DE2417062C3 - Stopfwerkzeugaggregat für eine Gleisstopfmaschine - Google Patents
Stopfwerkzeugaggregat für eine GleisstopfmaschineInfo
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- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Stopfwerkzeug für eine Gleisstopfmaschine, wie sie im Oberbegriff des Anspruches
1 beschrieben ist.
Es ist bereits - gemäß der DE-AS 17 08 701 - eine Gleisstopfmaschine bekannt, bei der die Stopfwerkzeuge
auf einem Schwingrahmen angeordnet sind, der über schwingungsdämpfende Elemente enthaltende Aufhängungen
auf einem höhenverstellbaren Tragrahmen frei beweglich gelagert ist. Dieser Tragrahmen ist über den
hydraulischen Antriebszylinder relativ zum Fahrgestellrahmen der Gleisstopfmaschine der Höhe nach
verstellbar. Die Stopfwerkzeughalter sind auf Schwenkachsen angeordnet, auf welchen auch rotierende
Unwuchtmassen gelagert sind. Die Aufhängung muß eine Relativbewegung des Schwingrahmens gegenüber
dem Tragrahmen zulassen. Nur dann ist eine Schwingungsbewegung der Stopfwerkzeughalter gegenüber
dem ständig, also auch beim Absenken mittels des Antriebszylinders, in bezug auf den Rahmen der
Gleisstopfmaschine festgelegten bzw. fixierten Tragrah= men möglich. Nachteilig ist hierbei, daß die Vibrationsbewegung des Stopfwerkzeughalters unbestimmbar ist
Durch die Unwuchtmassen bzw. die durch diese bewirkte Vibrationsbewegung wird der Stopfwerkzeughalter
lediglich unkontrolliert in Schwingung versetzt, ohne eine gewünschte Schwingungscharakteristik zu
erreichen, weil die Schwingungsamplituden von sekundären Gegebenheiten, wie dem Zusammenwirken der
Dämpfung an der Aufhängung und des Eindringwiderstandes des Schotters, unkontrollierbar beeinflußt
werden. Durch die freie Beweglichkeit des Schwingrahmens gegenüber dem Tragrahmen kann sich daher das
Schwingungsverhalten der Stopfwerkzeughalter gegenüber dem Tragrahmen in weiten Bereichen verändern.
Die Erzielung einer gewünschten Schwingungsamplitude gegenüber dem Tragrahmen ist daher bei dieser
bekannten Anordnung nicht möglich. Diese Nachteile
to können aber auch durch eine härtere Abstimmung der
Aufhängung nicht maßgeblich verringert werden, da eine freie Beweglichkeit des Schwingrahmens gegenüber
dem Gehäuse beibehalten werden muß, um überhaupt eine Vibrationsbewegung der Stopfwerkzeuge
erzeugen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stopfwerkzeugaggregat zu schaffen, bei dem zum
Eindringen der Stopfwerkzeuge in den Schotter weniger Kraft notwendig ist, als dies bei den bekannten
Stopfwerkzeugaggregaten der Fall ist
Diese Aufgabe wird bei einem Stopfwerkzeugaggregat erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des
Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst
Diese erfindungsgemäße Kombination ermöglicht nun erstmals, daß die Stopfwerkzeughalter eindeutig
gegenüber dem mit dem Antriebszylhvder am Fahrgestellrahmen
der Maschine abgestützten und auch festgelegten Gehäuse zwangsgeführt sind, also ausgehend
von dem die Basis für die Schwingung bildenden Gehäuse zu gleichbleibenden periodischen Vertikal-
und Horizontalbewegungen gleicher Amplitude und relativ zu diesem gezwungen werden. Durch diese
erfindungsgemäße Ausbildung unter Verwendung der starren Lagerung bzw. zwangsweisen Führung der
Stopfwerkzeughalter relativ zum Gehäuse wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß auch bei den während
des Eintauchvorganges hohen Kräften in Eintauchrichtung eine Schwingungsbewegung mit gleicher Amplitude
im Eintauchbereich auf den Schotter ausgeübt
werden kann. Die Intensität der Schwingungen wird insbesondere dadurch ermöglicht daß die Stopfwerkzeughalter
gleichbleibende Bewegungen sowohl in als auch entgegen der Eintauchrichtung ausführen und
somit durch die in rascher Folge wechselnden Be- und Entlastungen der Spitzen der Stopfwerkzeuge den
erforderlichen Kraftaufwand, der mit dem Antriebszylinder des Gehäuses zum Absenken ausgeübt werden
muß, vermindern. Diese gleichbleibenden überlagerten Be- und Entlastungen der Stopfwerkzeughalter bewirken
aber eine intensive Anregung; des diese umgebenden Bettungsschotters zu Schwingungen, wodurch auch
verkrusteter Schotter aufgelockert und in einen »fließähnlichen« Zustand beim Eintauchen bzw. beim
Verdichtvorgang versetzt werden kann, indem der Schotter dem Eindringen der Stopfwerkzeuge weniger
Widerstand entgegensetzt.
