DE2919945A1

DE2919945A1 - Verfahren und vorrichtung zur ausbesserung von schienenwegen

Info

Publication number: DE2919945A1
Application number: DE19792919945
Authority: DE
Inventors: John Murray Waters
Original assignee: British Railways Board
Current assignee: British Railways Board
Priority date: 1978-05-23
Filing date: 1979-05-17
Publication date: 1979-11-29
Also published as: CH643020A5; IT1115224B; FR2426771A1; CA1123666A; ATA376779A; AU528896B2; US4386570A; FR2426771B1; ZA792394B; JPS6332921B2; AU4715279A; IT7922879A0; DE2919945C2; AT368566B; IN152423B; JPS5549401A; ES480853A1

Description

Anwaltsakte: P 444 British Railways Board,

Kennwort: "Gleisbau" London N.W.I., England

Verfahren und Vorrichtung zur Ausbesserung von Schienenwegen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausbessern von Schienenwegen.

Herkömmliche Eisenbahn-Schienenstränge umfassen Schienen, die auf Schwellen befestigt sind, welche ihrerseits in einem Schotterbett ruhen. Das Verlegen der Schienen läßt sich hierbei mit einer derartigen geometrischen Ausrichtungsqualität vornehmen, daß zunächst ein einwandfreies und sicheres Fahren des Eisenbahnfahrzeuges gewährleistet ist. Die Belastung der Schienen durch die Eisenbahnfahrzeuge führt jedoch im Laufe der Zeit zu einer Verschlechterung dieser anfänglich gegebenen, geometrischen Qualität des Ausrichtzustandes. Hat sich die geometrische Qualität in genügend starkem Maße verschlechtert, so muß der Schienenstrang wieder ausgerichtet werden, um die geometrische Qualität erneut herzustellen.

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Vor dem Jahre 1950 wurde das Wiederausrichten von Schienensträngen normalerweise dadurch vorgenommen, daß man den Schotter von den Schwellen entfernte, die einzelne Schiene mittels hydraulischer Heber anhob, in den derart gebildeten Spalt zwischen Unterseite der Schwelle und den darunter befindlichen Schotter weitere Schottersteine einführte, die Schwellen auf den neu hinzugefügten Schotter absenkte und den ursprünglich vorhandenen, die Schwellen einbettenden Schotter wieder einbrachte. Wenn auch dieses Vorgehen an sich wirksam war, so war es jedoch zeitaufwendig und arbeitsintensiv.

In neuerer Zeit wurde das Wiederausrichten von Schienensträngen weitgehend automatisiert. Dabei wird eine Maschine verwendet, die auf den Schienen läuft und Hebevorrichtungen zum Anheben der Schienen umfaßt, ferner Rüttelvorrichtungen zum Überführen von zwischen den Schwellen befindlichen Schottersteinen an Stellen unter den Schwellen, so daß die Schwellen nach dem Freigeben durch die Hebevorrichtungen in der richtigen Höhe zu liegen kommen. Sodann wird die Schiene für den Pahrzeugverkehr wieder freigegeben.

Dieses Ausrichtverfahren ist für kurze Zeitdauer wirksam. Für längere Zeiträume ist es jedoch wegen der Notwendigkeit eines wiederholten Ausrichtens nicht geeignet, und zwar aus mindestens einem der im folgenden genannten Gründe:

a) Die Höhe des Spaltes zwischen Schwellensohle und Schotterbett ist normalerweise geringer als die Größe des zu stopfenden Schottersteines (d.h. des vorliegenden Schotters), so daß der Schotter nicht in den Spalt einzudringen vermag.

b) Das nur begrenzte Eindringen von Schottersteinen in den Spalt ist auch darin begründet, daß der einzelne Stopfzacken nur eine begrenzte horizontale Reichweite hat.

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c) Die Stopfzacken oder Stopfzinken üben horizontale Kräfte aus. Die Auffüllung des Spaltes beruht auf einer Entnahme aus dem vorhandenen Schotteraufbau. Der daraus resultierende Schotteraufbau ist unstabil. Wird beim Darüberhinwegfahren von Fahrzeugen vertikale Last aufgebracht, so verdichtet sich das Schotterbett erneut und nimmt seine ursprüngliche Struktur an.

d) Die Zufuhr von Schottersteinen mittels der Zacken ist mengenmäßig beschränkt.

