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EP4077810A1 - Verfahrbare maschine und verfahren zum bearbeiten der oberfläche eines schienenkopfes - Google Patents

Verfahrbare maschine und verfahren zum bearbeiten der oberfläche eines schienenkopfes

Info

Publication number
EP4077810A1
EP4077810A1 EP20815752.9A EP20815752A EP4077810A1 EP 4077810 A1 EP4077810 A1 EP 4077810A1 EP 20815752 A EP20815752 A EP 20815752A EP 4077810 A1 EP4077810 A1 EP 4077810A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding
rail
machine
tools
grinding unit
Prior art date
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Granted
Application number
EP20815752.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4077810C0 (de
EP4077810B1 (de
Inventor
Andreas HACKNER
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.)
Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Original Assignee
Plasser und Theurer Export Von 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 Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH filed Critical Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Publication of EP4077810A1 publication Critical patent/EP4077810A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4077810C0 publication Critical patent/EP4077810C0/de
Publication of EP4077810B1 publication Critical patent/EP4077810B1/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
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/12—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/12—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
    • E01B31/17—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails by grinding

Definitions

  • the invention relates to a machine with a machine frame supported on rail bogies for processing the surface of a rail head of a rail by grinding with grinding tools moved translationally back and forth along an axis of movement, arranged on an adjustable to the running surface of the rail head via a height drive and along the Rail movable grinding unit.
  • the invention also relates to a method for operating the device.
  • a flawless rail surface is an essential prerequisite for the problem-free functioning of the wheel-rail system.
  • the wheel of a rail vehicle causes measurable wear on the rails, especially on the rail head, due to the constant passage. Examples include constant decelerating and braking in front of stop signals, at stops and train stations, as well as special rolling behavior in arcs.
  • AT 357593 describes grinding tools that are height-adjustable and in the longitudinal direction of the rail in groups one behind the other with a drive device for an additional working movement superimposed on the continuous movement of the machine and independent of this, reciprocating in the longitudinal direction of the machine.
  • the grinding wheels are formed by sliding stones or rotating cup wheels.
  • the invention is based on the object of specifying an improvement in the quality of the grinding result for a rail grinding machine of the type mentioned at the beginning and an associated increase in the grinding performance and economy compared to the prior art.
  • a method for processing the surface of a rail head of a rail carried out by means of the rail grinding machine is to be specified.
  • the invention provides that the grinding unit is coupled to the machine frame of the machine via a drawbar rod and can always be aligned tangentially to the rail in its axis of movement by means of geometrically defined ratios between a pivot distance 2 ⁇ or axis distance 2 ⁇ and a pivot point of the drawbar rod.
  • the grinding unit comprises a grinding frame with a grinding carriage on which the grinding tools are arranged.
  • the drive is designed for a translatory back and forth movement of the grinding carriages and thus the grinding tools by means of at least one oscillating hydraulic actuator.
  • the grinding unit comprises two grinding frames which are rotatably mounted relative to one another about a transverse axis normal to the axis of movement.
  • a useful further development of the invention is that the rotatable mounting of the grinding frames around the transverse axis of the movement axis is designed as a slide bearing.
  • the grinding tools consist of at least two grinding stones.
  • the number of grinding tools per grinding slide determines the size of the possible processing surface on the rail head and thus also directly the grinding performance of the machine.
  • a selection of at least two whetstones per sanding slide is a good engineering choice between sanding performance and compactness of the sanding unit with the associated adaptability to the constantly changing geometry of the rail position.
  • the grinding tools attached to the grinding slide are operated in the horizontal direction by the oscillating hydraulic cylinder by means of the control system in their operating frequency and amplitude according to the machine operator's specifications.
  • Fig. 1 side view of a machine for processing the rail surface
  • FIG. 2 Enlarged view of a machine from Fig. 1 Fig. 3 Top view when the machine is traveling in a curve.
  • Fig. 4 Reduced top views when the machine is traveling in a curve
  • FIG. 1 shows a simplified machine 1 for processing a rail head 6 belonging to a rail 5, which can be moved on a track 4 by rail bogies 3.
  • This comprises grinding units 8 which are rotatably mounted on a machine frame 2 belonging to the machine 1 via a drawbar 15 and vertical height drives 13 each.
  • the rail bogies 3 are designed as a double-axle bogie, rotatable about associated pivot points P1 and P2 (see also FIGS. 3 and 4).
  • a grinding unit 8 consists of a grinding frame 9 which can be moved on grinding frame wheels 14 and has a grinding carriage 10 which is movably attached thereon and which is equipped with grinding tools 11.
  • the drive of the grinding carriage 10 takes place via an oscillating hydraulic cylinder 12, which for one of the working speed 19 of the machine
  • the grinding carriage 10 is mounted vertically movable with the oscillating hydraulic cylinder 12 via a column guide on both sides in order to be able to adapt and readjust the position of the grinding tools 11, which are subject to natural wear, in relation to the grinding frame 9.
  • All hydraulic actuators are fed by an internal supply device 17.
  • a control system 18 implements the operating parameters defined by the machine operator by appropriately controlling all of the oscillating hydraulic cylinders 12 and height drives 13.
  • FIG. 2 The embodiment explained above with regard to FIG. 1 is shown enlarged in FIG. 2 with the aid of a section of the core components of the rail chassis 3, grinding unit 8 and drawbar 15.
  • Fig. 3 is a plan view of the machine 1 is shown when traveling around a curve. Like the rail bogies 3, the grinding units 8 are always oriented tangentially to the respective contact point on the rail 5.
  • the drawbar rods 15 with the associated articulation points are shown clearly highlighted.
  • the two versions in FIG. 4 show a reduced top view of the machine 1 when it is traveling around a curve.
  • the position of the axes of movement 7, which are parallel to the drawbar rod 15, is also made clear here.
  • the curve radius is given as R for this construction of the entire vehicle.
  • the variables listed here for the dimensions already apply to the verification which is carried out in the explanations relating to FIG. 5.
  • FIG. 5 is used for the analytical verification of the tangential alignment and independence from the radius R of the arc.
  • the proof is provided by calculating u, the length of the drawbar, i.e. the distance between the pivot point P3 and the point P6 of the grinding unit 8.
  • the relationship between the geometric parameters is shown by describing three right-angled triangles T1, T2 and T3.
  • Equations (3) and (4) now result after the elimination of R 3 [42]
  • the distance u which represents the length of the drawbar, depends only on the parameters a and l.
  • the arc radius R falls out of the equation, a tangential alignment of the grinding unit is given for all radii. In general, a limit value for the radius R is only given by the frame and chassis construction of the rail vehicle

