-
Gleisstopfmaschine Zum Verdichten der Bettung von Eisenbahnschwellen
finden an Stelle der früher üblichen Stopfhacke heute vielfach sogenannteGleisstopfmaschinen
Anwendung, wobei das Einpressen des Schotters unter die Schwelle mit Hilfe von hammerartigen
Verdichtungswerkzeugen erfolgt, die mit großer Schlagzahl arbeiten und auf diese
Weise eine einwandfreie und ausreichende Verdichtung gewährleisten. Die bekannten,
durchweg fahrbaren Gleisstopfmaschinen weisen indessen den Nachteil auf, daß sie
außerordentlich umständlich in ihrer Bauform und dementsprechend auch nicht unbedingt
zuverlässig in ihrer Wirkungsweise sind. Sie bestehen in der Regel aus beiderseits
der Schwelle angeordneten, lieb- und senkbaren Verdichtungswerkzeugen, die durch
eine gemeinsame 1:Yzeitersclieil>e betätigt und während der Verdichtungsarbeit mittels
Schneckenantriel> und Gewindespindeln zugleich einander genähert, d. h. also zwangsläufig
beigestellt werden. Diese rein mechanische Antriebsweise bedingt jedoch, daß die
Bewegungskräfte über zahlreiche Zwischenglieder, wie Vorgelege, Schwenkarme, Wendegetriebe,
Ketten-, Schnecken- und Kurbeltriebe, Zahnräder, Reibungskupplungen u. dgl., geführt
werden müssen, wodurch sich neben einem erheblichen Kraftaufwand zur Erzielungeiner
ausreichenden Verdichtungsleistung im Hinblick auf den rauben und stoßweisen Betrieb
ein großer Verschleiß ergibt und auch laufende Betriebsstörungen unvermeidlich sind.
Dazu kommt, daß für jedes Werkzeugpaar gesonderte Betätigungsglieder erforderlich
sind. so (laß, da auf jeder Schienenseite ein
Werkzeugpaar arbeitet,
die gesamte Einrichtung in vierfacher Anordnung vorhanden sein muß und demzufolge
auch die Gefahr eines Versagens bzw. einer ungleichmäßigen Arbeitsweise mit allen
ihren Folgen in erhöhtem Maße auftritt. Schließlich wirken sich auch die infolge
der Vielzahl der ineinandergreifenden mechanischen Arbeitsglieder unvermeidlichen
starken Erschütterungen und Geräusche sehr nachteilig auf das Bedienungspersonal
aus, das durchweg bereits nach verhältnismäßig kurzer Zeit in der Steuerung der
Maschine abgelöst werden muß.
-
Gemäß vorliegender Erfindung werden die Mängel und Unzulänglichkeiten
der bekannten, mechanisch angetriebenen Gleisstopfmaschinendadurch in überraschend
wirkungsvoller und zuverlässiger Weise vermieden, daß der Antrieb, .das Beistellen
sowie das Heben und Senken der Verdichtungswerkzeuge auf hydraulischem Wege erfolgt.
Vorzugsweise wird hierbei ein hydraulischer Vibrations- oder Schlagerzeuger vorgesehen,
der aus zwei in einer Achse liegenden öldruckzylindern mit in diesen geführten,
gegenläufig arbeitenden Kolben besteht, deren an den freien Zylinderenden nach außen
ragende Kolbenstangen mittel- oder unmittelbar mit mit den Verdichtungswerkzeugen
gekuppelt sind und so deren Antrieb bewirken. Die Hinundherhe-\N egung beider Kolben
des Vibrations- oder Schlagerzeugers wird dabei von einer gemeinsamen Öldruckpumpe
unter Zwischenschaltung eines Verteilergliedes gesteuert.
