DE2946737C2

DE2946737C2 - Gleisstopfmaschine mit Stopftiefensteuerung

Info

Publication number: DE2946737C2
Application number: DE2946737A
Authority: DE
Inventors: Gernot Aschach Böck; Mihir Linz Ganguly; Josef Wien Theurer
Original assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Current assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority date: 1979-02-26
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1984-08-30
Also published as: ATA147079A; CA1128369A; AT364383B; AU5550280A; AU537673B2; BE881893A; GB2043138A; FR2449747A1; DE2946737A1; GB2043138B; FR2449747B1; SU965364A3; CH644168A5; US4312275A

Description

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Maschine zum Unterstopfen der Schwellen eines Gleises nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-AS 10 78 152 ist eine derartige Maschine bekannt, bei der der Höhenverstellantrieb über ein Ventil nur nach oben ansteuerbar ibt, wobei dieses Ventil in Abhängigkeit vom Schließdruck der Stopfwerkzeuge oder iii Abhängigkeit von deren Abstand öffnet, wodurch bei zunehmendem Schließdruck oder bei abnehmendem Abstand der Stopfwerkzeuge letztere nach oben verfahren werden. Hierdurch soll eine erwünschte pyramidenförmige Schotterverdicbtung unter den Kreuzungsstellen von Schiene und jeweiliger Schwelle erreicht werden. Die maximal und minimal notwendige Eintauchtiefe der Stopfwerkzeuge wird durch den maximalen Hub des Höhenversteilantriebs begrenzt. Eine Beeinflussung der erreichbaren Eintauchtiefenlage und insbesondere eine Beeinflussung der Geschwindigkeit des Eintauchvorgangs und der Genauigkeit der erreichten Eintauciitiefenlage ist mit dieser bekannten Maschine nicht möglich. Gleichermaßen ist ein stoßfreies Anfahren nicht erreichbar. Das Ventil öffnet entweder oder schließt, je nach den Druckverhälnissen in der Beistelleinrichtung der Stoßwerkzeuge. Aus der DE-OS 15 34 081 ist es bei Gleis-Richt-, Nivellier- und Stopf-Maschinen bereits bekannt, zur Erfassung der relativen Lage einer als Bezugsbasis dienenden Drahtsehne in bezug auf ein Meßfahrgestell ein Drehpotentiometer zu verwenden, welches mit einem quer zu der Drahtsehne verlaufenden und mit dieser bewegungsverbundenen endlosen Seilrollenzug in Verbindung steht. Derartige Seilzug-Drehpotentiometer werden — in vertikaler Einbaulage — bei Gleisstopfmaschinen auch bereits zur Steuerung bzw. Überwachung der jeweiligen Höhenstellung des Werkzeugträgers bzw. der Stopfwerkzeuge eingesetzt.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine vollständige Beherrschung der Vertikalbewegungen, und zwar insbesondere des Eintauchvorganges und der exakten Einhaltung einer vorgegebenen Eintauchtiefe der Stopfwerkzeuge, mit den bekannten Mitteln allein nicht möglich ist. Eine optimale Steuerung dieser Vorgänge setzt voraus, daß nicht nur zahlreichen, einander sogar zum Teil widersprechenden arbeits- bzw. steuerungstechnischen Anforderungen entsprochen, sondern auch der Einfluß der örtlich stark unterschiedlichen Schotterverhältnisse für den Eintauch- und Stopfvorgang mitberücksichtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fahrbare Maschine der gattungsgemäßen Art so auszuge-

stalten, daß eine schnelle, hinsichtlich der erreichten Eintauchtiefe genaue und stoßfreie Absenkung der Stopfwerkzeuge unabhängig von der jeweiligen Beschaffenheit des Schotterbettes und sonstiger variabler Einflußgrößen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, durch ständigen Vergleich des die jeweiligen Höhenstellungen des Werkzeugträgers

kennzeichnenden Ist-Wertes mit dem der gewünschten Eintauchtiefe entsprechenden Soll-Wert ein Steuersignal zu gewinnen, welches innerhalb der Regel- bzw. £:euergröße durch zusätzliche Werteingabe im Sinne einer gewünschten Charakteristik der Höhenverstellbc wegung, insbesondere des Absenkvoiganges des Stopfaggregates, moduliert und sodann unmittelbar zur Steuerung des dem hydraulischen Höhenverstellantrieb zugeordneten, stufenlos regelbaren Ventils herangezogen werden kann.

