DE8027231U1 - Vorrichtung zum anschweissen von schienenhaltebolzen an unterlag- oder rippenplatten - Google Patents

Description

München, den 10. Oktober 1980

Omark Industries, Inc., 2100 S. E. Milport Road, Portland, Oregon 97222, USA

0M33G-2182 - Ve/Me

Vorrichtung zum Anschweißen von Schienenhaltebolzen an Unterlag- oder Rippenplatten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anschweißen von Schienenbaltebolzen an Unterlag- oder Rippenplatten von verlegten Eisenbahnschienen.

Seit Jahren haben die Eisenbahnen üblicherweise hölzerne Querschwellen verwendet, auf welchen unter den Schienen Unterlag- oder Rippenplatte» angeordnet sind. Bis Rippenplatten sind auf den Eisenbahnschwellen durch übliche Schienennagel verankert. Zusätzlich ist die Schiene mit der Rippenplatte durch übliche Schienennagel oder Bolzen verbunden.

Die kontinuierliche und wiederholte Seitenbelastung auf den Schienen durch die Fahrzeuge, die auf den Schienen laufen und durch andere Faktoren vie Eis, das sich unter dem Schienenfuß bildet, führen letztlich dazu, daß die Schienennägel nach oben aus der Schwelle herausgearbeitet werden. Wenn dies geschieht, kann eine Bewegung zwischen der Schiene und der Rippenplatte auftreten. Diese Bewegung hat selbstverständlich den Nachteil, daß die Schien· umkippen kann und Entgleisungen verursacht werden. Zusätzlich können die losen Schienennägel nicht das Schienenkriechen, d.h. eine Längsbewegung der Schiene gegenüber den Rippenplatten verhindern.

In der Vergangenheit wurde die Anwendung von verschiedenen Formen der Sicherung der Schiene auf der Rippenplatte versucht, wie mit Gewinde versehene Ankerbolzen, die in die Schwelle verschraubt wurden und mit federnden Haltebügeln zusammen arbeiten, die gegen den Schienenfuß anlagen. Darüberhinaus wurde die Anwendung anderer Vorrichtungen versucht, wie z.B. Schwellen aus Beton, in welche Anker eingegossen wurden, oder Sicherungsvorrichtungen, velehe in ähnlicher Weise mit federnden !!altern zusammenarbeiten^ um den Schienenfuß in Verbindung mit der Rippenplatte zu halten. Im letzteren Fall ist ein Ersatz der gesamten Schwelle unter einer existierenden Schiene teuer and daher nicht praktikabel.

■ II· I · ti
I I t · I · I ·
■ I I · t t I * ■

Der Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung hat ein neues Halterungssystem für Schienen entwickelt, welches federnde Klemmen oder Klammern aufweist. Bei diesem System wird ein mit einem Kopf versehener üaltebolzen an der Rippenplatte auf jeder Seite der Schiene angeschweißt. Eine federbeaufscblagte Klammer wird mit einem Teil mit dem Haltebolzen verbunden, so daß die Klammer auf dem Schienenfuß der Eisenbahnschiene aufliegt. Diese Anordnung führt zur Beweglichkeit der Klammer oder zu einer Elastizität zwischen der Schiene und der Rippenplatte, um die vorangehend beschriebenen Schwierigkeiten mit den Schienennägeln zu vermeiden. Einer der bedeutsamsten Vorteile dieses Systems besteht darin, daß die Haltebolzen und Klammern als Erneuerungs- oder Wiederherstellungesystem für existierende Schienenstränge verwendet werden können. Die Anordnung der Haltebolzen ist derart, daß sie zwischen bereite vorhandenen Schienennägeln an vorhandene Rippenplatten angeschweißt werden können, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Schienennagel zu entfernen oder die Rippenplatten und Schwellen zu ersetzen.

Vorrichtungen zum Anschweißen von mit größeren Köpfen versehenen Haltebolzen auf einer metallischen Grundlage, wie z.B. Rippenplatten, sind seit geraumer Zeit bekannt. Bei den bekannten Vorrichtungen handelt es sich entweder um eine stationäre Maschine, die feat in einer Anlage angeordnet ist, oder um

eine tragbare Handachweißpiatole,Im Arbeitsbereich des Anechweißena von Haltebolzen an Rippenplatten von Schienen müssen aber spezielle aus diesem Arbeitsbereich kommende Schwierigkeiten in Betracht gezogen werden. Zunächst müssen vier solcher Haltebolzen an jeder der beiden Rippenplatten einer Schienenacbwelle angeschweißt werden. Die tatsächliche Anzahl von Ilaltebolzen, die daher für einen vorgegebenen Abschnitt einer Schienenstrecke verschweißt werden müssen, ist sehr groß und die Notwendigkeit für eine Vorrichtung zur Führung der Haltebolzen und zu ihrer automatischen Verschweißung ist evident. Zusätzlich müssen die Versorgungsgeräte, wie ein Schweißgenerator und Steuereinrichtungen geeignet sein, entlang eines konventionellen Schienenstranges bewegt zu werden.

