.
  9. Stopfmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Arbeitsteil (B) und Versorgungsteil (A) zusammen auf genau vier Schienenfahrwerken (6) verfahrbar sind.
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