Bereits im Jahre 19^9 wurde ein weiteres Verfahren zum Instandsetzen von Schienensträngen vorgeschlagen; dieses Verfahren ist der Automation zugänglich. Es besteht im wesentlichen darin, daß in den zwischen den angehobenen Schwellen und dem darunter befindlichen Schotterbett auf pneumatische Weise Schottersteine verbracht werden. Aufgrund gewisser praktischer Schwierigkeiten hat sich dieses Verfahren praktisch jedoch niemals durchsetzen können, ungeachtet dessen, daß es die bei der Anwendung von Vibrationszinken gegebenen Nachteile nicht hat.

Ein Verfahren zum pneumatischen Einbringen von Schottersteinen ist in DBP 810 032 beschrieben. Das in dieser Patentschrift beschriebene Verfahren weist zwei schwerwiegende Nachteile auf. Der erste Nachteil- besteht in folgendem: Bevor die Zuleitung für Druckluft und Schottersteine an Ort und Stelle verbracht werden kann, muß der an der Seite der auszurichtenden Schwelle vorliegende Schotter bis auf die gewünschte Tiefe ausgegraben werden, um ein Einbringen der Zufuhrleitung zu ermöglichen; die Auslaßöffnung der Zufuhrleitung muß natürlich in den Spalt zwischen Unterseite der angehobenen Schwelle und dem darunter befindlichen Schotterbett gerichtet werden können. Der zweite Nachteil besteht darin, daß beim Auftreten von Steinverklemmungen im Einführungs- oder Zufuhrrohr keine Selbstreinigungsmöglichkeit gegeben ist.

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Eine Abhilfe der beschriebenen Nachteile der Lehre von DBP 810 032 ist in DBP 9II 616 und GB-PS 689 332 beschrieben. Sie besteht darin, ein Werkzeug zu verwenden, das in das Schotterbett eintreibbar ist. Die Lehren der beiden zuletzt genannten Patentschriften leiden jedoch daran, daß die pneumatische Zufuhreinrichtung für Schottersteine keine Selbstreinigungsmöglichkeit hat.

GB-PS 697 156 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum pneumatischen Einbringen von Schottersteinen. Dieses Verfahren überwindet möglicherweise den zuerst angeführten Nachteil des Verfahrens gemäß DBP 810 032, eventuell auch den an zweiter Stelle genannten Nachteil, wenn auch dies nicht weiter ausgeführt ist. Das in GB-PS 697 156 beschriebene Verfahren kann jedoch nicht wirksam ausgeführt werden, da gemäß dem Verfahren Schottersteine und Druckluftzufuhr verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, mit welchem Schottersteine pneumatisch eingebracht werden, wobei jedoch nicht die oben wiedergegebenen Nachteile gemäß DBP 810 0^2 auftreten, und das mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Wiederausrichten von Schienenwegen mit Schienen, die an Schwellen befestigt sind, die ihrerseits in einem Schotterbett ruhen. Das bekannte Verfahren umfaßt die Verfahrensschritte des Anhebens der Sehwellen aus dem Schotterbett und des pneumatischen Eintreibens von Schottersteinen, die normalerweise kleiner sind als die vorliegenden Schottersteine; die Schottersteine werden dabei in den Spalt eingeführt, der zwischen der Unterseite der einzelnen angehobenen Schwelle und dem darunterliegenden Schotterbett gebildet istj

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dabei wird ein Werkzeug in das Schotterbett eingetrieben, und zwar im Bereich der Seitenfläche der betreffenden Schwelle bis zu einer solchen Tiefe, daß der Auslaß für die durch den Luftstrom vorangetriebenen Schottersteine auf der Höhe des genannten Spaltes zu liegen kommt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:

a) Das Werkzeug umfaßt ein Element, das einen Kanal aufweist, entlang welchem ein Luftstrom und die Schottersteine gefördert werden;

b) das Element ist derart angeordnet, daß sich der genannte Kanal nach abwärts erstreckt und daß seine Öffnung gegen die Seitenfläche der betreffenden Schwelle gerichtet ist;

c) die Länge des genannten Kanales ist größer als dessen Tiefe.

Die Länge des Kanales ist vorzugsweise derart bemessen, daß er sich von dem Spalt zwischen Unterseite der Schwelle und dem darunter befindlichen Schotterbett nach oben bis zu einer Position oberhalb der Oberseite der Schwelle hin erstreckt.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Werkzeuges zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 2 zeigt eine Aufrißansicht desselben Werkzeuges.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung, von der Seite her gesehen, einer zweiten Ausführungsform des Werkzeuges zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

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Fig. 4 zeigt in einer Schnittdarstellung, wiederum in Seitenansicht, eine abgewandelte Ausführungsform des Werkzeuges gemäß Fig. 3.