Eine erste Lösung könnte darin bestehen, eine Vorrichtung zur Anschweißung der Haltebolzen auf einem Eisenbahnfahrzeug anzuordnen und entlang der Schienen zu bewegen und zwei Haltebolzen auf jeder Seite jeder Schiene einer vorhandenen Schienenschwelle gleichzeitig oder im wesentlichen gleichzeitig anzuschweißen und dann das Fahrzeug zur nächsten Schiene usw. su bewegen. Gleichwohl bestehen aufgrund der physikalischen Einflußgrößen eines Eisenbahnsystems viele praktische Schwierigkeiten, die bei einer solchen Lösung berücksichtigt werden müssen.

• · ι

• · C

Eine solche Einflußgröße besteht darin, daß die Schienenschwellen •ehr oft nicht absolut senkrecht zu den Schienen liegen. Das Auerichten der Schweißpistolen zum Anschweißen eines Satzes von mit Köpfen versehenen Haltebolzen an einer Rippenplatte führt nicht notwendigerweise zum Ausrichten des anderen Paares der Schweiß-» pistolenanordnung in einem genauen Längsverhältnis zur Rippenplatte unter der gegenüberliegenden Schiene. In ähnlicher Weiee rufen Variationen in den Abmessungen, die durch Verschleiß und Versetzung der Rippenplatten bewirkt werden, Abweichungen in der Lage der Schienenanordnungen gegenüber der Schveißlage hervor.

Eine weiter noch in Betracht zu ziehende Schwierigkeit besteht in Hindernissen, welche entlang des Schienenstranges auftreten. Ein· Form eines Hindernisses, die Störungen gegenüber den Schweißpistolenanordnungen bewirken kann, ist die Verwendung von Stoßlaschen oder Kupplungen, die für die Verbindungen der Schienen verwendet werden. Andere Formen von Hindernissen, welche Schwierigkeiten verursachen, bestehen aus Schienennägeln, die sich nach oben aus der Schwelle so weit herausgearbeitet haben, daß sie «in Hindernis bilden.

Eine weitere Einflußgröße, die Schwierigkeiten beim Schweißen an Ort und Stelle hervorrufen kann, besteht in dem vertikalen Abstand zwischen einem vorgegebenen Eisenbahnfahrzeug und einer

Schiene, da das Eisenbahnfahrzeug sich entlang des Schienenetranges bewegt. Ausschläge oder Ablenkungen auf den Schienen auf losen Schwellen, Verschleiß der Schienen und ähnliches rufen •inen vertikal variierenden Abstand zwischen einer Schweißpistole und der Schiene hervor, der kompensiert werden muß.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche automatisch die Haltebolzen an die Unterlag- oder Itippenplatten aufeinanderfolgender Schwellen eines bereite verlegten Gleises anschweißt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung an einem angetriebenen und auf den Schienen verfahrbaren Eisenbahnfahrzeug angeordnet ist und aus zwei jeweils einer Schiene zugeordneten Schlitten besteht, die mittels eines Antriebes längs und quer zur Schiene innerhalb bestimmter Endetellungen bewegbar sind, wobei jeder Schlitten wenigstens ein« auf die Rippenplatte richtbare Schweißpistole und eine Lagebestimmungs- und Steueranordnung zur Erfassung der Relativlage der Rippenplatte in Bezug auf die Schweißpistole und zur Steuerung des Schlittenantriebee trägt, um die Schweißpistole auf die Rippenplatte auszurichten.

- 10 -

Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die Schweißpistolen automatisch eingestellt werden können* um Abweichungen in der Längsanordnung der Rippenplatten kompensieren zu können. Es sind hieran zwei Schlittenanordnungen vorgesehen, von denen jeder Schien· des Gleises ein Schlitten zugeordnet ist. An jedem Schlitten können zwei Schweißpietolen vorgesehen Bein, deren Träger sich in einem Winkel abwärts zur Rippenplatte erstrecken, auf welcher di· mit Köpfen versehenen Haltebolzen angeschweißt werden sollen. Jede Schlittenaaordnung weist einen Schlittenantrieb auf, der die Schlittenanordnung und die damit verbundenen Schweißpistolenanordnungen in beiden Richtungen sowohl längs zur Rippenplatte als auch quer dazu bewegt, um die Schweißpistolen genau auf die Rippenplatte einstellen zu können.