Im Gegensatz zu dem Verhalten der üblicherweise im Steuerkreis des hydraulischen Höhenverstellantnebes gelegenen Abschaltventile, die also lediglich eine Offen- und eine Schließstellung aufweisen und daher im Augenblick des Abschalten;, die Absenk- bzw. Hebebewegung des Stopfaggregates abrupt stoppen, kann einem stufenlos regelbaren Durchflußventil jede beliebige Regelcharakteristik aufgeprägt werden, und zwar insbesondere im Sinne einer zunehmenden Verzögerung bzw. Dämpfung der Abwärtsbewegung der Stopfwcrk- ; zeuge vom Augenblick des Eintauchens in den Schotter ibis zum Erreichen der voreingestellten maximalen Eintauchtiefe. Diese Beherrschung der letzten Phase der Absenkbewegung erlaubt erstmals ein millimetergcnaues, stoßfreies Anhalten der Stopfaggregate bzw. der Stopfwerkzeuge in der vorgesehenen, maximalen Eintauchtiefenlage, d. h. also im Augenblick der Übereinstimmung von Ist-Wert und Soll-Wert.

Da die Geschwindigkeitsregelung sowohl beim Absenken als auch beim Anheben des Stopfaggregates durch Regelung des Durchflußstromes durch das Ventil erfolgt und dabei der auf den Höhenverstellantriel wirksame hydraulische Druck praktisch über den gesamten Verstellbereich in voller Größe unverändert wirksam bleibt, steht auch zu Beginn des Eintauchvorganges bis zum Erreichen der vorbestimmten Eintauchtiefenlage die volle Kraft des Höhenverstellantnebes, zuzüglich der Gewichts- und Massenkräfte des Stopfaggregates, zur Verfugung. Das bedeutet aber, daß unterschiedliche Schotterverhältnisse (harte oder weiche Bettung, große bzw. geringe Schottermengen, mehr oder weniger starker Verschmutzungsgrad, unterschiedliche Korngrößen, ungleichmäßige Schotterverteilung u. dgl.) auf die entscheidendste Phase des Absenkvorganges, nämlich das Eintauchen der Stopfwerkzeuge und das stoßfreie Abstoppen der Absenkbewegung bei Erreichen der vorgewählten Eintauchtiefenlage, praktisch keinerlei Einfluß haben.

Auf diese Weise ist eine Kontinuität der Stopfgüte, insbesondere hinsichtlich der jeweils erwünschten Tiefenwirkung der Stopfwerkzeuge, auch über lange Strekkenabschnitte gewährleistet.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, sowohl für die Absenk- als auch für die Hebebewegung des Stopfaggregates einen jeweils gewünschten, optimalen Geschwindigkeitsverlauf vorzusehen, d. h. also, die Beschleunigung bzw. Verzögerung des Aggregates zu Beginn bzw. am Ende seiner vertikalen Verstellbewegung so zu wählen, daß die zur Vermeidung von Stoßbelastungen des Maschinenrahmens erforderliche Dämpfung gewährleistet ist.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 steht über den gesamten Höhenverstellbereich ein die jeweilige relative Höhenposilion des Werkzeugträgers bzw. der Stopfwerkzeuge gegenüber dem Maschinenrahmen und der vorgewählten Eintauchticfenlage kennzeichnendes Steuersignal zur Verfugung, welches nicht nur für eine kontinuierliche Regelung des Durchflußstromes durch das Ventil, sondern zusätzlich zur Steuerung bzw Auslösung weiterer Arbciisvorgängc. wie des Hebe- und Richtvorgdngcs, des Stopfbeginns, der Vorwärtsbewegung der Maschine od. c'-rl. herangezogen werden kanr>. Somit können die bisher lur die Steuerung diverser Arbeitsvorgänge und für die Begrenzung des vertikalen Verstellweges des Stopfaggregates vorgesehenen, von am Werkzeugträger angeordneten Nockenbahnen oder Anschlägen betätigbaren Steuer- bzw. Endschalter

ίο entfallen, da jeder dieser markanten Schaltstellungen ein entsprechender Wert des Steuersignales zugeordnet werden kann. Die Auslösung der verschiedenen Arbeitsvorgänge erfolgt somit auf elektronischem Wege durch auf diese markanten Werte des Steuersignales ansprechende Schaltorgane, z. B. Trigger. Die letztgenannte Ausgestaltung der Erfindung bietet auch eine höhere Betriebssicherheit, da anstelle von, den Wiuerungs- und sonstigen Außeneinflüssen ausgesetzten Steuer- bzw. Endschaltern elektronische Schaltorgani; ^verwendet werden, die geschützt innerhalb der Bedie-

■"1 ^nerkabinc untergebracht werden können. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Ansprechpegel dieser elektronischen Schaltorgane und damit die Höhenposition des Werkzeugträgers, in welcher der betreffende Arbeitsvorgang ausgelöst werden soll, vom Bedienerpult aus beliebig zu verändern.

Durch die vorteilhaften Maßnahmen nach Anspruch 3 werden die regeltechnischen Vorzüge von Proportionalventilen für eine präzise Steuerung der vertikalen Versteilbewegungen eines Stopfaggregates, insbesondere des Eintauchvorganges und einer exakten Begrenzung der Eintauchtiefe auf einen vorgesehenen Soll-Wert, für eine Gleisstopfmaschine nutzbar gemacht.