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine (1) mit einem auf Schienenfahrwerken (3) abgestützten Maschinenrahmen (2) zum Bearbeiten der Oberfläche eines Schienenkopfes (6) einer Schiene (5) durch Beschleifen mit entlang einer Bewegungsachse (7) translatorisch hin- und herbewegten Schleifwerkzeugen (11), angeordnet auf einer an die Lauffläche des Schienenkopfes (6) über einen Höhenantrieb (13) anstellbaren und entlang der Schiene (5) verfahrbaren Schleifeinheit (8). Dabei ist vorgesehen, dass die Schleifeinheit (8) über eine Deichselstange (15) mit dem Maschinenrahmen (2) der Maschine (1) gekoppelt ist und durch geometrisch festgelegte Verhältnisse zwischen einem Drehzapfenabstand 2Ί oder Achsabstand 2Ί, sowie einem Anlenkpunkt (P3) der Deichselstange (15) in ihrer Bewegungsachse (7) immer tangential zur Schiene (5) ausrichtbar ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren, dass die Maschine (1) durch einen Gleisbogen mit beliebigem Radius bewegt und durch die mechanische Koppelung der Schleifeinheit (8) über die Deichselstange (15) mit dem Maschinenrahmen (2) die Ausrichtung der Schleifeinheit (8) tangential zur Schiene (5) automatisch vollzogen wird. Damit wird eine Verbesserung der Qualität des Schleifergebnisses und einer damit einhergehenden Steigerung der Schleifleistung und Wirtschaftlichkeit gegenüber dem Stand der Technik erreicht, insbesondere bei Gleisbögen mit kleinen Radien. -