In vorteilhafter Weise weist hierzu die Lagebestimmungs- und Steueranordnung einen Rippenplattensensor zum Anhalten des Fahrzeuges in einer bestimmten Stellung des Rippenplattensensors gegenüber einer Rippenplatte nach deren Erfassung auf. Ferner weist jede Lagebestimmungs- und Steueranordnung einen Schienenstegsensor auf, welcher seine Lage in Bezug auf die Schiene feststellt und den Schlittenantrieb steuert, um die Schweißpistole quer zur Rippenplatte in eine genaue Schweißlage zu bewegen.

- 11 -

Vorteilheft ist es, wenn der Rippenplattensensor den Schlittenantrieb so steuert, daß dieser die Schweißpistole längs der Rippenplatte in eine genaue Schweißlage bewegt. Zweckmäßigerweiee trägt jeder Schlitten zwei Schweißpistolen für das Anschweißen je eines Haltebolzens auf jeder Seite der Schiene.

Die Lagebestimmungs- und Steueranordnung kann bewegliche Sensortragarme für den Rippenplattensensor und den Schienenstegsensor zur Bewegung beider Sensoren zwischen einer ersten Lage neben der Rippenplatte und der Schiene und einer zweiten Lage oberhalb davon haben.

Der Rippenplattensensor ist also an einer Seite der Schiene angeordnet, während der Schienenstegsensor an der gegenüberliegenden Seite der Schiene liegt.

Wenn das Fahrzeug sich von einer Querschwelle zur nächsten bewegt, wird einer der Rippenplattensensoren als Lehrensensor ausgewählt und erfaßt die Annäherung der nächsten Rippenplatte und stoppt das Fahrzeug in genauer Ausrichtung der Schweißpistolenanordnung mit der Rippenplatte. Danach tritt der andere Rippenplattenaensor in Tätigkeit, um über die Steuerung der Schweißpistolenanordnung, den gegenüberliegenden Schlitten länge in einer Richtung

- 12 -

zu bewegen, in welcher die durch diese Anordnung getragenen Schweißpistolen in eine genaue Längsschweißposition für die gegenüberliegende Rippenplatte gebracht werden. Darauf treten die beiden Sensoren in Tätigkeit, um über die Steuereinrichtung der Schweißpistole die Schweißpistole quer gegenüber den beiden Rippenplatten zu verschieben.

Nach der Erfassung und Ausrichtung der Schweißpistolen gegenüber den beiden Rippenplatten werden die Sensoren aus ihrer Lage herausbewegt und die Schweißpistolenanordnung in eine Lage bewegt, in welcher die Haltebolzen mit der Rippenplatte verschweißt werden. Danach werden die Schweißpistolenanordnungen zurückgezogen und der Prozeß wiederholt.

Ein Hindernissensor ist unterhalb des Fahrzeuges in der Nähe des inneren Steges beider Schienen angeordnet, um Hindernisse zu erfassen. Der Hindernissensor ist in Fahrtrichtung vor den Schweißpistolen und den Lagebestimmungs- und Steueranordnungen angeordnet. Bei der Erfassung eines Hindernisses tritt der Hindernissensor in Tätigkeit und stoppt über Steuermittel das Fahrzeug, bevor eine Beschädigung der Schweißpistolenanordnungen und der Lagebestimmung·- und Steueranordnungen auftreten kann.

- 13 -

fl It ·

• Il I

• I Il

Zweckmäßigerweise hat jede Schweißpistole eine Spannvorrichtung für die Haltebolzen sowie Lichtbogenschutzmittel und ein erstes Hydraulikaggregat zur Bewegung der Spannvorrichtung zwischen einer angehobenen Lage und einer Schweißlage, in welcher sich der Haltebolzen in Eontakt mit der Rippenplatte befindet.

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn Steueranordnungen für die Schveißpistolen vorgesehen sind, um das erste Hydraulikaggregat an einer Stelle festzulegen, in welcher es zur Bildung einer ersten Ausgangsebene einen bestimmten Druck auf den Haltebolzen ausübt.