.35 Proportionalventile bestehen im wesentlichen aus einem durch Gleichstrommagnete betätigbaren, als Druckregelventil ausgebildeten Vorsieuerventil und einem von diesem gesteuerten, als Stromvenül ausgebildeten Hauptventil, welches einen im Ruhezustand von Zentrierfedern in der Mittelstellung gehaltenen Kolben aufweist, dessen .Steuerkanten den Druckrnittelzustrom zu den angeschlossenen Verbrauchern, im vorliegenden Fall zu den beiden Zylinderkammern des als doppeltwirkender Hydraulikzylinder ausgebildeten Höhenverstellantriebes steuern. Die Charakteristik derartiger Proportionalventile ist derart ausgelegt, daß innerhalb des nutzbaren Verstellbereiches Proportionalität zwischen dem Erregerstrom der Gleichstrommagneten und dem Durchflußstrom durch das Hauptventil besteht. Damit kann das im Regel- bzw. Steuergerät entsprechend verstärkte Steuersignal unmittelbar zur kontinuierlichen Mengenregelung des der betreffenden Zylinderkammer des Hydraulikzylinders zuströmenden Druckmittels zwischen Null und dem maximalen Durchfluß herangezogen werden. Dabei besteht die Möglichkeit, den Druckmittelzustrom kurz vor Erreichen einer der beiden Endstellungen des Werkzeugträgers auf einen Minimalwert zu drosseln, so daß bei Abschalten des betreffenden Regelmagneten im Augenblick des Erreichens der Soll-Lage der Druckrnittelzustrom zu der betreffenden Zylinderkammer des Höhenverstellantriebes schlagartig unterbrochen und das Stopfaggregat präzise in c!<t vorgesehenen Endstellung stillgesetzt wird.
Die relativ einfache Ausbildung des Regel- bzw. Steu-

b^r> ergerätes nach Anspruch 4 ermöglicht es, zu Beginn /.. B. des Absenkvorgangcs den Soll-Wert nicht spontan, sondern nach einer beliebigen Zeitfunktion anwachsend, dem ersten Differenzverstärker einzugeben. So-

mit entsteht am Ausgang dieses Differenzverstärker* als Steuersignal eine allmählich zunehmende Differenzspannung welche ein allmähliches Aufsteuern des Proportionalventils bis zum vollen Durchflußquerschnitt bewirkt. Das Stopfaggregat erreicht daher nach sanftem Anfahren die für den Eintauchvorgang der Stopfwerkzeuge erwünschte, volle Absenkgeschwindigkeit. Über das Vergleichssignal wird sodann bei einer festgelegten Eintauchtiefenlage, beispielsweise etwa 120 mm oberhalb der erwünschten Eintauchtiefe, die Aussteuerung des Proportionalventiles bis auf einen Minimalwert zurückgesteuert. Die Abschaltung erfolgt dann spontan bei Übereinstimmung von fst-Wert und Soll-Wert.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß das Ventil genau in der vorgesehenen Tiefenposition unter der Wirkung seiner Zentrierfedern sofort in Schließstellung gelangt.

Der Nullschalter übernimmt damit zugleich die Funktion eines Endschalters, der jede weitere Abwärtsbewegung des Stopfaggregates, über die gewünschte Eintauchtiefenlage hinaus, verhindert.

Durch die vorteilhaften Maßnahmen nach Anspruch 6 hat der Bediener der Maschine jederzeit eine Möglichkeit zur Kontrolle sowohl des von ihm voreingestellten Soll-Wertes als auch der tatsächlichen Position des Stopfaggregates in bezug auf das als Null-Wert festgelegte Bezugs-Niveau.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Maschine nach der Erfindung,

F i g. 2 eine gegenüber F i g. 1 vergrößerte Darstellung eines Stopf aggregates, wobei unterschiedliche Höhenlagen der Stopfwerkzeuge angedeutet sind, und

Fig.3 ein schematisch vereinfachtes Schaltbild der ein Regel- bzw. Steuergerät und einen hydraulischen Steuerkreis umfassenden Steuereinrichtung der Maschine.

In den F i g. 1 und 2 ist eine Gleisstopf-Nivellier- und Richtmaschine 1 dargestellt, die mit zwei einachsigen Schienenfahrwerken 2 auf dem aus Schienen 3 und Schwellen 4 bestehenden Gleis verfahrbar ist. Das bezüglich der Arbeilsrichtung 5 vordere Schienenfahrwerk 2 ist mit einem eigenen Fahrantrieb 6 ausgestaltet. Am vorderen und am hinteren Ende des Maschinenrahmens 7 ist jeweils eine Bedienerkabine 8 bzw. 9 angeordnet. Im vorderen Teil der Maschine 1 sind die Antriebs- und Versorgungseinrichtungen 10 der Maschine untergebracht