-
Die Kolbenstangen der beiden Arbeitskolben wirken zweckmäßig auf je
einen Hebel ein, der über einen zugleich die Drehachse für das einzelne Verdichtungswerkzeug
bildenden Federdrehstab mit dem das Werkzeug tragenden Arm verbunden ist. Durch
die Verwendung eines Federdrehstabes wird erreicht, daß bei auftretendem Widerstand
an den Verdichtungswerkzeugen der Federstab sich verwindet und so die Widerstandskräfte
in sich aufnimmt, ohne daß die Kolbenbewegung beeinträchtigt wird. Dadurch wird
es weiterhin in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht, die beiden auf jeder Schienenseite
vorgesehenen Werkzeugpaare mit einem gemeinsamen Antrieb auszustatten. Dies bedeutet
ebenfalls eine wesentliche Vereinfachung gegenüber den bekannten Einrichtungen,
bei denen zur Erzielung der gleichen Leistung für jedes der beiderseits der Schiene
arbeitenden Werkzeugpaare je ein gesondertes Antriebsaggregat erforderlich ist.
Die von den Kolbenstangen des Vibrations- oder Schlagerzeugers bewegten Hebel greifen
bei der erfindungsgemäßen Ausbildung jeweils in der Mitte eines Federdrehstabes
an, an dessen beiden Enden je einer der die Verdichtungswerkzeuge tragenden Arme
befestigt ist. Es kann somit, falls der eine der beiden auf der gemeinsamen Achse
sitzenden Werkzeugarme infolge unvorhergesehenen Widerstandes bei der Stopfarbeit
in seinen Bewegungen gehemmt wird, der gegenüberliegende Arm, trotzdem er, auf derselben
Achse angeordnet ist, ohne jegliche Behinderung weiter arbeiten.
-
Die Federdrehstäbe je zweier gegeneinander arbeitender Verdichtungswerkzeuge
besitzen unveränderlichen Abstand voneinander, und das Beistellen erfolgt in der
Weise, daß die beiden Kolbenstangen während der Stopfarbeit nach außen wandern und
dabei die die Werkzeuge tragenden Enden der um ihre ortsfeste Drehachse beweglichen
Arme gegenseitig zur Annäherung bringen. Dies kann entweder durch zusätzliche Ölzugabe
in der nach der einen Seite der beiden Kolben führenden Ölleitung erreicht werden,
oder aber dadurch, daß bei der Hinundherbewegung der Kolben der Ölrückfluß in der
nach der einen Kolbenseite führenden Ölleitung gedrosselt und auf diese Weise ein
Rückstau erzeugt wird. In beiden Fällen führen die Kolben während des Stopfvorganges
eine pilgerschrittartige Bewegung aus und bewirken so das Beistellen der Verdichtungswerkzeuge.
Schließlich können auch die Kolbenstangen teleskopartig ausgebildet werden und unabhängig
von der llinundherbewegung der in diesem Fall nicht wandernden Kolben durch zusätzliche
Öleinführung eine @'orschubbe,#vegung ausführen, wodurch ebenfalls die @-erdichtungswerkzeuge
in der gewünschten Weise beigestellt werden. Zur Beschaffung der zusätzlichen Ölmenge
dient dabei eine mit der Öldruckpumpe für die Hinundherbewegung der Kolben unmittelbar
gekuppelte, von der gleichen Kraftmaschine angetriebene Zusatzpumpe, die ebenso
wie die Hauptpumpe vorteilhaft als Zahnradpumpe ausgebildet und mit dieser in einem
gemeinsamen Gehäuse untergebracht ist.