Fig. 5 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren als solches.

Die Figuren 6a, 6b und 6 c veranschaulichen das Selbstreinigen von Werkzeugen, die beim erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden; dabei zeigt Fig. 6c eine weitere Ausbildungsform des erfindungsgemaßen Werkzeuges.

Die Figuren 7a, 7b und 7c dienen ebenfalls dem Veranschaulichen der Selbstreinigungswirkung der Werkzeuge, die zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens verwendet werdenj diese Figuren verwenden außerdem eine weitere Ausführungsform des Werkzeuges zum Durchführen des erfindungsgemaßen Verfahrens.

Fig. 8 zeigt die Art und Weise, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren automatisiert werden kann; wie man erkennt, sind hierbei die Werkzeuge und die zugehörenden Einrichtungen auf einer Maschine montiert, die auf den herzurichtenden Schienen laufen.

Fig. 9 zeigt eine Einzelheit der Maschine.

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Das grundlegende Verfahren der Erfindung besteht darin, eine Schwelle um das zum Wiederausrichten notwendige Maß anzuheben und somit einen Spalt zwischen der Unterseite dieser Schwelle und dem darunter befindlichen Schotterbett zu schaffen. Dies läßt sich durch herkömmliche Hebevorrichtungen erreichen, die an der Schwelle selbst oder an den Oberbereichen der Schienen angreifen. Ein spatenartiges Werkzeug mit einem sich nach unten erstreckenden Kanal wird sodann in das Schotterbett eingetrieben, und zwar im Bereich einer Seitenfläche der Schwelle und derart, daß sich der Kanal nach unten erstreckt und die offene Seite des Kanales der Seitenfläche der Schwelle zugewandt ist. Das Werkzeug wird dabei derart weit eingetrieben, daß das untere Ende des Kanals in den Spalt mündet, der zwischen der Seite der angehobenen Schwelle und dem darunterliegenden Schotterbett gebildet ist. Sodann wird ein Luftstrom durch den Kanal hindurchgeführt und eine vorbestimmte Menge Steine in den Luftstrom eingegeben und durch Schwerkraft sowie durch den Luftstrom beschleunigt. Am unteren Ende des Kanales werden die Steine durch das Werkzeug in den Spalt unterhalb der angehobenen Schwelle umgelenkt und gelangen mit hoher Geschwindigkeit und somit hoher Durchtrittskraft in den Spalt hinein.

Aus den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform eines Werkzeuges zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens dargestellt. Dieses Werkzeug umfaßt ein enges, spatenartiges Element 1 (Spaten) mit einer Spitze 2.Entlang dem Spaten 1 erstreckt sich ein Kanal oder Gerinne 3 nach unten, der bzw. das an seinem unteren Ende in eine gekrümmte Fläche 4 übergeht. Alternativ hierzu könnte der Kanal auch in einer ebenen, geneigten Fläche enden, die beispielsweise unter 45° zur Kanalachse geneigt ist. Das angespitzte Ende 2 wird damit in noch höherem Maße massiv, um dem Verschleiß dieses Endbereiches Rechnung zu tragen. Am oberen Ende des Werkzeuges ist eine Steinschütte 5 vorgesehen, deren geneigte Basis 6 in das obere Ende des Kanals 2 einmündet. Das Werkzeug ist kurz unterhalb der Schütte 5 an einen Lufteinlaßstutzen 7 angeschlossen, der zur Lufteinlaßöffnung 8 im Boden des Kanales 3 führt.

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Wird das Werkzeug beim Gebrauch in ein Schotterbett 9 bis zu der gewünschten Tiefe eingetrieben und ist dabei die offene Seite des Kanals 3 der Seitenfläche 10 der Schwelle 11 zugewandt, so schneidet die Ebene X-X der geneigten Basis 6 der Schütte 5 die Seitenfläche 10 der Schwelle 11, so daß Steine, die die Schütte 5 hinabrutschen, durch diese Seitenfläche 10 der Schwelle 11 den Kanal 3 hinabrutschen. In gleicher Weise wird Luft, die aus der öffnung 8 austritt, durch die Seitenfläche 10 der Schwelle 11 umgelenkt und den Kanal hinabgeleitet.