Die Maschine 1 ist mit eirjm Hebe- und Richtaggregat if ausgestattet, weLnes am Maschinenrahmen 7 mittels eines hydraulischen Höhenverstellantriebes 12 heb- und senkbar angeordnet ist. Das in üblicher Weise ausgebildete Hebe- und Richtaggregat 11 ist mit Spurkranzrollen 13, die gleichzeitig als Richtrollen dienen, am Gleis verfahrbar. Es weist weiters je Schiene 3 zwei voneinander distanzierte, den Schienenkopf an der Schienenaußenseite untergreifbare Heberollen 14 auf. Zum Aufbringen von Seitenrichlkräften ist das Hebe- und Richtaggregat 11 quer zum Gleis verstellbar ausgebildet und mit nicht dargestellten Seitenrichtzylindern verbunden. Mittels des Hebe- und Richtaggregates 11 wird das im Bereich des vorderen Schienenfahrwerkes 2 noch unkorrigierte Gleis der Höhe und der Seite nach in die Soll-Lage verbracht.

Die Maschine 1 weist je Schiene 3 ein Stopfaggregat 15 auf, welches mit dem Maschinenrahmen 7 höhenverstellbar verbunden ist. Der Werkzeugträger 16 des Stopfaggregates 15 ist zu diesem Zweck längs zweier vertikaler Führungssäulen 17 geführt, welche über einen Hilfsrahmen 18 mit dem Maschinenrahmen 7 fest verbunden sind. Zum Absenken bzw. Anheben des Stopfaggregates 15 ist ein als doppeltwirkender Hydraulikzylinder ausgebildeter Höhenverstellantrieb 19 vorgesehen, dessen Kolbenstange 20 mit dem Werkzeugträger 16 und dessen Zylinder 21 mit dem Maschinenrahmen 7 gelenkig verbunden ist. Am Werkzeugträger 16 sind

ίο einander paarweise gegenüberliegende Stopfwerkzeuge 22 gelagert, die jeweils aus einer, um eine horizontale, quer zum Gleis verlaufende Achse 23 schwenkbaren Halterung 24 und wenigstens einem, an der Halterung 24 lösbar befestigten Stopfpickel 25 bestehen, je Schiencnseite ist wenigstens ein derartiges Stopfwerkzeugpaar vorgesehen, um die jeweils dazwischenliegende Schwelle 4 im Kreuzungsbereich mit der Schiene 3 unterstopfen zu können.
Das obere Ende jeder Stopfwerkzeughallerung 24 ist über einen als Hydraulikzylinder ausgebildeten Beistellantrieb 26 mit einem am Werkzeugträger 16 zentral angeordneten, insbesondere als Exzenterwellenanordnung ausgebildeten Vibrationsantrieb 27 gelenkig verbunden. Mittels der Beistellantriebe 26 kann den Stopfpickeln 25 in bekannter Weise eine von den Schwingungen des Vibrationsantriebes 27 überlagerte, zangenartige Schließbewegung im Sinne der Pfeile 28 erteilt werden.
In der bezüglich der Arbeitsrichtung 5 hinteren Bedienerkabine 9 ist d^re, insgesamt mit 29 bezeichnete Steuereinrichtung der Maschine 1 untergebracht. Sie besteht im wesentlichen aus einem hydraulischen Steuerkreis 30 und einem mit diesem verbundenen Regelbzw. Steuergerät 31, dem außerdem eine, z. B. digitale Anzeigevorrichtung 32 zugeordnet ist Zur Druckmittelversorgung des hydraulischen Steuerkreises 30 ist dieser über eine Druckleitung 33 mit den Versorgungseinrichtungen 10 verbunden. Von den insgesamt vorhandenen Hydraulikleitungen zu den verschiedenen Maschi-

nenantrieben sind aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nur die beiden Steuerleitungen 34 und 35 eingezeichnet, über die der Höhenverstellantrieb 19 mit dem hydraulischen Steuerkreis 30 verbunden ist

Die Maschine 1 ist weiters mit einem Niveiiiersystem

V) ausgestattet, welches im Falle des Ausführungsbeispieles aus einer Drahtsehne 36 besteht, deren vorderes und hinteres Ende jeweils über ein am Gleis geführtes Tastorgan 37, dem Höhenverlauf des Gleises entsprechend, geführt ist. Ein weiteres, zwischen dem Hebe- und Richtaggregat 11 und dem Stopfaggregat 15 angeordnetes, am Gleis geführtes Tastorgan 38 trägt an seinem oberen Ende ein, insbesondere als Drehpotentiometer ausgebildetes Meßorgan 39, welches die Abweichung der Ist-Höhenlage des Gleises im Bereich des Tastorganes 38 gegenüber der die Soll-Höhenlage verkörpernden Drahtsehne ?6 zu ermitteln gestattet, und welches das Ausmaß der Hebung des Gleises mittels des Hebe- und Richtaggregates 11 steuert.
Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich, ist — im Sinne der Erfindung — jedes Stopfaggregat 15 mit einem als Seilzug-Drehpotentiometer ausgebildeten Ist-Wert-Geber 4C für die Überwachung der Stopfwerkzeug-Tiefen- bzw. Höhenstellungen ausgestattet. Dieser Ist-Wert-Geber 40 ist neben dem Stopfaggregat 15 in vertikaier Embaulage am Hilfsrahmen 18 der Maschine 1 befestigt. Er weist einen, an einer vertikalen Führungsstange 41 gleitbarcn Schieber 42 auf, mit dem ein, am Werkzeugträger 16 abstehend angeordneter Mitnch-