Hierbei kann jede Schweißpistole ein zweites Hydraulikaggregat aufweisen, welches die Spannvorrichtung und die Lichtbogenschutzmittel oder deren Halterungen trägt,und das um eine zweite Grundebene herum zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Lage, beweglich ist, um den Haltebolzen anzuheben und abzusenken. Die Lichtbogenschutzmittel können auch aus den Lichtbogen abdeckenden Zusatzwerkatoffen bestehen, die über Halterungen der Schweißstell* zugeführt werden. Andere Abdeckungen sind möglich. Die Lichtbogenschutzmittel oder deren Halterungen sind federbeaufschlagt, um gegenüber der Spanavorriehtung bewegbar zu sein und um damit dem Kontakt des Haltebolzens mit der Bippenplatt· zu ermöglichen·

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungebeispiele· in der Zeichnung näher erläutert.

Fig· 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teil eines Eisenbahnfahrzeuges, welches mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgerüstet ist.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Schlit-

tenanordnuns mit Schweißpistolen und Lagebestimmungs· und Steuereinrichtungen.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung die Lagebestimmungs- und Steuereinrichtung im einzelnen.

Fig. k zeigt in perspektivischer Darstellung eine der Schweißpistolen.

Fig. 5 zeigt in Ansicht einen Teil der Lagebestimmungsund Steuereinrichtung nach den Fig. 1 und 3·

Fig. 6 zeigt in Ansicht den unteren Abschnitt der

Schweißpistolen in ihrer Schweißlage gegenüber ■ einer Rippenplatte.

Fig. 7 zeigt in Ansicht den unteren Abschnitt eines Hindernissensorβ.

- 15 -

Gemäß Fig. 1 wird ein Eisenbahnfahrzeug 10 mit Achsen 11, von denen in Fig. 1 eine gezeigt ist, mittels eines nicht gezeigten Antriebes entlang von Schienen 12 mit einer bestimmten Geschwindigkeit verfahren. Der Antrieb ermöglicht zwei Geschwindigkeiten, und zwar •ine erste, mit welcher das Eisenbahnfahrzeug entlang der Schien· mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 27 km/h bewegt wird, während ein· zweite geringe Geschwindigkeit von etwa 6l cm/min während des nachstehend beschriebenen SchweiOvorgangee angewendet wird.

Das Fahrzeug weist, wie strichpunktiert angedeutet, Versorgungsgeräte, wie einen Schweißgenerator, Hydraulikpumpen, einen Spannungsgenerator und andere entsprechende Steuer- und Antriebseinrichtungen auf, die für den Schweißvorgang notwendig sind aber keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.

Das Fahrzeug 10 enthält außerdem an seinem rückwärtigen Abschnitt zwei Schlitten 13* wobei zwei Schweißpistolen 14 von jedem der Schlitten 13 gehaltert werden, die sich nach unten in ihre Schweißlage gegen Unterlag- oder Rippenplatten 15 bewegen können, welch« auf Querschwellen 16 angeordnet sind (vgl. auch Fig. 6).

Jeder Schlitten 13 weist außerdem eine Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 auf, die sich vom Schlitten 13 nach unten \

- 16 -

• t I

• »

• · I

- 16 -

in den Bereich der Rippenplatte 15 und des Steges der Schienen 12 erstreckt, um, vie nachstehend beschrieben, die Schweißpistole genau auszurichten·

Das Fahrzeug weist ferner eine Steuerkoneole 18 und einen Sits 19 für die Bedienungsperson auf, von welchem aus das Fahrzeug und die Schweißpistolen sowie die Schienenhaltebolzen und Liehtbogenschutzmittel bedient werden können.

Ein Hindernissensor 20 ist auf der Innenseite des Schienenstegea jeder Schiene angeordnet und erstreckt sich dort abwarte, wobei er am Fahrzeug in Fahrtrichtung vor den Schweißpistolen und der LagebeStimmungβ- und Steueranordnung gehaltert ist. Dieser Sensor dient der Feststellung von Hinderniesen und kann das Fahrzeug anhalten, ehe die Schweißpistolen oder die Lagebestimmungs- und Steuereinrichtung beschädigt werden.

Fig. 2 zeigt die Einzelheiten des Schlittens 13. Dieser weist einen Kastenrahmen 21 auf, an welchem die beiden Schweißpistolen 14 befestigt sind. Der Kastenrahmea 21 wird durch eine nicht dargestellte Hydraulikanordnung entlang von zwei Füh- ■

rungβstangen 22 bewegt.