Die Grundform des in Pig. 3 dargestellten Werkzeuges ist die gleiche wie diejenige gemäß Fig. 1. Auch hler ist ein Spaten 1 vorgesehen, der ein angespitztes unteres Ende 2 und einen Kanal 3 hat. Der Kanal 3 geht an seinem unteren Ende in eine gewölbte Fläche \ über. Die Steinschütte 5a ist auf der Frontseite des Werkzeuges angeordnet, so daß Steine, die diese Schütte hinabgleiten, von der Sohle des Kanals umgelenkt werden. In gleicher Welse mündet der Lufteinlaßstutzen "Ja. des Werkzeuges gemäß Fig.3 im oberen Ende des Kanals 3 derart, daß durch die öffnung 8a hindurchtretende Luft axial oder annähernd axial den Kanal 3 hinabgeleitet wird. Versuche haben gezeigt, daß eine Abweichung der Richtung des Luftstromes von der öffnung 8a zu dem verwendeten Luftstrom (wie oben beschrieben) normalerweise 10° beträgt. Deshalb ist die Einlaßöffnung 8a des Lufteinlaßstutzens 7a unter einem Winkel von 10° zur Achse des Kanales 3 in Richtung zur rück wärtigen Fläche des Kanals angeordnet, d.h. die in Fig. 3 rechts dargestellte Kante des Luftstromes fällt mit der Frontseite (d.h. der offenen Seite) des Kanales zusammen und aus der Frontseite des Kanales austretende Verlustluft wird auf einem Minimum gehalten. Es kann wünschenswert sein, zwischen der Front des Kanales 3 und der Seitenfläche 10 der Schwelle 11 eine kleine Luftleckage vorzusehen; hierdurch wird dem Eintreten kleiner Partikel von Schotter aus dem Schotterbett 9 in den Kanal 3 über den Spalt zwischen der offenen Seitenfläche des Kanals 3 und der Seitenfläche 10 der Schwelle 11 entgegengewirkt.

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Die Steinschütte 5a und/oder der Luftzufuhrstutzen 7a können mit Spaten 1 einteilig sein, sie können aber auch als eigene Teile ausgeführt sein. Im letzteren Falle kann Spaten 1 aus dem Schotterbett 9 herausgezogen werden, während die Schütte 5a und/oder der Lufteinlaßstutzen 7 a an Ort und Stelle verbleiben.

In Fig. 4 wurden soweit wie möglich dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet. Wie man aus dieser Figur erkennt, läßt sich das in Fig. 3 dargestellte Werkzeug dadurch abwandeln, daß das untere Ende der Schütte 5a vertikal herabgezogen ist, um eine Schürze 12 zur Führung der Luft und/oder der Steine zu schaffen.

Fig. 5 veranschaulicht die Betriebsweise des Werkzeuges gemäß Fig. 3* läßt sich aber auch auf die anderen Ausführungsformen der oben beschriebenen Werkzeuge lesen. Nach Anheben der Schwelle in oben beschriebener Weise zur Schaffung eines Spaltes 13 der Höhe y wird das Werkzeug in das Schotterbett bis auf eine Tiefe ζ eingetrieben. Sodann läßt man Steine 14 die Schütte 5a hinabrollen oder hinabgleiten und in den Luftstrom 15 gelangen, der aus der Öffnung 8a austritt. Die Steine 14 werden kanalabwärts so lange beschleunigt, bis sie selbst sowie der Luftstrom durch die gewölbte Fläche 4 in den Spalt 13 unterhalb der Schwelle 11 umgelenkt werden.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren 6a bis 6c die Fähigkeit des Werkzeuges zum Selbstreinigen, d.h. zum Beseitigen von Verstopfungen erläutert werden. Die in den Figuren 6a und 6b dargestellten Werkzeuge sind hierzu weniger geeignet, wohl aber das in Figur 6c dargestellte Werkzeug. Die in den Figuren 6a und 6c wiedergegebenen Werkzeuge gleichen insofern Jenen gemäß der Figuren 1 bis 4, als sie im wesentlichen aus einem Spaten 1 mit einem angespitzten unteren Ende 2 und einem Kanal 3 bestehen. Das Werkzeug ist jedoch oberhalb von Kanal 3 als Hülse la ausgebildet. Der Unterschied zwischen den Werkzeugen gemäß der Figuren 6a und 6c besteht darin, daß das Werkzeug gemäß Fig. 6c mit einem längeren Kanal 3 ausgestattet ist. Kanal 3

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geraäß Pig. 6a läßt letzten Endes kaum mehr als eine Ausgangsöffnung für die Schottersteine am unteren Ende des hülsenförmigen Teiles la offen.