-
Der Vibrations- oder Schlagerzeuger wird zweckmäßig am oberen Ende
der Kolbenstange eines in einem lotrecht stehenden Zylinder geführten, die Heb-
und Senkbewegung bewirkenden Kolbens angeordnet. Die in der Kolbenstange untergebrachten,
zu den Arbeitszylindern führenden Ölleitungen werden als Teleskopleitungen ausgebildet,
so daß das Heben und Senken der Verdichtungswerkzeuge ohne die Notwendigkeit störender
und leicht zu Beschädigungen und Undichtheiten Anlaß gebender Schlauchverbindungen
erfolgen kann. Dabei wird vorteilhaft in der Weise vorgegangen, daß unter Verzicht
auf eine besondere Ölpumpe ein Teil der zum Antrieb der Verdichtungswerkzeuge dienenden
Ölmenge abgezweigt und in den Hubzylinder geführt wird. Dies ist insofern ohne weiteres
möglich, als während der Heb- und Senkbewegung ohnedies praktisch keine Stopfarbeit
zu leisten ist; der kleinere Hub, mit welchem die Verdichtungswerkzeuge in dieser
kurzen Zeitspanne bewegt werden, genügt vollauf, um sie aus der \rl>eitsstellung
frei zu machen bzw. sie am neuen Arbeitsplatz in den Schotter einzuführen.
-
Die bauliche Ausgestaltung der Maschine erfolgt vorzugsweise in der
Form, daß der Vibrations- oder Schlagerzeuger beiderseits von Rahmenblechen getragen
wird, die gleichzeitig die Achslager für die Federdrehstäbe enthalten und in ortsfesten
Gleitführungen heb- und senkbar gelagert sind. Die Gleitführungen sind ihrerseits
in einem fahrbaren Rahmengestell untergebracht, das zugleich den Zylinder für die
Heb- und Senkbewegung trägt. Das somit die gesamten Bet:itigtingseinrichtungen enthaltende
fahrbare
Rahmengestell wird zweckmäßig mittig zwischen den auf jeder Schienenseite vorgesehenen
VerdIchtungswerkzeugen etwa in der Schienenmittelebene angeordnet, und zwar werden
sitttlgemäß stets zwei derartige auf den beiden Schienen eines (leises laufende
Rahmengestelle zu einem einheitlichen Schienenfahrzeug vereinigt.
-
Die Gleisstopfmaschine nach der Erfindung weist somit gegenüber den
bekannten Ausführungen mit mechanischem Antrieb den in seiner Auswirkung außerordentlich
bedeutsamen Vorteil auf, daß weder für die Verdichtungsarbeit an der Schwelle noch
für die dabei erforderlichen Beistellbewegungen besondere Cbertragungsglieder erforderlich
sind. Dadurch ergibt sich ein verhältnismäßig einfacher und übersichtlicher Aufbau,
durch den eine unbedingt störungsfreie und zuverlässige Wirkungsweise gewährleistetwird.
Durch die auf hydraulischem Wege hervorgerufene Vibrations- oder Schlagarbeit wird
außerdem mit kleineren .-'Antriebskräften eine wesentliche Leistungssteigerung ermöglicht,
da die zur Erzielung einer ausreichenden Verdichtung erforderliche Schlagzahl der
w'erkzeuge infolge des Wegfalls der tnit nicht unerheblichen Wirkungsgradverlosten
verbundenen mechanischenZw-ischenglieder verlt:iltnismäßig leicht erreicht werden
kann. Schließlich sind auch die Erschütterungen bei der Verdichtungsarbeit praktisch
ebenso bedeutungslos -wie die beim Lauf der Maschine auftretenden Geräusche, so
daß sich, im Gegensatz zu den Verhältnissen bei mechanisch angetriebenen Maschinen,
diese an sich bei Gleisstopfmaschinen unvermeidlichen Begleiterscheinungen hier
in keiner Weise nachteilig auf das Bedietlungspersonal auswirken.
-
Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an Hand
eines in schematischer Darstellung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles, und zwar
zeigt hig. t die Gesamtansicht einer hydraulisch angetriebenen Gleisstopfmaschine
ltnter Weglassung aller für die \\-irkungsweise unwesentlichen Einzelheiten, Fig.
2 einen L:illgsschtlitt durch die 'Maschine unter Beschränkung auf die eigentlichen
Verdichtungswerkzeuge und deren unmittelbaren Antriebsteile und Fig. 3 einen Ouerschnitt
durch die Maschine nach Linie 4-13 von I~ ig. 2.