Der gesamte Kastenrahmen einschließlich der daran montierten Anordnungen ist in schwalbenechwanzförmigen Führungeblocks 23 beweglich, die an Seitenschienen 24 auf jeder Seite dee Kastenrahmens 21 montiert sind. Ein Schlittenantrieb 25, der eine Hydraulikanordnung sein kann, ist an dem Kaetenrahmen 21 befestigt und bewegt auf Kommando den Kastenrahmen 2J und die daran befestigten Schweißpistolen in Längsrichtung in Bezug auf die Schiene und die Rippenplatte.

Aufgrund dieser Konstruktion kann der Schlitten 13 beide Schweißpistolen quer und längs zur Rippenplatte entsprechend dem jeweiligen Steuerdruck der verschiedenen Hydraulikanordnungen bewegen.

Eine Lagebestimmung«- und Steueranordnung 17 ist an jedem Schlitten 13 befestigt und erstreckt sich abwärts in den Bereich der Bippenplatte und des Schienensteges, wie dies in den Figuren 2, und 5 dargestellt ist. Gemäß Fig. 3 hat die Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 zwei Sensorträgerarme 26. Die Sensorträgerarme 26 sind mit einer Hydraulikanordnung 28 über eine Scherenanordnung 27 verbunden. Die durch die Hydraulikanordnung 28 betätigte Scherenanordnung 27 läßt die Sensorträgerarme 26 aufwärt· aus dem Veg oder abwärts in ihre Betriebslage schwingen, wie die« in Fig. 5 gezeigt ist.

- 18 -

• ti ,

- 18 -

Die Sensorträgeraxsue 26 weisen einen Rippenplattensensor 29 an •inem Arm und einen Schienenetegeeneor 30 an dem gegenüberliegenden Arm auf. Bei dem Rippenplattenseneor und dem Schienenategaeneor handelt es eich um elektromagnetische Vorrichtungen, velcht die Nähe der Rippenplatt· zum Rippenplattensensor und de· Steg«· zum Stegsensor feststellen und vie nachstehend beschrieben arbeiten.

Fig. k zeigt eine Schweißpistole 14 im einzelnen. Diese weist ein erstes Hydraulikaggregat mit einem Hydraulikzylinder 31 und einer zugeordneten Kolbenstange 32 auf. Das erste Hydraulikaggregat hat außerdem einen Führungsstab 3k und zugeordnete Führungen 35* die in einem Trägerblock 36 enden, der aufwärts und abwärts durch das Hydraulikaggregat bewegbar ist.

Ein zweites Hydraulikaggregat 33 ist auf dem Trägerblock 36 befestigt. Dieses hat eine Mittenetellung zwischen den beiden Endstellungen seines Hubes, die normalerweise auch die Ausgangs·» stellung ist. Der Hub des Kolbens aufwärts und abwärts von dieser Grundebene aus vollzieht sich in bestimmten Grenzen zwischen den angehobenen und abgesenkten Lagen, um das Anheben und Absenken eines zu verschweißenden Haltebolzens, wie nachstehend beschrieben, zu steuern.

- 19 - \

Eine Spannvorrichtung 37 für den Haltebolzen ist gemäß Fig. k an den unteren Ende des zweiten Hydraulikaggregates 33 vorgesehen. Zusätzlich ist ein nicht dargestellter Lichtbogenschutz am unteren Ende des zweiten Hydraulikaggregates 33 vorgesehen und gegenüber der Spannvorrichtung 37 durch Federn so gehaltert, daß er sich relativ zum zweiten Hydraulikaggregat und der Spannvorrichtung 37 bewegen kann, so daß der Haltebolzen in der Spannvorrichtung austreten und die Schiene berühren kann, mit welcher er während des Schweißvorganges für den nachstehend beschriebenen Zweck verschweißt wird.

Fig. 7 zeigt den Hindernissensor 20, welcher von einer langen Tragstange 38 gehaltert wird, die an dem Fahrzeug befestigt ist. Der Hindernissensor 20 kann außerdem von Hand aufwärts bewegbar sein, um ihn aus dem Bereich der Eisenbahnschienen zu bringen. Gleichwohl nimmt die Trägerstange 33 in der normalen Arbeitsposition eine solche Lage ein, daß der Hindernissensor 20 sich neben den inneren Steg der Schiene befindet. Der Hindernissensor weist eine Kontaktplatte 39 auf, die über einen Arm 40 mit dem Hindernissensor 20 verbunden ist. Bei einem Hindernis, das von der Kontaktplatte 39 erfaßt wird, wie beispielsweise ein aus der Bipptnplatt· nach oben hervorstehender Schienennagel oder