Description

Beschreibung
Verfahrbare Maschine und Verfahren zum Bearbeiten der Oberfläche eines
Schienenkopfes
Gebiet der Technik
[01] Die Erfindung betrifft eine Maschine mit einem auf Schienenfahrwerken abgestützten Maschinenrahmen zum Bearbeiten der Oberfläche eines Schienenkopfes einer Schiene durch Beschleifen mit entlang einer Bewegungsachse translatorisch hin- und herbewegten Schleifwerkzeugen, angeordnet auf einer an die Lauffläche des Schienenkopfes über einen Höhenantrieb anstellbaren und entlang der Schiene verfahrbaren Schleifeinheit. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung.
Stand der Technik
[02] Eine einwandfreie Schienenoberfläche ist eine wesentliche Voraussetzung für die problemlose Funktion des Rad-Schiene-Systems. Das Rad eines Schienenfahrzeuges verursacht durch die ständige Überfahrt einen messbaren Verschleiß an den Schienen, insbesondere am Schienenkopf. Als Beispiele seien etwa ständiges Verzögern und Abbremsen vor Haltesignalen, an Haltestellen und Bahnhöfen, wie auch spezielles Abrollverhalten in Bögen genannt.
[03] Mit Gleis- und Weichenschleifmaschinen wird die Fahrfläche in
Schienenlängsrichtung bearbeitet. Dies ist die entscheidende Komponente um die Geräuschemission gering zu halten und diese bereits an der Entstehungsquelle zu bekämpfen. Riffeln und Wellen werden durch das bewährte Prinzip der oszillierenden Schleifwerkzeuge, auch als Rutschersteine bezeichnet, beseitigt.
[04] Auch führt das vorbeugende Schleifen von Schienen zu einem geringeren Verschleiß von Oberbau und rollendem Material sowie zu einer stabilen, langanhaltenden Gleislage. Letztlich ist auch der Fahrkomfort wesentlich von der Güte der Lauffläche abhängig. Feste Fahrbahnen im urbanen Bereich, wie auch in Tunneln werden geschont, da eine höhere Laufflächenqualität geringere Vibrationen verursacht.
[05] Weiters ist durch Versuchsreihen belegt, dass durch eine Beschleifung von Neulagen, also eine Bearbeitung der Schienenoberfläche von Neuschienen vor Betriebsaufnahme, Riffel erst wesentlich später entstehen. Der Grund dafür ist die Beseitigung einer herstellungsbedingten Anfangsrauigkeit und die Entfernung der Walzhaut sowie der randentkohlten Schicht. Die Glättung der verrosteten, verzunderten Oberfläche schließt auch die Feinbearbeitung der Schweißstellen mit ein.
[06] Das Bearbeiten von Schienen mittels oszillierender Schleifwerkzeuge ist aus mehreren Dokumenten in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
[07] So werden etwa in der AT 357593 höhenverstellbar und in Längsrichtung der Schiene in Gruppen hintereinander angeordnete Schleifwerkzeuge mit einer Antriebseinrichtung für eine zusätzliche, der kontinuierlichen Fahrbewegung der Maschine überlagerte und von dieser unabhängige, in Maschinenlängsrichtung hin- und hergehende Arbeitsbewegung beschrieben. Die Schleifkörper werden darin von Rutschersteinen oder rotierenden Topfscheiben gebildet.
[08] Eine erhebliche Schwäche bekannter Maschinen und Vorrichtungen ist die fehlende Anpassung und Ausrichtung der Schleifeinheiten beim Einsatz an Gleisbögen mit kleinen Radien, wie diese häufig im urbanen Bereich bei Gleisanlagen von Straßenbahnen und Metros zu finden sind.
[09] Die Schleifeinheiten mit den auf den Schienen aufgesetzten Laufrädern sind durch die meist zu große Bauweise und nur sehr begrenzt bewegliche Aufhängung und Lagerung für kleine Radien aus den heutigen Gesichtspunkten der Gleiserhaltung völlig ungeeignet. Es kann beim Einsatz üblicher Maschinen auch durch vorprofilierte Rutschersteine zu Schäden auf der Lauffläche des Schienenkopfes und den angrenzenden Seitenflanken kommen.