Stellt sich bei dem in Fig. 6a dargestellten Werkzeug ein Steine klemmen ein, was beispielsweise dann der Fall sein kann, wenn Spalt I3 unterhalb der Schwelle 11 angefüllt ist, so löst sich eine solche Blockage (wie beispielsweise in Fig. 6b dargestellt) dann nicht automatisch, wenn das Werkzeug aus dem Schotterbett herausgezogen wird. Wird jedoch die Länge 1 des Kanales 3 gemäß der Fig. 6c entsprechend groß bemessen, so kann eine derartige Blockage ohne Herausziehen des Werkzeuges aufgehoben werden. Das Merkmal für die selbsttätige Beseitigung einer Verstopfung besteht darin, daß die Länge 1 des Kanales nicht weniger als das Zweifache des maximalen Durchmessers des Steines ist, der durch das Werkzeug hindurchgeblasen wird.

Bei einer solchen Dimensionierung können ein oberer Stein m, sodann der Stein ο und sodann der Stein ρ dann über den unteren Stein η gleiten, wenn die Einschnürung der Schwellenseite q durch Herausziehen des Werkzeuges aufgehoben ist. Da die Größe des blasgeförderten Steines geringer ist, als die Tiefe s des Kanales 3, muß die Länge 1 des Kanales 5 größer als die Tiefe des Kanales sein, aber nicht größer als das Zweifache der Tiefe des Kanales 3. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß 1 nicht kleiner als 1,25 s sein sollte.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 7a bis 7c soll nun die Fähigkeit des Werkzeuges zum Selbstbeseitigen vontyerstopfungen beschrieben werden. Das in den Figuren 7a bis ¹Jq dargestellte Werkzeug gleicht jenem gemäß der Figuren 1 bis 4 insofern, als es ebenfalls einen Spaten 1 hat, der mit einem angespitzten unteren Ende 2 und einem Kanal 3 versehen ist. Das Werkzeug ist jedoch oberhalb von Kanal 3 als Hülse la ausgebildet, die an ihrem oberen Ende gegen die Steinschütte Ib hin offen ist. Der Luftstrom wird durch eine Leitung I5 zugeführt, die in die Hülse la gerade oberhalb des Trichters Ib einmündet.

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In Pig. 7a erkennt man Steine, die in Kanal 3 des Spatens 1 nach unten in den Spalt 13 geblasen werden, der zwischen Schwelle 11 und dem darunter befindlichen Schotterbett gebildet ist. Es sei vermerkt, daß der Abstand zwischen dem oberen Ende des Kanales (d.h. dessen Anschlußstelle an das hülsenförmige Teil la) und der oberen Fläche 16 der Schwelle 11 gleich groß ist wie oder größer als die Tiefe des Kanales 3 von seiner Vorderseite zu seiner rückwärtigen Seite. In der Praxis sollte das hülsenförmige Teil la so lang wie möglich sein, so daß der einzelne Stein innerhalb des Kanales auf eine so große Geschwindigkeit beschleunigt wird, daß die kinetische Bewegungsenergie des Steines und die Luftströmung die Steine entlang dem Kanal oberhalb der Schwelle 11 tragen. Durch dieselbe Bewegungsenergie wird ein hohes Maß des Eindringens in den Spalt 13 sichergestellt.

Pig. Th zeigt den mit Steinen gefüllten Spalt. Der Steinausgang aus dem Kanal ist dabei verstopft und man erkennt das fortgeschrittene Anfüllen von Kanal 3· Die Steine reichen jedoch nicht bis hoch in den hülsenformigen Teil la, wo sie sich an Ort und Stelle verklemmen und eine schwierige Blockage des Werkzeuges hervorrufen könnten. Vielmehr treten sie dort aus, unterstützt von dem Luftstrom, und gelangen auf die obere Fläche 16 der Schwelle 11 durch den oberen Bereich des Kanales.

Fig. 7c zeigt ein Werkzeug in aus dem Schotterbett 9 entferntem Zustand. Die im oberen Bereich von Kanal 3 des Werkzeuges enthaltenen Steine fallen einfach unter der Einwirkung der Schwerkraft und zufolge des Fördereffektes des Luftstromes 15 aus Kanal 3 heraus. Der Luftstrom 15 kann beim Herausziehen des Werkzeuges beibehalten werden.

Bei Versuchen, die mit oben beschriebenen Werkzeugen durchgeführt wurden, konnte bei den folgenden Betriebsbedingungen ein wirkungsvolles Einführen der Steine erreicht werden:

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Querschnitt des rechteckigen Kanales: 40 χ 4θ mm; Schottersteindurchmesser: 20 bis 22mmj Druck der Zuluft: 6 bar;

Luftdurchsatz vom Steinausgang (d.h. am unteren

Ende von Kanal 3): 0,1 m-^/s.