- 20 - \

ti I· «I ··»· Il till

• I « · ( t · · · ι
• II· I · Il

• 11*1» I I

• I I ■ I · I Il

•in vorstehender Verbindungsbolzen für eine Stoßlasche 41, vird der Hindernieeeneor eingeschaltet« um ein Signal zu geben, welches daa Vorhandensein eines Hindernisses anzeigt. Dieses Signal vird, vie nachstehend beschrieben, dafür benutzt, das Eisenbahnfahrzeug xu stoppen, bis die Schveißpistolen und die Lagebestim-■ungs- und Steueranordnung von Hand zurückgezogen und an dem Hinternis vorbeibewegt sind«

Beim Arbeitsablauf vird das Fahrzeug und die damit verbundene Ausrüstung entlang der Schienenetrecke mit hoher Geschwindigkeit zu dem Punkt bevegt, an welchem die Schweißung beginnen soll. Dabei steuert die Bedienungsperson dae Fahrzeug vom Sitz 19 aus über die Konsole 18. Das Fahrzeug wird dann auf die niedrige Geschwindigkeit geschaltet und bevegt sich entlang der Schiene mit etva 6l cm/min.

Zu diesem Zeitpunkt vird der Hindernissensor 20 in seine Arbeitsposition abgesenkt, vie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die Schveißpistolen 14 befinden sich ebenso vie die Lagebestimmungs- und Steueranordnung in ihren zurückgezogenen Lagen, vie dies in Fig. 1 dargestellt und in Fig. 5 strichpunktiert viedergegeben ist.

Wenn die erste Rippenplatte, auf welcher die Haltebolzen ver-

v schweißt verden sollen, erreicht ist, bewegen sich der

- 21 -

• I I ·

• I I ·

• I I ·

• et

Rippenplattensensor 29 und der Schienenstegsensor 30 in ihre Ar beitslage, vie dies in Fig. 5 mit ausgezogenen Linien wiedergegeben ist. Die Steuerung der Schweißpistolen ist so programmiert, daß nun der Kastenrahmen 21 des Schlittens 13 in seine äußerste rechte Lage verschoben wird, in welcher der Rippenplattensensor 29 dem Schienensteg am nächsten ist. Damit ist sichergestellt, daß der Rippenplattensensor 29 sich oberhalb der äußeren Kante der Rippenplatte befindet. In dieser Anfangslage wird außerdem der Schienenstegsensor 30 am weitesten vom Schienensteg bei Beginn des Arbeitszyklus abgehalten.

Einer der beiden Schlitten 13 und die damit verbundene Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 wird als Lehre ausgewählt. Es sei angenommen, daß im vorliegenden Fall die links in Fig. wiedergegebene Schlittenanordnung 13 die Lehre sein soll. Dies· wird auf die Mitte ihrer Längsbewegung eingestellt und in dieser Lage fixiert. Die andere Schlittenanordnung wird dann so programmiert, daß sie ihren Kastenrahmen 21 zu einer rückwärtigen Lage über eine Strecke von etwa 15 cm bewegt. Diese Zurücksetzung ist im Hinblick auf die ungünstigsten Bedingungen für «ine Schienenschwelle berechnet, die sich außerhalb der senkrechten Ausrichtung mit den Schienen und den Rippenplatten befindet. Demgemäß wird der Rippenplattensensor 29 für den

- 22 - '

·· · » ·■ ·■·· Il ItIl 4

•■•■I »II 111

••«If I I«

·· I » I I I I · 1111 Il Il

auf der rechten Seite angeordneten Schlitten stets hinter dem auf der linken Seite angeordneten Sensor um einen Betrag zurückbleiben, der in Bezug auf die größte Versetzung der Schwelle in Rückwärtsrichtung berechnet ist.

Wenn sich das Eisenbahnfahrzeug vorwärts bewegt, erfaßt der Rippenplattensensor 29 des linken Schlittens 13 die Vorderkante der Rippenplatte. Venn dies geschieht, wird ein Mikroprozessor, der dsn Arbeitsablauf steuert, so programmiert, daß das Eisenbahnfahrzeug sich in einem vorbestimmten Abstand nach vorn bewegt, worauf es an einem Punkt gestoppt wird, an welchem die Schweißpistolen des linken Schlittens in der Längsmitte der Rippenplatte liegen. Eine solche Lage ist in Fig. 1 wiedergegeben.