[10] Diese Gleisabschnitte müssen mit großem Mehraufwand, teilweise auch unter hohem körperlichen Arbeitseinsatz bearbeitet werden. Die logische Folge sind dementsprechend hohe Instandhaltungskosten. Zusammenfassung der Erfindung
[11] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Schienenschleifmaschine der eingangs genannten Art eine Verbesserung der Qualität des Schleifergebnisses und einer damit einhergehenden Steigerung der Schleifleistung und Wirtschaftlichkeit gegenüber dem Stand der Technik anzugeben. Zudem soll ein mittels der Schienenschleifmaschine durchgeführtes Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche eines Schienenkopfes einer Schiene angegeben werden.
[12] Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch eine Maschine gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 7. Abhängige Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
[13] Die Erfindung sieht vor, dass die Schleifeinheit über eine Deichselstange mit dem Maschinenrahmen der Maschine gekoppelt ist und durch geometrisch festgelegte Verhältnisse zwischen einem Drehzapfenabstand 2Ί oder Achsabstand 2Ί, sowie einem Anlenkpunkt der Deichselstange in ihrer Bewegungsachse immer tangential zur Schiene ausrichtbar ist.
[14] Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schleifeinheit ein Schleifgestell mit Schleifschlitten umfasst, an dem die Schleifwerkzeuge angeordnet sind.
[15] Dadurch wird eine robuste, kompakte Bauform der Schleifeinheit möglich.
[16] Vorteilhaft ist es, wenn der Antrieb für ein translatorisches Hin- und Herbewegen der Schleifschlitten und damit der Schleifwerkzeuge durch wenigstens einen oszillierend betriebenen Hydraulikaktuator ausgebildet ist.
[17] Damit wird eine hohe Kraftdichte bei guter Regel- und Einsteilbarkeit der Arbeitsfrequenz wie auch Amplitude erreicht. Die Versorgung erfolgt über das vorhandene, bordeigene Hydrauliksystem.
[18] Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schleifeinheit zwei Schleifgestelle umfasst, die um eine Querachse normal zur Bewegungsachse zueinander drehbar gelagert sind.
[19] Durch unterschiedliche Höhenlagen der beiden Schienenstränge können bei einteiligem, starr ausgeführten Schleifgestell durch auf die Schleifeinheiten einwirkende Antriebskräfte in der Vertikalebene nennenswerte Reaktionsmomente entstehen, welche zu einer unterschiedlichen Verteilung der Andruckkräfte auf die Schleifwerkzeuge führen. Durch die drehbar gelagerte Ausführung um die Querachse der Schleifeinheit wird der Anforderung an einen gleichmäßigen Andruck der Schleifwerkzeuge an beiden Schienensträngen Rechnung getragen. Die Tragkonstruktion der Schleifeinheit wird unter wechselnder Last geschont, ein übermäßiges Verwinden oder Tordieren der tragenden Elemente wird verhindert.
[20] Eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung ist, dass die drehbare Lagerung der Schleifgestelle um die Querachse der Bewegungsachse als Gleitlager ausgebildet ist.
[21] Dadurch lässt sich eine langlebige, wartungsarme Konstruktion der Querachse der Schleifgestelle realisieren.
[22] Dabei ist es günstig, wenn die Schleifwerkzeuge aus wenigstens zwei Schleifsteinen bestehen.