Zusätzlich wird durch die unmittelbare und individuelle Zuordnung von exzentrischen Lagerbüchsen für die
Stopfwerkzeughalter eine äußerst gute Ausnützung der Antriebsleistung erzielt, und es kann mit mehreren
kleineren Antrieben das Auslangen gefunden werden. Diese Vorteile konnten also nur durch die erfindungsgemäße
Kombination, einen Vibrationsantrieb mit exzentrischen Lagerbüchsen vorzusehen und die Lagerbüchsen
bzw. Schwenkachsen der Stopfwerkzeughalter am Gehäuse starr zu lagern, erreicht werden. Gleichzeitig
werden durch die individuelle Lagerung der Stopfwerkzeughalter am fix geführten Gehäuse diese exakt der
Seite nach, A h. quer zur Gfeislängsrichtung, geführt, so
daß sie nicht in Richtung der Schienen ausweichen können und Beschädigungen der Stopfwerkzeughalter
und insbesondere von Gleisbestandteilen vermieden werden,
Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lagerbuchse
in äußeren Kugel- oder Wälzlagern lagert, die im Gehäuse befestigt sind, und daß die Schwenkachse in
inneren Kugel- oder Wälzlagern lagert, die in der exzentrischen Innenbohrung der Lagerbüchse befestigt
sind. Die Vorteile dieser Konstruktion liegen in dem geringen Platzbedarf und der leichten Wartung.
Sollen die Stopfpickel mittels eines zentralen Antriebes zu phasengleichen Schwingungen angeregt
werden, so ist nach der Erfindung jede Lagerbüchse
mittels eines endlosen Riemens, einer endlosen Kette oder Zahnrad-Antriebs mit einer einzigen Antriebswelle drehverbunden, wobei es ferner vorteilhaft ist, wenn
Mittel, z. B. eine Kupplung, zwischen der Antriebswelle und dem Motor oder Schalter zum Ein- und Ausschalten
des Motors vorgesehen sind, welche bewirken, daß die
Stopfwerkzeuge beim Absenken vibrieren und beim Anheben nicht vibrieren.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher
erläutert Es zeigt
F i g. 1 die Frontansicht eines erfindungsgemäßen Stopfwerkzeugaggregates,
F i g. 2 die Seitenansicht des Stopfwerkzeugaggregates nach F i g. 1, teilweise geschnitten,
F i g. 3 das Arbeitsprinzip eines Stopfwerkzeughalters des Stopfwerkzeugaggregates nach F i g. 1 in schematischer Darstellung,
F i g. 4 das Arbeitsprinzip eines Stopfwerkzeughalters eines anderen Stopfwerkzeugaggregates in schematisch er Darstellung und
Fig.5 einen Querschnitt durch die Lagerung eines Stopfwerkzeughalters.
Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Stopfwerkzeugaggregat umfaßt ein von oben betrachtet H-förmiges
Gehäuse 1, dessen Mittelsteg 2 in der F i g. 2 sichtbar ist An jedem freien Ende der Schenkel 3 und 4 des
H-förmigen Gehäuses 1 ist je eine das Schenkelende durchsetzende Schwenkachse 5 gelagert An jedem aus
dem Schenkelende herausragenden Ende der Schwenkachse 5 ist je ein Stopfwerkzeughalter 6 angeordnet und
vorzugsweise starr mit der zugehörigen Schwenkachse 5 verbunden. Insgesamt weist das Stopfwerkzeugaggregat acht Stopfwerkzeughalter 6 auf, von denen in
der F i g. 1 zwei und in der F i g. 2 vier zumindest teilweise sichtbar sind. Am unteren Ende jedes
Stopfwerkzeughalters 6 ist ein auswechselbarer Stopfpickel 7 eingesetzt
Die oberen Enden der Stopfwerkzeughalter 6 sind 5s
über hydraulische Antriebszylinder 8 mit starr am Gehäuse 1 befestigten Flanschen 9 verbunden. Von
diesem insgesamt vier Antriebszylindern B wirkt je einer auf die zwei an einem Ende der Schenkel 3 bzw. 4
angeordneten Stopfwerkzeughalter 6 ein, um diesen beiden Stopfwerkzeughaltern 6 und den ihnen gegenüberliegenden Stopfwerkzeughaltern 6 die eingangs
erwähnte Greifbewegung zu erteilen.