Zu diesem Zeitpunkt stellt der Mikroprozessor die Lage des Rippenplattonsensors 29 der rechten Schlittenanordnung fest. Unter diesen vorher festgelegten Bedingungen hat der Rippenplattensensor der rechten Seite noch nicht die Vorderkante der sugehörigen Rippenplatte erfaßt. Der Mikroprozessor bewegt sodann, beaufschlagt durch die Steueranordnung der Schweißpistole, die Schlittenanordnung 13 in einer Längsrichtung, um die Schweißpistole gegen die Rippenplatte zu bewegen, bis der Rippenplattensensor 29 die Rippenplatte erfaßt.

- 23 -

1 Ii # ι ι

1)1· I
III« I
I I I · l

Il Il IJII

Il Il

- 23 -

Venn dies geschieht, bevegi der Mikroprozessor die Schlittenanordntusg in Längsrichtung um eine bestimmte Strecke nach vorn, um die Schweißpistolen in Bezug auf die Bippenplatt· in Längerichtung genau zu zentrieren.

Vie zuvor ausgeführt, besteht die ungünstigste zu berücksichtigende Bedingung bei Eisenbahnschwellen darin, daß diese etwa 10 cm vorwärts oder rückwärts aus ihrer Senkrechten zu den Schienen versetzt sind. Venn die Rückwärtsversetzung etwa 15 cm beträgt, ist die ungünstigste Bedingung für eine Eisenbahnschwelle in Rückwärtsrichtung berücksichtigt. Die Schlittenanordnung hat aber eine Bewegung in Längsrichtung von wenig« ■tens etwa 20 cm. Damit kann die ungünstigste Vorwärtsversetzung von etwa 10 cm durch die Schlittenanordnung, die sich durch, die senkrechte Lage hindurch um etwa 10 cm außerhalb der senkrechten Ausrichtung bewegen kann, kompensiert werden.

Die nächste Stufe im Lagebestimmungsprozeß besteht darin, daß beide Schlittenanordnungen unter der Steuerung des Mikroprozessors nach links bewegt werden, um den Schienenstegsensor 30 an den Schien«msteg heranzubringen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Venn der Schienenstegsensor 30 sich in der Nähe des Schienensteges befindet, wird ein Signal ausgelöst, welches unter der Steuerung

- 24 -

-Ih-

des Mikroprozessor» die weitere Bewegung der Schlittenanordnung nach links stoppt. In diesem Punkt sind die Spannvorrichtungen und Haltebolzen der Schweißpistole genau in Längs- und Querrichtung der Schiene für ein genaues Schweißen ausgerichtet.

Venn die genaue Lage in Längs- und Querrichtung erreicht ist, schwingt die Lagebestimmungs- und Steueranordnung 17 und ihre damit verbundenen Sensorträgerarme und Sensoren aus dem Weg aufwärts, wie dies in Fig. 5 strichpunktiert dargestellt ist* Sodann bewegen die durch die ersten Hydraulikaggregate betätigten Schweißpistolenanordnungen die zweiten Hydraulikaggregate und die damit verbundenen Spannvorrichtungen und Haltebolzen abwärts bis der Kontakt mit der Rippenplatte 15» wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, hergestellt ist. Der federnde Lichtbogenschutz erlaubt es dem Haltebolzen, in vollen Kontakt mit der Rippenplatte zu kommen.

Jede Schweißpistole wird beaufschlagt, bis ein bestimmter Druck in dem Schweißpistolen-Hydraulikzylinder erzeugt ist. Dieser Druck wird unabhängig für jede Schweißpistole erfaßt und wenn er erreicht ist, wird die erste Hydraulikanordnung an der erreichten Stelle fixiert, um eine erste Auegangsebene zu bilden. Auf diese Weise werden Abweichungen in der Höhe der Rippenplatte Ton Schwelle zu Schwelle kompensiert.

- 25 -

Der Mikroprozessor steuert dann die Betätigung der Schweißpistole, um den Schveißstrom jeder der Schweißpistolenanordnungen zuzuführen. Die« kann gleichseitig oder aufeinanderfolgend in Abhängigkeit von der Größe der Schveißstromquelle geschehen. Nach einer bestimmten Zeit, die im Verhältnis zum Beginn der Auslösung des Schveißstromes steht, wird das zweite Hydraulikaggregat betätigt, um die damit verbundene Spannvorrichtung und den Haltebolzen aufwärts in eine bestimmte Lage von der zweiten Ausgangsebene aus zu heben, die durch die normale Kolbenlage des zweiten Hydraulikaggregates, wie oben beschrieben, bestimmt ist. Wenn dies geschieht, wird ein Lichtbogen gezogen, der ein Schmelzen in einem normalen bekannten Lichtbogenschweißverfahren hervorruft.