mer 43 in Eingriff steht. Der Schieber 42 ist mit dem, im Inneren des Ist-Wert-Gebers 40 geschützt angeordneten Seilzug 44 antriebsverbunden, von dessen oberer Seilrolle die Drehbewegung des Drehpotentiometers 45 abgeleitet ist. Das Drehpotentiometer 45 ist über eine Leitung 46 mit dem Regel- bzw. Steuergerät 31 verbunden.

In Fig.2 sind das Stopfaggregat 15 sowie der Ist-Wert-Geber 40 in ihrer oberen, dem Ruhezustand entsprechenden Endlage mit vollen Linien dargestellt. Drei weitere, markante Tiefen- bzw. Höhenstellungen des Stopfaggregates 15 sind durch gestrichelte Darstellung der die Stopfplatten 47 aufweisenden, unteren Enden der Stopfpickel 25 angedeutet. Die entsprechenden Positionen des Ist-Wert-Gebers 40 sind mit den Ziffern 48—51 bezeichnet. Die Position 48 entspricht dabei der oberen Endlage des Stopfaggregates 15, die Position 49 jener Stellung, in der sich die unteren Kanten der Stopfplatten 47 in Höhe der Schienenoberkante 52 befinden, die Position 50 entspricht dem Augenblick des Eintauchens der Stopfpickel 25 in das Schotterbett 53 und die Position 51 entspricht einer vorgewählten, gewünschten Eintauchtiefe der Stopfpickel 25 in den Schotter. Jeder dieser Positionen entspricht ein bestimmtes Ausgangssignal des Ist-Wert-Gebers 40. Mit Hilfe dieses Ausgangssignals wird die Höhenverstellbewegung, insbesondere der Absenkvorgang, des Stopfaggregates 15 über die in F i g. 3 dargestellte Anordnung gesteuert.

Gemäß F i g. 3 ist das Regel- bzw. Steuergerät 31 als elektronische Vergleichsschaltung ausgebildet, die einen ersten Differenzverstärker 54 aufweist, dessen einer Eingang mit dem vom Ist-Wert-Geber 40 gelieferten, über einen Verstärker 55 mit Null-Einstellglied 56 geführten Steuersignal beaufschlagt ist. Der andere Eingang des ersten Differenzverstärkers 54 ist über einen Umschalter 57 wahlweise mit einem, dem Hebevorgang zugeordneten einstellbaren Zeitglied 58 oder über ein, dem Absenkvorgang zugeordnetes Zeitglied 59 mit einem voreinstellbaren Soll-Wert-Geber 60 für die gewünschte Eintauchtiefe verbindbar. Dem ersten Differenzverstärker 54 sind in Parallelschaltung ein dem Hebevorgang zugeordneter, einstellbarer Verstärker 61 sowie ein dem Absenkvorgang zugeordneter Verstärker 62 nachgeschaltet, die wahlweise über einen Um schalter 63 mit dem ersten Eingang eines zweiten Differenzverstärkers 64 verbindbar sind. Der zweite Eingang dieses Differenzverstärkers 64 ist mit einem Vergleichssignal eines Spannungsteilers 65 beaufschlagt. In Parallelschaltung zu den beiden Eingängen des zweiten Differenzverstärkers 64 ist ein Nullschalter 66 vorgesehen, der über einen Umschalter 67 ein Relais 68 mit Schaltkontakt 69 ansteuert.

Dem zweiten Differenzverstärker 64 ist eine Leistungsstufe 70 nachgeschaltet, die über einen Umschalter 71 wahlweise mit einem der beiden Steuerausgänge 72 bzw. 73 des Regel- bzw. Steuergerätes 31 verbindbar ist.

Das Regel- bzw. Steuergerät 31 umfaßt weiters Schaltorgane zur selbsttätigen Auslösung von Arbeitsvorgängen, beispielsweise des Hebe- und Richtvorganges und des Stopfbeginns. Im Falle des Ausführungsbcispieles ist als Schaltorgan für den Hebe- und Richtvorgang ein Trigger 74 mii einstellbarem Ansprechpegc! vorgesehen, welcher mit dem über den Verstärker 55 geführten Steuersignal des Ist-Wert-Gebers 40 beaufschlagt ist. Dieser Trigger 74 steuert ein Relais 75 mit im Steuerstromkreis des Hebe- und Richtaggregates 11 gelegenem Schaltkontakt 76 an.