Das ganze Stopfwerkzeugaggregat ist an einer auf einem Gleis — wodurch nur die eine Schiene 10 sichtbar
ist — fahrbaren Gleisstopfmaschine angeordnet, von welcher in den F i g. 1 und 2 nur Bruchteile, d h. ein
oberer Rahmenteil 11 und ein unterer Rahmenteil 12,
dargestellt sind. Die beiden Rahmenteile 11 und 12 sind über Führungsstangen 13 miteinander verbunden. Pie
Führungsstangen 13 sind durch am Mittelsteg 2 des Gehäuses 1 starr befestigte Muffen 14 umgeben, so daß
mit Hilfe eines weiteren hydraulischen Antriebszylinders 15 das Stopfwerkzeugaggregat längs der Führungsstangen 13 auf und ab bewegt werden kann.
Unterhalb der Schiene 10 befindet sich eine Schwelle, die unterstopft werden soll.
In der F i g. 2 ist das äußere Ende des Schenkels 3 im Schnitt dargestellt, so daß die Schwenkachse 5, an deren
beiden Enden die Stopfwerkzeughalter 6 aufgesetzt sind, sichtbar ist Die Schwenkachse 5 ist über zwei
innere Kugel- oder Wälzlager 16, eine exzentrische Lagerbüchse 17 und zwei äußere Kugel- oder Wälzlager
18 im Endteil des Schenkels 3 gelagert Die in der F i g. 1 strichpunktiert dargestellte exzentrische Lagerbüchse
17 ist über einen endlosen Riemen, eine Kette 19 oder einen Zahnrad-Antrieb mit einem Rad 20 auf einer den
Mittelsteg 2 durchsetzenden Antri >jswelle 21 drehverbunden. Die Antriebswelle 2i wirj durch einen
hydraulischen oder elektrischen Motor 22 angetrieben, so daß sich sämtliche exzentrische Lagerbüchsen 17
drehen und infolge ihrer Exzentrität den Stopfwerkzeugen 6 und insbesondere den in den Schotter
eintauchenden Enden der Stopfpickel 7 eine aus einer senkrechten und einer waagerechten Komponente
zusammengesetzte Bewegung erteilen.
In der F i g. 3 ist der Bewegungsantrieb für einen Stopfwerkzeughalter schematisch dargestellt. Der
Stopfwerkzeughalter und der Stopfpickel sind durch einen Strich von A über B nach C angedeutet A ist das
obere Ende des Stopfpickels, das mit der Kolbenstange des hydraulischen Antriebszylinders 8 verbunden ist.
Das andere Ende des Antriebszylinders 8 ist am Punkt F gelenkig mit dem Gehäuse 2' verbunden. Der Punkt B
ist mit dem Zentrum der Schwenkachse 5 identisch. Durch Drehen der exzentrischen Lagerhülse 17 bewegt
sich der Punkt B längs eines Kreises um das Zentrum Z, das durch die Mitte der äußeren Kugel- oder Wälzlager
16 definiert ist. Die unterste Spitze, d. h. der Punkt Cdes Stopfpickels wird längs einer elliptischen Bahn 23
bewegt. Diese Bewegung wird der dem Stopfpickel durch den hydraulischen Antriebszylinder 8 erteilten
Kreisbewegung überlagert was das Eindringen des Stopfpickels in das Schotterbett wesentlich erleichtert.
Die F i g. 4 zeigt eine andere Art, wie die zusätzliche Bewegung der Kreisbewegung eines durch die vom
Punkt A'über Punkt Ä'bis zum Punkt C'führende Linie
angedeuteten Stopfwerkzeughalters und Stopfpickels überlagert werden kann. Die Kolbenstange des
hydraulischen Antriebszylinders 8' ist mit dem Punkt B' •ind düs andere Ende des Antriebszylinders über den
Punkt F' gelenkig mit dem Gehäuse 2' verbunden. Die Schwenkachse 5 ijt bei diesem Ausführungtbeispiel am
oberen Ende des Stopfwerkzeughalters, d. h. beim Punkt A', angeordnet, der sich beim Drehen der elliptischen
Lagerbüchse 17 längs eines Kreises bewegt Die unterste Spitze des Stopfwerkzeugpickels, d. h. der
Punkt C", führt eine Bewegung längs einer elliptischen Bahn 23' aus.
Durch die Wahl des Verhältnisses zwischen den Streckenabschnitten AB zu BC bzw. A'B' zu B'C
können die Bahn»n 23 bzw. 23' derart beeinflußt werden, daß sie praktisch kreisförmig sind oder daß der
größere Durchmesser der elliptischen Bahnen vertikal verläuft, wobei dann die vertikale Bewegungskomponente größer ist als die horizontale Komponente.