Nach einer bestimmten Zeit während des Schweißzyklus wird j-edes zweite Hydraulikaggregat in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, um seinen Kolben in eine bestimmte Lage unterhalb der zweiten Aasgangsebene zu bewegen und damit ein Absenken des

Haltebolzens in das geschmolzene Bad zu erreichen, das während

des Schweißprozesses gebildet wurde. Nach einer bestimmten Zeit I^ des Absenkzustandes wird der Schweißstrom abgeschaltet und der Haltebolzen wird in das geschmolzene Bad eingetaucht und erstarrt dort, um den Schweißprozeß abzuschließen.

An dieser Verfahrenestelle werden die Schweißpistolenanordnungen

- 26 -

Ton den Rippenplatte und den derauf verschweißten Haltebolzen zurückgezogen. Danach beginnt unter der Steuerung dee Mikroprozessor· daa Fahrzeug langsam zur nächsten Schwelle zn fahren. Während dieses Intervalle lädt die Bedienungsperson von Hand die Schweißpistolen mit Haltebolzen und Lichtbogenschutzmitteln· Der die Anordnung steuernde Mikroprozessor senkt nach einer bestimmten Zeit die Trägerarme und Sensoren der Lagebestimmungsund Steueranordnung an einem Punkt in der Mitte zwischen den Querschwellen und. an einem Punkt, wo die Lagebestimmunge- und Steueranordnung frei von gerade verschweißten Haltebolzen ist, ab. Danach setzt das Fahrzeug seinen Weg zur nächsten Rippenplatt· fort, bei welcher der Vorgang nach Erfassen der Vorderkante der linken Rippenplatte wiederholt wird.

Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt der Hindernissensor 20 ein Hindernis entlang der Schiene erfaßt, wird der automatische Prozeß unterbrochen und das Fahrzeug gestoppt* Zu diesem Zeitpunkt kann die Bedienungsperson durch Augenschein die Art des Hindernisses feststellen und von Hand die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges steuern und falls nötig, die Lagebestimmungs- und Steueranordnung soweit zurückziehen, wie dies zur Umgehung des Hindernisses notwendig ist. Anschließend kann sum automatischen Arbeiteablauf lurückgekehrt werden.

Claims (10)

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Anschweißen von Schienenhaitebolzen an Unterlag- oder Rippenplatten von verlegten Eisenhahnschienen,, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung an einem angetriebenen und auf den Schienen verfahrbaren Eisenbahnfahrzeug (lO) angeordnet ist und aus zvei Schlitten (13) besteht, die mittels eines Antriebes (25) längs und quer innerhalb bestimmter Endstellungen bewegbar sind, wobei jeder Schlitten wenigstens eine Schweißpistole (14) und eine Lagebestimmungs- und Steueranordnung (17) zur Steuerung des Schlittenantriebes (25) trägt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagebeatimmunge- und Steueranordnung (l7) einen Rippenplattensensor (29) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagebestimmungs- und Steueranordnung (17) einen Schienenstegsensor (30) aufweist.

h. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitten (13) zwei Schweißpiatolen (14) trägt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lagebestimmungs- und Steueranordnung (17) bewegliche Sensortragarme (26) für den Rippenplattensensor (29) und den Schienenstegsensor (30) zur Bewegung beider Sensoren (29,30) hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hindernissensor (20) vorgesehen ist, der am Fahrzeug (lO) in Fahrtrichtung vor den Schlitten (30) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schweißpistole (l4) eine Spannvorrichtung (37) für die Haltebolzen sowie Lichtbogenschutzmittel und ein erstes Hydraulikaggregat (31,32) zur Bewegung der Spannvorrichtung (37)

zwischen einer angehobenen Lage und einer Schweißlage aufweist·

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueranordnung für die Schweißpistole (lh) vorgesehen ist zur Festlegung des ersten Hydraulikaggregates (31,32).

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schweißpistole (14) ferner ein zweites Hydraulikaggregat (33) aufweist, welches die Spannvorrichtung (37) und die Lichtbogenschutzmittel trägt, und das um eine zweite Grundebene herum zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Lage beweglich ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Liehtbogenschutzmittel federbeaufschlagt und gegenüber der Spannvorrichtung (37) bewegbar sind.

• ·· ι » it<< ι« ii··

• · ■ ■ < ItI ·

■ · ■ I I I I ·