[23] Durch die Anzahl der Schleifwerkzeuge je Schleifschlitten wird neben anderen Parametern die Größe der möglichen Bearbeitungsfläche am Schienenkopf und damit auch direkt die Schleifleistung der Maschine festgelegt. Für den Einsatz bei kleinen Bogenradien zeigt sich eine Auswahl von wenigstens zwei Schleifsteinen je Schleifschlitten als ingenieurmäßig gute Wahl zwischen Schleifleistung und Kompaktheit der Schleifeinheit bei damit verbundener Anpassungsfähigkeit an die sich laufend ändernde Geometrie der Schienenlage.
[24] Ein analytischer Nachweis der geometrischen Zusammenhänge wird in der Beschreibung der Ausführungsformen dargelegt.
[25] Diese kontinuierliche, durch mechanische Anlenkung erfolgte Ausrichtung der Schleifeinheit an die Schiene sorgt unabhängig vom jeweiligen Bogenradius für ein gleichmäßiges Schliffbild hoher Güte, auch bei kleinsten Gleisbögen mit Radien bis zu R=17 m.
[26] Bei Schienenfahrzeugen deren Fahrwerke als Doppel- oder Dreifach- Achsdrehgestell ausgeführt sind spricht der Fachmann von einem Drehzapfenabstand 2Ί zwischen den beiden Drehpunkten am Maschinenrahmen. Hingegen bei zwei Einzelachsfahrwerken spricht man von einem Achsabstand 2Ί. [27] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten der Schienenoberfläche sieht vor, dass die Maschine durch einen Gleisbogen mit beliebigem Radius bewegt und durch die mechanische Koppelung der Schleifeinheit über die Deichselstange mit dem Maschinenrahmen die Ausrichtung der Schleifeinheit tangential zur Schiene automatisch vollzogen wird.
[28] Ein Eingreifen von Mensch oder Maschine ist nicht erforderlich, Resultat ist ein gleichmäßiges Schleifergebnis. Aufwändige Antriebe und Regelungssysteme einer tangentialen Ausrichtung zur Schiene entfallen.
[29] Weiters ist vorgesehen, dass durch vom Maschinenbetreiber definierte Betriebsparameter mittels eines Steuerungssystems die vertikale Auflast der Schleifwerkzeuge auf den Schienenkopf durch entsprechende Ansteuerung der Höhenantriebe geregelt wird.
[30] In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden die auf dem Schleifschlitten angebrachten Schleifwerkzeuge in horizontaler Richtung durch den oszillierend betriebenen Hydraulikzylinder mittels des Steuerungssystems in ihrer Betriebsfrequenz und Amplitude nach Vorgabe des Maschinenbetreibers betrieben.
[31] Erst dadurch wird ein an die jeweilige Gleissituation und Beschaffenheit der Schienenoberfläche angepasstes und vom Maschinenbetreiber gewünschtes Schleifbild bei entsprechender Schleifleistung erreicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[32] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 Seitenansicht einer Maschine zum Bearbeiten der Schienenoberfläche
Fig. 2 Vergrößerte Ansicht einer Maschine aus Fig. 1 Fig. 3 Draufsicht bei Bogenfahrt der Maschine Fig. 4 Reduzierte Draufsichten bei Bogenfahrt der Maschine Fig. 5 Geometrische Verhältnisse für analytischen Nachweis
Beschreibung der Ausführungsformen [33] Fig. 1 zeigt eine vereinfacht dargestellte Maschine 1 zum Bearbeiten eines zu einer Schiene 5 gehörenden Schienenkopfes 6, welche durch Schienenfahrwerke 3 auf einem Gleis 4 verfahrbar ist. Diese umfasst Schleifeinheiten 8, die über je eine Deichselstange 15 und vertikal wirkende Höhenantriebe 13 drehbar gelagert an einem zur Maschine 1 gehörenden Maschinenrahmen 2 angebracht sind. Die Schienenfahrwerke 3 sind in dieser Ausführungsform als Doppelachsdrehgestell ausgeführt, drehbar um zugehörige Drehzapfenpunkte P1 und P2 (siehe dazu auch Fig. 3 und 4).