-
Die als Schienenfahrzeug ausgebildeteGleisstopfniaschine besteht aus
zwei Rahmetlgestellen i von U-förmigem Profil, deren jedes über einer der beiden
Schienen 2 angeordnet ist und zwei als Gleitführungen dienende lotrechte S:ittletl3
sowie dazwischetl einen ebenfalls lotrechten. als Hubzylinder dienenden öldrttckzylinder
4 trägt. .\m olleren Ende der Kolbenstange ; des in <lern I Ittllzvlitlder 4
geführten Kolbens () ist ein llvdraulischer Vibrations- oder Schlagerzeuger 7 angellracht,
der aus den beiden waagerechten Arbeitszlindern ` besteht, in denen die gegenläufig
arbeitenden Kohlen 9 gleiten. Die an den freien Zylinderenden nach außen ragenden
Kohlenstangen to sind tnit je einem Heilet ti gekuppelt, der in der Mitte eines
Federdrehstabes 12 angreift, an dessen beiden Enden die die eigentlichen Verdichtungswerkzeuge
13 tragenden Arme 14 befestigt sind.
-
Per Vibrations- oder Schlagerzeuger 7 wird beiderseits von Rahmenblechen
15 getragen, die mittels der Führungen 16 in den ortsfesten Säulen 3 hell- und senkbar
gelagert sind. Die Rahmenbleche l5 enthalten gleichzeitig die _`\chslager für die
hederdrehstäbe 12, die somit unabhängig von der jtweiligen gegenseitigen Stellung
der Verdichtungswerkzeuge 13 sowie deren Höhenlage stets einen unveränderlichen
Abstand voneinander besitzen.
-
Die Ölzuführungsleitungen 17 und 18 zu den :\rlleitszylindern 8 sind
durch den Hubkolben 6 sowie dessen Kolbenstange 5 hindurchgeführt und zu diesem
Zweck als Teleskopleitungen ausgebildet, so <Maß auch -während des Hebens und
Senkens der Verdichtungswerkzeuge eine ununterbrochene und störungsfreie Verbindung
des Druckmittels zu den Arbeitszylindern gewährleistet ist. Die AnschlußkaHäle 20
und 21 für die Teleskopleitungen 17 und 18 befinden sich in dem Zylinderfuß
i9, der zugleich auch die Zutrittsbohrung#22 für den unterhalt> des Hubkolbens 6
gelegenen Zylinderraum enthält. während der obere Zylinderraum über die Bohrung
23 mit der Druckölleitung verbunden ist.
-
Mit Hilfe der in vorbeschriehener Weise ausgestalteten Gleisstopfmaschine
erfolgt sowohl der Antrielt als auch das Beistellen sowie das Heben und Senken der
Verdichtungswerkzeuge ausschließlich auf llvdraulischem Wege. und zwar derart, daß
für die qinundlierbewegung der Kolben des Vibrations-oder Schlagerzeugers sowie
für die Heb- und Senkbewegung des Hubkolbens eine geneinsame Öldruckpumpe verwendet
wird, mit der eine von der gleichen Kraftmaschine angetriebene Zusatzpumpe für die
Beistellbewegung der Verdichtungswerkzeuge gekuppelt ist, wobei die Steuerung der
einzelnen Bewegungsvorgänge in bekannter Weise durch ein besonderes Verteilerglied
üblicher Bauform und _\nordnutlg erfolgt.