Luftgeschwindigkeit im Kanal 3' 70 m/s.

Es sei darauf verwiesen, daß mit den beschriebenen Werkzeugen die Förderluft nicht etwa aus einer Düse oder irgendeiner anderen Vorrichtung in den Kanal 3 eintritt, sondern als stetiger Strom dem Luftstutzen zugeführt und in Kanal 3 geführt wird. Da sich innerhalb des Kanales keine nennenswerte Expansion des Luft stromes abspielt und da die Bewegungsenergie der Luft im hülsenförmigen Teil la in axialer Richtung von Kanal 3 verläuft, so besteht nur eine geringere Gefahr, daß Luft aus dem Kanal entweicht .

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen lassen sich für das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden, weiteren Vorteile anführen:

1. Einfacher Werkzeugaufbau, der geringe Kosten ermöglicht.

2. Das Werkzeug ist leicht austauschbar, wenn Verschleiß oder Beschädigung dies erfordern.

3. Die Steine werden in den Luftstrom in einem frühen Stadium eingeführt und erreichen somit eine hohe Beschleunigung und eine hohe Austrittsgeschwindigkeit aus dem Kanal. Hierdurch wird eine gute Spalteindringung erzielt, und die Wahrscheinlichkeit, daß ein Stein/blockieren durch einen am Steinaustritt sich festklemmenden Stein auftritt, wird auf ein Minimum herabgesenkt.

4. Es konnte nachgewiesen werden, daß durch die Werkzeuge eine breite Verteilung von Steinen (etwa 90°) in der Ebene des Schotterbettes erreicht wird.

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5. Da Luft und Steine kombinierend an einem Punkt oberhalb der Fläche des Schotterbettes zugeführt werden, kann die Querschnittsfläche des Werkzeuges für bestimmte Steingrößen sehr klein gehalten werden. Hierdurch werden auch die Schotterumwälzungen und Antriebskräfte auf ein Minimum begrenzt.

6. Bei gewissen Ausführungsformen der Werkzeuge können Steine und Luft an jedem beliebigen Punkt dem Kanal zugeführt werden. Dies erlaubt das Abtrennen der Luft- und Steinzuführ von dem in das Schotterbett einzutreibenden Werkzeugteil.

7. Da Luft und Steine in bezug auf die Schienen in konstanter Höhe gehalten werden können, wird die Mechanisierung bei gewissen Werkzeugausführungen weitgehend vereinfacht.

Die oben beschriebenen Werkzeuge können in einfacher V/eise in eine mechanisierte und automatisierte Schienenwartungsmaschine eingebaut werden. Ein Beispiel einer derartigen Maschine ist in den Figuren 8 und 9 schematisch dargestellt. Dabei handelt es sich um ein Fahrzeug 21, das auf den instandzusetzenden Schienen laufen kann. Das Fahrzeug hat eine Schienenhebevorrichtung 22 herkömmlicher Bauart zum Angreifen am Schienenkopf. Die Hebevorrichtungen 22 sind mit hydraulischen Hubstempeln 23 ausgerüstet . Es sind Werkzeuge 2k vorgesehen, die in ihrem Aufbau dem in Fig. 3 dargestellten Werkzeug entsprechen und die dazu dienen, den Schotter pneumatisch zu bewegen. Die verschiedenen Teile des Werkzeuges sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 versehen. Bei dem Werkzeug 2k sind die Steinschütte 5a und die Luftzuführleitung auf dem Fahrzeug 21 fest montiert, so daß sie sich nicht mit Bauteil 1 bewegen, wenn dies in das Schotterbett eingetrieben und hieraus wieder herausgezogen wird, siehe Fig. 9· Werkzeug 2k hat einen Treibkopf 25* mit dem das Werkzeug 2k in das Schotterbett eingetrieben wird, ferner eine Hebevorrichtung 26 zum Herausziehen des Werkzeuges 2k aus dem Schotterbett. Die Steinschütte 5a wird mit Schottersteinen beschickt, die aus einem Trichter 28 über einen Vibrations-Zufuhrtisch herangefördert werden. Trichter 28 wird seinerseits von einem Förderband 29 beschickt.