Als Schaltorgan für den Stopfbeginn ist ein weiterer Trigger 77 vorgesehen, dessen einer Eingang gleichfalls mit dem über den Verstärker 55 geführten Steuersignal des Ist-Wert-Gebers 40 beaufschlagt ist, und dessen zweiter Eingang direkt mit dem Soll-Wert-Geber 60 verbunden ist. Der Trigger 77 steuert ein Relais 78 mit im Steuerstromkreis der Beistellantriebe 26 der Stopfwerkzeuge 22 gelegenem Schaltkontakt 79 an.
In F i g. 3 sind sämtliche Umschalter 57,63,67 und 71

ίο in der Position für Heben des Stopfaggregates eingezeichnet. Um alle diese Umschalter in die Position für Absenken des Stopfaggregates zu bringen, ist ein über das Fußpedal 80 vom Bediener der Maschine ansteuerbares Hauptrelais 81 vorgesehen, mit dem die Umschalter 57, 63, 67 und 71 — wie mit gestrichelten Linien angedeutet — bewegungsverbunden sind.

Aus F i g. 3 ist weiters der Anschluß der Anzeigevorrichtung 32 am Regel- bzw. Steuergerät 31 ersichtlich. Über einen Wahlschalter 82 kann die Anzeigevorrichtung 32 entweder mit dem über den Verstärker 55 geführten Steuersignal des Ist-Wert-Gebers 40 beaufschlagt oder direkt mit dem Soll-Wert-Geber 60 verbunden werden. Zweckmäßigerweise wird der Ist-Wert Null mittels des Null-Einstellgliedes 56 derart eingestellt, daß er einer markanten Tiefen- bzw. Höhenstellung des Stopfaggregates, z. B. der Position 49 entspricht, in welcher sich die Stopfpickelunterkanten in Höhe der Schienenoberkante befinden.
Der in F i g. 3 stark vereinfacht dargestellte, hydraulisehe Steuerkreis 30 umfaßt im wesentlichen ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 83, v/elches über eine Druckleitung 84 mit dem von einer Pumpe 85 aus einem Behälter 86 geförderten, hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist. Als besonders zweckmäßig hat sich ein

•35 4-Wege-Proportionalventil mit einem Nenndurchfluß von 240 l/min, und einem Nennstrombereich von 240—700 mA erwiesen. Die Druekmittel-Rückführleitung zum Behälter 86 ist mit 87 bezeichnet. Die druckseitigen Ausgänge des Ventils 83 sind über die beiden Steuerleitungen 34 und 35 mit der oberen bzw. unteren Zylinderkammer 88 bzw. 89 des hydraulischen Höhenverstellantriebes 19 des Stopfaggregates 15 verbunden. Die Ansteuerung der den Druckmiltelzustrom zu den

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stellten Elektromagnete des Ventils 83 erfolgt über Verbindungsleitungen 90 bzw. 91, welche mit den Steuerausgängen 72 bzw. 73 des Regel- bzw. Steuergerätes 31 verbunden sind.

In Verbindung mit F i g. 2 ergibt sich für die Steuereinrichtung nach F i g. 3 folgende Funktionsweise:
Vorbereitung des Absenkvorganges:
Das Stopfaggregat 15 befindet sich in Position 48 (Fig.2). Der Soll-Wert-Geber 60 wird auf die gewünschte Absenktiefc (Position 51 gemäß F i g. 2) eingestellt. Die Nullwert-Anzeige wird mittels des Einstellgliedes 56 auf ein vorbestimmtes Niveau, z. B. Position 49, eingestellt. Darüberliegende Höhenpositionen scheinen an der Anzeigevorrichtung 32 als positive Werte, darunterliegende Stellungen als negative Werte auf. Die Ansprcchpegcl der beiden Trigger 74 bzw. 77 werden auf die jeweils gewünschten Werte, d. h. auf jene Höhenpositionen, in welchen der Hebe- und Richtvorgang bzw. der Stopfvorgang beginnen sollen, eingestellt. Ferner wird mit dem Spannungsteiler 65 an den zweiten

Μ Differenzverstärker 64 ein Vcrgleichssignal angelegt. Dieses Verglcichssignal ist so bemessen, daß das in der Leistungsstufe 70 verstärkte Ausgangssignal des zweiten Differenzverstärkers 64 gerade noch den Strombe-

darf des dem Absenkvorgang zugeordneten Regelmagneten des Ventils 83 für minimalen Druckmittelzufluß über die Steuerleitung 34 zur oberen Zylinderkammer 88 des Höhenverstellantriebes 19 deckt.