Die F i g. 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil des äußeren Endes des Schenkels 3 des Gehäuses 1, in
welchem Schenkel die Schwenkachse 5 des Stopfwerkzeughalters 6 gelagert ist. Die exzentrische Lagerbüchse
17 weist eine Exzentrität e auf und ist über das äußere Kugel- oder Wälzlager 18 im Schenkelende drehbar
gelagert, während die Schwenkachse 5 über das innere Kugel- oder Wälzlager 16 in der Bohrung der
exzentrischen Lagerbüchse 17 gelagert ist. Die Lagerbüchse
17 wird bei diesem Ausführungsbeispiel über einen Zahnriemen 24 angetrieben.
Bei dem beschriebenen Stopfwerkzeugaggregat wird jedem Stopfpickel 7 durch die exzentrische Lagerbüchse
17 eine Vibrationsbewegung erteilt, die horizontale und vertikale Komponenten aufweist. Daraus ergibt
sich eine bessere Verdichtung des Schotters. Die vertikale Vibrationskomponente erleichtert das Eindringen
der Stopfpickel 7 insbesondere in ein hartes
Das beschriebene Stopfwerkzeugaggregat weist vorzugsweise vier Stopfpickelpaare auf. wobei je ein
Paar in je eines der durch die zu unterstopfende Schwelle und die an ihr befestigte Schiene 10 unterteilte
Felder eintauchen. Der Antrieb der exzentrischen Lagerbüchsen 17 erfolgt vorzugsweise derart, daß sich
diagonal gegenüberliegende Stopfpickelpaare gleichzeitig nach oben oder unten bewegen, während die
anderen diagonal gegenüberliegenden Stopfpickelpaare sich synchron und gegenläufig zu den erstgenannten
diagonal gegenüberliegenden Stopfpickelpaaren bewegen. Durch diesen Bewegungsablauf wird der Schotter
intensiver geschüttelt, und es wird ein hoher Verdichtungsgrad erreicht.
ίο Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen können
Mittel zum Unterbinden der Vibrationsbewegungen der Stopfwerkzeughalter 6 während der Aufwärtsbewegung
der Stopfwerkzeuge aus dem verdichteten Schotter vorgesehen werden. Auf diese Weise wird
η verhindert, daB sich der verdichtete Schotter wieder
locken. Ein solches Mittel kann beispielsweise eine zwischen dem Motor 22 und der Antriebswelle 21
angeordnete Kupplung 25 oder ein Schalter zum Ausuiid
Einschalten des ivioiors 22 sein. Diese Kupplung
2n bzw. dieser Schalter wird in Abhängigkeit der Auf- oder Abwärtsbewegung des Stopfwerkzeugaggregates längs
der Führungsstange 13 gesteuert, und zwar derart, daß die Stopfwerkzeughalter 6 nur während des Absenkens
und Beistellens derselben vibrieren.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Stopfwerkzeugaggregat für eine Gleisstopfmaschine mit einem Gehäuse und einem mit diesem und
einem Gleisstopfmaschinen-Rahmenteil verbundenen, das Gehäuse in vertikaler Richtung bewegenden
hydraulischen Antriebszylinder sowie mit wenigstens zwei um je eine Achse schwenkbaren
Stopfwerkzeughaltern, die durch Antriebe gegenläufig schwenkbar und in Vibration versetzbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Stopfwerkzeughalter (6) zum Ausführen von konstanten
Horizontal- und Vertikalbewegungen zwangsgeführt gegenüber dem Gehäuse (1, 2') auf
einer Schwenkachse (5) angeordnet ist und daß die Schwenkachse (5) in einer unmittelbar am Gehäuse
(I1 2') drehbar gelagerten und angetriebenen
exzentrischen Lagerbüchse (17) gelagert ist
2. Stopfwerkzeugaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbüchse (17) in
äußeren Kugel- oder Wälzlagern (18) lagert, die im Gehäuse (1) befestigt sind, und daß die Schwenkachse
(5) in inneren Kugel- oder Wälzlagern (16) lagert, die in der exzentrischen Innenbohrung der Lagerbüchse
(17) befestigt sind.
3. Stopfwerkzeugaggregat räch Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet daß jede Lagerbüchse (17) mittels eines endlosen Riemens (24), einer
endlosen Kette (19) oder Zahnrad-Antriebs mit einer einzigen Antriebswelle (21) drehverbunden ist
4. Stopfv.'irkzeugaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, drß Mittel, z. B. eine
Kupplung (25), zwischen der Antriebswelle (21) und dem Motor (22) oder iSchaJ'er zum Ein- und
Ausschalten des Motors vorgesehen sind, welche bewirken, daß die Stopfwerkzeuge beim Absenken
vibrieren und beim Anheben nicht vibrieren.
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