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Die Maschine arbeitet in folgender Weise: Sind die Werkzeuge

24 zurückgezogen (siehe die in Fig. 9 dargestellte Position),

so ist die Maschine bereit zum Wiederausrichten der Schwelle Die Hebevorrichtung 22 wird sodann unter den Schienenkopf verbracht und Hubzylinder 23 betätigt, so daß die Schiene auf die gewünschte, durch Pfeil 30 angedeutete Höhe angehoben wird. Hubzylinder 26 wird dann derart gesteuert, daß das Werkzeug 24 soweit abgesenkt wird, daß es auf der Oberfläche des Schotterbettes zwischen den Schwellen aufliegt. Sodann wird Treibkopf

25 beaufschlagt, so daß das Werkzeug 24 bis zur richtigen Arbeit shöhe eingetrieben wird.

Sodann wird Preßluft in den Luftzufuhrstutzen 7a eingeleitet. Der Vibrationsfördertisch 27 wird in Gang gesetzt, so daß Steine aus dem Trichter 28 in die Schütte 5a und von dort in den Kanal 3 von Bauteil 1 gelangen, um von der aus Auslaßöffnung 8a von Stutzen 7a austretenden Luft erfaßt zu werden. Über den Bandförderer 29 und den Trichter 28 können weitere Schottersteine herangeschafft werden. Man beachte, daß die Steine von der Schütte 5a gegen die rückwärtige Wand des Kanals 3 geschleudert werden. Aus dem unteren Ende des Kanals 3 gelangt dann der einzelne Stein in den Leerraum unterhalb der Schwelle 11. Sobald die richtige Steinmenge der Schütte 5a zugeführt ist, wird der Vibrationsfördertisch 27 abgestellt.

Sodann wird Hubzylinder 26 beaufschlagt, um Werkzeug 24 aus dem Schotterbett herauszuziehen. Dann wird Hubzylinder 23 derart betätigt, daß die Hebevorrichtung 22 und damit die Schiene unter ihrem Eigengewicht abgesenkt wird und sich wieder auf das Schotterbett und die zugefügten Schottersteine auflegt.

Sodann wird die ganze, fahrbare Maschine ein wenig verfahren, und zwar so weit, daß das Werkzeug 24 zur nächstauszurichtenden Schwelle 11a die richtige Lage hat. Der Arbeitszyklus wird sodann wiederholt.

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Die in den Figuren 8 und 9 veranschaulichte Maschine kann zusätzlich mit Vibrationszacken ausgestattet werden. Die Anwendung von Vibrationszacken oder -zinken dient dazu, das Schotterbett nach dem Hinzufügen weiteren Schotters zu rütteln, was von Vorteil sein kann. Ein solches Rütteln führt dazu, daß sich die zugeführten Steine auf dem ursprünglich vorhandenen Schotterbett verteilen, was zu einer gleichmäßigeren Auflage und Unterstützung der Schwellen führt. Außerdem wird die Reibung zwischen den einzelnen Teilen aufgehoben und damit kommt es zu einer Durchdringung von ursprünglich vorhandenen und hinzugefügten Steinen. Eine derartige Durchdringung ermöglicht ein verbleibendes Anheben von weniger als dem Durchmesser der hinzugefügten Steine. Außerdem werden die hinzugefügten Steine kompakter gelagert und die Höhe Jeglicher Anhäufungen, die sich zunächst beim Einblasen der Steine gebildet haben können, vermindert und ebenso werden hierdurch nachfolgende Anhäufungen, die sich im Zusammenhang mit der Kompaktierung von hinzugefügten Steinen ergeben können, abgebaut.

Wird ein Schütteln in Verbindung mit einem Zusammendrücken vorgenommen (was bei dem herkömmlichen Stopfen der Fall ist), so wird eine weitere Durchmischung von vorhandenem und hinzugefügtem Schotter begünstigt; hierdurch wird der vorhandene Schotter veranlaßt, hochzukommen und sich an die hinzugefügten Schottersteine anzulagern.

Es hat sich erwiesen, daß die durch Anwendung von Vibrations zacken oben dargestellten Wirkungen vor allem dann erreicht werden, wenn entweder das Rütteln und/oder das Pressen unverzüglich nach dem Hinzufügen der Steine und vor dem Bewegen der Maschine zur nächsten Schwelle stattfindet oder wenn das Rütteln und/oder Verdichten nach der Hinzufügung von Steinen zu einer Anzahl von Schwellen erfolgt ist. Daraus folgt, daß das Rütteln und/oder Stampfen, falls gewünscht, durch eine besondere Maschine, bei-

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spielsweise durch eine herkömmliche Stampf- oder Stopfmaschine, vorgenommen werden kann.