Sanftes Anfahren des Stopfaggregates aus der oberen Endlage:

Durch Betätigung des Fußschalters 80 durch den Bediener der Maschine werden sämtliche Umschalter 57, 63,67 und 71 in Position »Absenken« gebracht. Zugleich wird der Vergleich des vom Ist-Wert-Geber 40 gelieferten Ist-Wertes mit dem Soll-Wert des Soü-Wert-Gebers 60 eingeleitet. Der Soll-Wert wird aber nicht sofort mit voller Größe, sondern nach einer, durch das Zeitglied 59 vorgegebenen Zeitfunktion, allmählich anwachsend an den zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers 54 gelegt. Zwischen 1st- und Soll-Wert entsteht eine zunehmende Differenzspannung im ersten Differenzverstärker 54, die über den Verstärker 62, den zweiten Differenzverstärker 64, die Leistungsstufe 70, den Steuerausgang 72 und die Verbindungsleitung 90 den Regelmagneten für »Absenken« mit zunehmender Stromstärke ansteuert. Infolgedessen wird der oberen Zyünderkammer 88 des Höhenverstellantriebes 19 über die Stcuerleitung 34 eine allmählich anwachsende Druckmiltelmenge zugeführt, so daß sich die Kolbenstange 20 samt dem Werkzeugträger 16 mit zunehmender Geschwindigkeit nach abwärts bewegt. Sobald die Differenz zwischen 1st- und Soll-Wert ihr Maximum erreicht, wird das Ventil 83 voll ausgesteuert und die Kolbenstange 20 bzw. das Stopfaggregat 15 erreichen ihre maximale Absenkgeschwindigkek.

Hebe- und Richtvorgang:

Sobald die Differenz zwischen Ist- und Soll-Wert den Ansprechpege! des Schmitt-Trigger 74 überschreitet, zieht das Relais 75 an und schließt den Schaltkontakt 76. Damit wird das Hebe- und Richtaggregat 11 zugeschaltet und das Gleis, unmittelbar vor dem Stopfaggregat 15, der Höhe und der Seite nach ausgerichtet.

Das Stopfaggregat 15 hat inzwischen die Null-Position 49 durchfahren und die Position 50 erreicht, in welcher der Eintauchvorgang der Stopfpickel 25 im Schotterbett 53 beginnt.

Eintauchvorgang und Verzögerung (Dämpfung) der Absenkbcwegüng:

Bei Erreichen einer festgelegten Tiefenposition (/. B. etwa 120 mm oberhalb der gewünschten, am Soll-Wcrt-Geber 60 voreingestellten Eintauchtiefe) wird die Aussteuerung des Ventils 83 innerhalb des Restweges vom Maximalwert bis auf den, dem Vergleichssignal des Spannungsteilers 65 entsprechenden Minimalwert zurückgesteuert. Der Durchfluß durch das Ventil 83 über die Steuerleitung 34 zur Zylinderkammer 88 nimmt dabei bis auf einen Minimalwert ab. Im Augenblick der genauen Übereinstimmung des Ist-Wertes mit dem Soll-Wert (Differenz Null) spricht der Null-Schalter 66 an und schaltet den Steuerstrom für das Ventil 83 gänzlich auf Null. Das Ventil 83 sperrt den Druckmittelzufluß über die Steuerleitung 34 zur Zylinderkammer 88 ab und das Stopfaggregat 15 kommt millimetergenau in die Position 51, also in der voreingestellten Soll-Eintauchtiefe, stoßfrei zum Stillstand.

Beginn des Stopfvorganges:

Sobald die Differenz von Soll- und Ist-Wert den Ansprechpegel des Triggers 77 überschreitet, wird das Relais 78 angesteuert und durch Schließen des Schaltkontaktes 79 der Stopfvorgang eingeleitet. Bei Verwendung eines Triggers 77 mit einstellbarem Ansprechpegel kann der Beginn des Stopfvorganges gegebenenfalls so vorverlegt werden, daß die Beistellantriebe 26 bereits einige Zentimeter vor Erreichung der vorangestellten Eintauchliefe (Position 51) ansprechen, wie in F i g. 2 für die unterste Stellung der Stopfpickel 25 angedeutet. Da-

¹S durch wird bei sehr hartem Schotterbett 53 das Eindringen der Stopfpickel 25 bis zum voreingestellten Soll-Wert erleichtert, so daß kein wesentlicher Zeitverlust auftreten kann.
Rückkehr des Stopfaggregates in die obere Endlage:

Durch Loslassen des Fußschalters 80 oder automatischem Befehl zum Auffahren des Stopfaggregates 15 werden sämtliche Umschalter 57,63,67 und 71 in die aus Fig.3 ersichtliche Stellung für »Heben« des Stopfaggregates umgesteuert. Ein vorgegebener, oberer Endlagen-Soll-Wert wird über das dem Hebevorgang zugeordnete Zeitglied 58, allmählich anwachsend, an den zweiten Eingang des ersten Differenzverstärkers 54 angelegt. Damit erfolgt auch beim Anheben des Aggregates ein sanftes anfahren aus der unteren Endlage (Position 51). Das Regel- bzw. Steuergerät 31 kann weitere Schaltorgane, ähnlich den Schmitt-Triggern 74 bzw. 77 enthalten, die bei Erreichen einer vorbestimmten Höhenposition des Stopfaggregates 15 selbsttätig die schrittweise Vorfahrtsbewegung der Maschine 1 in Arbeitsrichlung 5 zur nächsten Stopfstelle auslösen. Vor Erreichen der oberen Endlage (Position 48) wird die Aufwärtsbewegung des Stopfaggregates 15 in analoger Weise zum Absenkvorgang über den zweiten Differenzverstärker 64 verzögert bzw. gedämpft, so daß auch beim Erreichen der oberen Endlage ein stoßfreies Anhalten des Stopfaggregates 15 gewährleistet ist.