[34] Eine Schleifeinheit 8 besteht aus einem auf Schleifgestelllaufrädern 14 verfahrbaren Schleifgestell 9 mit einem darauf beweglich angebrachten Schleifschlitten 10, der mit Schleifwerkzeugen 11 bestückt ist. Der Antrieb des Schleifschlitten 10 erfolgt dabei über einen oszillierenden Hydraulikzylinder 12, der für ein der Arbeitsgeschwindigkeit 19 der Maschine
I überlagertem, translatorischen Hin- und Herbewegen der Schleifwerkzeuge
I I gegenüber dem Schleifgestell 9 sorgt.
[35] Der Schleifschlitten 10 ist mit dem oszillierenden Hydraulikzylinder 12 über eine beidseitige Säulenführung vertikal beweglich gelagert, um die einem natürlichen Verschleiß unterliegenden Schleifwerkzeuge 11 in ihrer Position gegenüber dem Schleifgestell 9 anpassen und nachjustieren zu können.
[36] Sämtliche hydraulische Aktoren werden von einer internen Versorgungseinrichtung 17 gespeist. Ein Steuerungssystem 18 setzt die vom Maschinenbetreiber definierten Betriebsparameter durch entsprechende Ansteuerung sämtlicher oszillierend betriebener Hydraulikzylinder 12 und Höhenantriebe 13 um.
[37] Die oben zu Fig. 1 erläuterte Ausführungsform ist in Fig. 2 anhand eines Ausschnittes der Kernkomponenten Schienenfahrwerke 3, Schleifeinheit 8 und Deichselstange 15 vergrößert dargestellt.
[38] In Fig. 3 ist eine Draufsicht der Maschine 1 bei Bogenfahrt dargestellt. Wie auch die Schienenfahrwerke 3 sind die Schleifeinheiten 8 stets tangential an den jeweiligen Kontaktpunkt an der Schiene 5 ausgerichtet. Deutlich hervorgehoben sind die Deichselstangen 15 mit den zugehörigen Anlenkpunkten dargestellt. [39] Die beiden Ausführungen in Fig. 4 zeigen eine reduzierte Draufsicht der Maschine 1 bei Bogenfahrt. Verdeutlich wird hier auch die Lage der Bewegungsachsen 7, die eine Parallelität zur Deichselstange 15 aufweisen. Der Bogenradius wird für diese Konstruktion des Gesamtfahrzeuges mit R angegeben. Die hier angeführten Variablen für die Maße gelten bereits für den Nachweis, der in den Ausführungen zu Fig. 5 erfolgt.
[40] Fig. 5 wird für den analytischen Nachweis der tangentialen Ausrichtung und Unabhängigkeit vom Bogenradius R herangezogen. Der Nachweis wird in der folgenden Ausführung über die Berechnung von u, der Länge der Deichselstange, also dem Abstand zwischen dem Drehpunkt P3 und dem Punkt P6 der Schleifeinheit 8 geführt. Durch die Beschreibung von drei rechtwinkeligen Dreiecken T1 , T2 und T3 wird der Zusammenhang der geometrischen Parameter dargelegt.
[41] Als Ansatz dient der Satz des Pythagoras, hier gilt für die beiden beschreibenden, rechtwinkeligen Dreiecke T1 (P1-P4-P5) und T2 (P3-P4- P5): y2 + l2 = R2 y2 + (a + l )2 = Rp3 (2)
Die Gleichungen (1) und (2) nach y2 umgeformt und gleichgesetzt führen zu
Weiters gilt für ein drittes rechtwinkeliges Dreieck T3 (P3-P6-P5):
R2 + u2 = RP 2 3 (4)
Aus den Gleichungen (3) und (4) ergibt sich nach Elimination von R 3 nun [42] Der Abstand u, der die Länge der Deichselstange darstellt, ist nur von den Parametern a und l abhängig. Der Bogenradius R fällt aus der Gleichung heraus, eine tangentiale Ausrichtung der Schleifeinheit ist folglich bei allen Radien gegeben. Allgemein ist ein Grenzwert des Radius R lediglich durch die Rahmen- und Fahrwerkskonstruktion des Schienenfahrzeuges gegeben
[43] In der in Fig. 4 beschriebenen, möglichen Ausführungsform, ergibt sich mit den Abmessungen a = 1330 mm und Z = 2400 mm (7) nach Gleichung (6) eine Deichselstangenlänge u von u = j a2 + 2 al = 13302 + 2 1330 2400 = 2855 mm (8)
(ganzzahlig gerundet)