Nach dem Rütteln und/oder Verdichten und Stampfen des Schotters kann auch die Schiene selbst in Vibration versetzt werden, wodurch die obengenannten Wirkungen weiterhin begünstigt werden. Ferner wird hierdurch die seitliche Schienenstabilität gesteigert .

Heidenheim, den 15.05.79

DrW/Srö YJ

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Leerseite

Claims

Anwaltsakte: P 444 British Railways Board,

Kennwort: "Gleisbau" London N.W.I., England

Patentansprüche

( 1 .J Verfahren zum Wiederausrichten von Schienensträngen mit Schienen, die an Schwellen befestigt sind, welche ihrerseits in einem Schotterbett gelagert sind, wobei die Schwellen aus dem Schotterbett zunächst angehoben und sodann Schottersteine mittels eines Luftstromes in den Spalt eingebracht werden, der zwischen der Unterseite einer angehobenen Schwelle und dem darunter befindlichen Schotter gebildet ist, und wobei ferner ein Werkzeug verwendet wird, das in das Schotterbett im Bereich einer Seitenfläche der Schwelle eingetrieben wird, bis zu einer solchen Tiefe, daß ein Auslaß für die Schottersteine, die durch den Luftstrom herangeführt werden, auf die Höhe des genannten Spaltes zu liegen kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Werkzeug ein Element umfaßt, das einen Kanal aufweist, entlang welchem der Luftstrom und die Schottersteine in den Spalt eingeführt werden, daß das Element derart angeordnet ist, daß sich der Kanal nach unten erstreckt und die offene Seitenfläche des Kanales der Schwellenseitenfläche zugewandt ist, und daß die Länge des genannten Kanales größer als die Tiefe des Kanales ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kanales derart bemessen ist, daß sich der Kanal dann nach oben in eine Lage oberhalb der Oberseite der Schwelle erstreckt, wenn das untere Ende des Kanales auf den genannten Spalt ausgerichtet ist.

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J5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kanal eine Schütte zum Einführen der genannten Schottersteine in den Kanal vorgeschaltet ist, daß die Schütte gegen die Öffnung des genannten Kanales gerichtet ist, und daß die Ebene des Schuttengrundes die genannte Seitenfläche der Schwelle schneidet, so daß die Steine durch die genannte Seitenfläche umgelenkt und in den Kanal geleitet werden.

h. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkzeug eine Schütte zum Einleiten der Schottersteine in den Kanal vorgeschaltet ist und daß die Schütte gegen die Rückwand des Kanales gerichtet ist, so daß die Steine durch die Rückwand des Kanales umgelenkt und in den Kanal hinabgeleitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder K, dadurch gekennzeichnet, daß die Schütte in der festen Umgebung montiert ist, so daß sie sich mit dem genannten Element nicht bewegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennen
zeichnet, daß das Werkzeug ein/Lufteinfuhrstutzen aufweist, der mit einer öffnung in der Basis des genannten Kanales in Verbindung steht, und daß die Richtung des Luftzufuhrstutzens und die Höhe der Öffnung derart bemessen sind, daß der aus der Öffnung austretende Luftstrom durch die Seitenfläche der Schwelle umgelenkt und in den Kanal hinabgeleitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug einen Luftzufuhrstutzen hat, der sich im wesentlichen in Richtung der Kanalachse erstreckt.

8. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzufuhrstutzen derart fest montiert ist, daß er sich mit dem genannten Element nicht bewegt.

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9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzufuhrstutzen geringfügig gegen die rückwärtige Kanalwand gerichtet ist, so daß die Außenkante des divergierenden Luftstromes, der hiervon austritt, entlang der offenen Seite des Kanals gerichtet ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug einen Luftzufuhrstutzen hat, der im wesentlichen gegen die Rückwand des genannten Kanales gerichtet ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche l_r 2, 6, 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkzeug oberhalb des Kanales eine Hülse vorgeschaltet ist, durch welche Schottersteine und der genannte Luftstrom vor dem Eintritt in den Kanal hindurchgeführt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Kanales eine gewölbte Fläche aufweist, die in den Spalt führt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Element ein angespitztes, unteres Ende hat.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13* dadurch gekennzeichnet, daß das Schotterbett nach dem pneumatischen Einbringen der Schottersteine gerüttelt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schotterbett nach dem pneumatischen Einbringen der Schottersteine gestampft oder verdichtet wird.

Heidenheim, den I5.O5.79
DrW/Srö