Während des Betriebes kann die Position des Stopfaggregates 15 an der Anzeigevorrichtung 32 laufend überwacht werden.

Das Regel- bzw. Steuergerät 31 kann darüber hinaus auch noch zusätzliche Relais enthalten, welche die Informationen »Stopfaggregat oben« bzw. »Stopfaggregat Mitte« und »Stopfaggregate unten« für den Bediener der Maschine 1 ersichtlich machen und welche damit die bisher üblichen End- bzw. Steuerschalter ersetzen.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf eine Steuereinrichtung für Einschwellen-Gleisstopfmaschincn, sondern ist auch mit besonderem Vorteil für Mehrschwellen-GleisMopfmaschinen sowie für spezielle Maschmenlypen für die Bearbeitung von Gleisweichen und -kreuzungen geeignet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrbare Maschine zum Unterstopfen der Schwellen eines Gleises, mit wenigstens einem am Maschinenrahmen durch einen hydraulischen Höhenverstellantrieb heb- und senkbar angeordneten Stopfaggregat, welches an einem Werkzeugträger gelagerte, mit Beistell- und Vibrationsantrieben verbundene und in das Schotterbett eintauchbare Stopfwerkzeuge aufweist, sowie mit einer Steuereinrichtung für den Höhenverstellantricb, die einen Ist-Wert-Geber aufweist und mit einem Ventil zur Ansteuerung des Höhenverstellantriebes sowie mit Schalt- und Steuerorganen verbunden ist, die im Steuerkreis des Höhenverstellantriebs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert-Geber (40) zur Erfassung der bestehenden und ein Soll-Wert-Geber (60) zur Einstellung der ge-

,# !wünschten Stopfwerkzeug-Eintauchtiefen- bzw. Höigheniage auf Eingänge eines als Soll-Ist-Wert-Ver-/Igleichsschaitung mit veränderbarer Charakteristik Ausgebildeten Regel- bzw. Steuergeräts (31) der 'Steuereinrichtung (29) geschaltet sind, wobei eine ilNullwert-Einstellung auf ein vorgegebenes Bezugsniveau vorgesehen ist, und daß dem Regel- bzw. ^Steuergerät (31) ein von diesem ansteuerbares, für •feinen stufenlos veränderbaren Durchfluß ausgebildetes Ventil (83) zur Ansteuerung des Höhenver- *stellantriebes(19) nachgeschaltet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert-Geber (40) zur kontinuierlichen Erfassung des gesamten Höhenverstellbereiches des Werkzeugträgers (16) ausgebildet ist. ⁷

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (83) als magnetbetätig-^Jtes Proportionalventil ausgebildet ist und druckseitige Ausgänge aufweist, die je mit einer Zylinderkammer (88, 89) des als doppeltwirkender Hydraulikzylinder ausgebildeten Höhenverstellantriebes (19) verbunden sind und daß zwei den Zustrom zu jeweils einer der Zylinderkammern (88, 89) regelnde Elektromagnete des Ventils (83) wahlweise mit Steuerausgängen (72, 73) des Regel- bzw. Steuergerätes (31) verbindbar sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Regel- bzw. Steuergerät (31) einen ersten Differenzverstärker (54) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ist-Wert-Geber (40) und dessen anderer Eingang über ein, gegebenenfalls verstellbares Zeitglied (58,59), mit dem Soll-Wert-Geber (60) verbunden ist, und dem über Verstärker (61, 62) ein zweiter Differenzverstärker (64) nachgeschaltet ist, dessen Differenzeingang mit einem voreinstellbaren Vergleichssignal beaufschlagbar ist, und an dessen Ausgang eine Leistungsstufe (70) angeschlossen ist, deren Ausgang wahlweise mit einem der beiden Elektromagnete des Ventils (83) verbindbar ist.

5. Maschinen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Differenzverstärker (64) ein elektronischer Null-Schalter (66) zugeordnet ist, der die Stromzufuhr zu den Elektromagneten des Ventils (83) bei Übereinstimmung der Ausgangssignale von Ist- und Soll-Wert-Geber (40, 60) unterbricht.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine, wahlweise mit dem Ist- oder dem Soll-Weri-Geber(40,60) verbindbare, insbesondere digitale Anzeigevorrichtung (32) mit auf das insbesondere durch eine Scliicnenoberkante (52) gebildete Bezugsniveau einstellbarer Nullan/.cige vorgesehen ist.