Claims

Patentansprüche
1. Maschine (1 ) mit einem auf Schienenfahrwerken (3) abgestützten Maschinen rahmen (2) zum Bearbeiten der Oberfläche eines Schienenkopfes (6) einer Schiene (5) durch Beschleifen mit entlang einer Bewegungsachse (7) translatorisch hin- und herbewegten Schleifwerkzeugen (11), angeordnet auf einer an die Lauffläche des Schienenkopfes (6) über einen Höhenantrieb (13) anstellbaren und entlang der Schiene (5) verfahrbaren Schleifeinheit (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinheit (8) über eine Deichselstange (15) mit dem Maschinenrahmen (2) der Maschine (1) gekoppelt ist und durch geometrisch festgelegte Verhältnisse zwischen einem Drehzapfenabstand (2Ί) oder Achsabstand (2Ί), sowie einem Anlenkpunkt (P3) der Deichselstange (15) in ihrer Bewegungsachse (7) immer tangential zur Schiene (5) ausrichtbar ist.
2. Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinheit (8) ein Schleifgestell (9) mit Schleifschlitten (10) umfasst, an dem die Schleifwerkzeuge (11) angeordnet sind.
3. Maschine nach Ansprüche 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für ein translatorisches Hin- und Herbewegen der Schleifschlitten (10) und damit der Schleifwerkzeuge (11) durch wenigstens einen oszillierend betriebenen Hydraulikaktuator (12) ausgebildet ist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinheit (8) zwei Schleifgestelle (9) umfasst, die um eine Querachse (16) normal zur Bewegungsachse (7) zueinander drehbar gelagert sind.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Lagerung der Schleifgestelle (9) um die Querachse (16) der Bewegungsachse (7) als Gleitlager ausgebildet ist.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifwerkzeuge (11) aus wenigstens zwei Schleifsteinen bestehen.
7. Verfahren zum Betreiben einer Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) durch einen Gleisbogen mit beliebigem Radius bewegt und durch die mechanische Koppelung der Schleifeinheit (8) über die Deichselstange (15) mit dem Maschinenrahmen (2) die Ausrichtung der Schleifeinheit (8) tangential zur Schiene (5) automatisch vollzogen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch vom Maschinenbetreiber definierte Betriebsparameter mittels eines Steuerungssystems (18) die vertikale Auflast der Schleifwerkzeuge (11) auf den Schienenkopf (6) durch entsprechende Ansteuerung der Höhenantriebe (13) geregelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Schleifschlitten (10) angebrachten Schleifwerkzeuge (11) in horizontaler Richtung durch den oszillierend betriebenen Hydraulikzylinder (12) mittels des Steuerungssystems (18) in ihrer Betriebsfrequenz und Amplitude nach Vorgabe des Maschinenbetreibers betrieben werden.
EP20815752.9A 2019-12-16 2020-11-25 Verfahrbare maschine und verfahren zum bearbeiten der oberfläche eines schienenkopfes Active EP4077810B1 (de)

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ATA403/2019A AT523354A1 (de) 2019-12-16 2019-12-16 Verfahrbare Maschine und Verfahren zum Bearbeiten der Oberfläche eines Schienenkopfes
PCT/EP2020/083269 WO2021121884A1 (de) 2019-12-16 2020-11-25 Verfahrbare maschine und verfahren zum bearbeiten der oberfläche eines schienenkopfes

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EP4077810A1 true EP4077810A1 (de) 2022-10-26
EP4077810C0 EP4077810C0 (de) 2024-07-17
EP4077810B1 EP4077810B1 (de) 2024-07-17

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EP (1) EP4077810B1 (de)
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WO (1) WO2021121884A1 (de)

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