-
Inl einzelnen ist die Wirkungsweise dabei folgende: Die 'Maschine
wird über der zu stopfenden Schwelle 2.1 in Stellung gebracht, und nach Absenken
des Hubkolbens 6 und damit auch des Vibrations- oder Schlagerzeugers 7 sowie der
von diesem betätigten \% erdichtuttgswerkzeuge 23 in die für den Stopfvorgang notwendige
Höhenlage wird durch entsprechende Steuerung das Drucköl über die LeitUngetl 20,
17 und 21, 18 abwechselnd vor und hinter die :lrlleitskolllen 9 gepreßt. Die beiden
Kolllen führen somit gegenläufige Wechselbewegungen aus, die über die Kontenstange
io, Hebel i i, Federdrehstä lle 12 auf die Arme 14 übertragen werden, welche sich
tun die durch die Federdrehstäbe 12 gebildetcn 1>rellachsen bewegen und so mittels
der an ihren freien linden angebrachten eigentlichen Verdichtungswerkzeuge
13 den Schotter unferhalh der Schwelle 21 durch Rüttel- und Schlagwirkung
gleichmäßig verdichten. Das dabei zugleich notwendige Beistellen der Werkzeuge,
d. h. die Näherungsbewegung der unteren Enden der Arme 1d, erfolgt in der Weise,
daß die Kolben 9 während der
Stopfarbeit außer ihrer Wechselbewegung
noch eine Vorschubbewegung ausführen, so daß die Kolbenstangen io nach außen wandern
und dabei über die ortsfesten Achsen 12 die die Verdichtungswerkzeuge 13 tragenden
Enden der Arme 14 gegenseitig zur Annäherung bringen. Dies kann entweder durch zusätzliche
Ölzugabe in der Leitung i8 erreicht werden, als deren Folge die Kolben 9 jeweils
einen größeren Weg nach außen hin zurücklegen als beim Rückhub, oder aber durch
Erzielung eines Rückstaues in der Leitung 18, indem der ölrückfluß in dieser Leitung
gedrosselt wird; auch in diesem Fall führen die Kolben io eine pilgerschrittartige
Bewegung aus und bewirken so in einfachster Weise das Beistellen der Verdichtungswerkzeuge
während der Stopfarbeit.
-
Sobald die Bettung unterhalb der Schwelle die erforderliche Verdichtung
aufweist, wird das Aggregat angehoben, und zwar dadurch, daß der Kolben 6 im Zylinder
4 nach oben bewegt wird. Zu diesem Zweck wird ein Teil der zum Antrieb der Verdichtungswerkzeuge
dienenden Ölmenge aus den Leitungen 20, 17 und 21, 18 abgezweigt und durch die Zutrittsbohrung
22 im Zylinderfuß i9 unter den Kolben 6 in den Hubzylinder 4 geführt. Nach dem Verfahren
der gesamten Maschine über die nächste Schwelle wird in gleicher Weise eine gewisse,
von den Hauptleitungen abgezweigte Ölmenge durch die Bohrung 23 in den oberen Zylinderraum
eingeleitet und so das Aggregat in den Schotter eingesenkt. Während des Hebens und
Senkens arbeiten die Verdichtungswerkzeuge somit nur mit vermindertem Hub, der in
jedem Fall ausreicht, um beim Heben die Werkzeuge von dem umgebenden Schotter frei
zu machen bzw. ihnen beim Senken in kürzester Zeit ein ungehindertes Eindringen
in den Schotter zu ermöglichen. Wenn die neue Arbeitsstellung erreicht ist, wird
durch Umschalten wieder die gesamte Ölmenge durch die Hauptleitungen gepreßt, so
daß die Arbeitskolben sofort auf volle Leistung kommen. Der Stopfvorgang beginnt
dann in der beschriebenen Weise von neuem.
-
Um bei unvorhergesehen auftretenden Überlastungen oder Widerständen,
die etwa von den Federdrelistäben nicht oder nicht in genügendem Maße aufgenommen
werden können, Störungen oder Beschädigungen in der Anlage zu vermeiden, sind zweckmäßig
in den zu den Arbeitszylindern sowie zu dem Hubzylinder führenden Ölleitungen entsprechende
Sicherheitsventile eingebaut, die bei Drucküberschreitung ansprechen und so die
Anlage stillsetzen. Auch insofern unterscheidet sich die hydraulisch angetriebene
Maschine vorteilhaft von den bekannten Ausführungsformen, bei denen als Sicherungen
Rutschkupplungen o. dgl. Hilfsmittel Verwendung finden, durch welche die an sich
schon schwerfällig arbeitenden mechanischen Übertragungsglieder noch umständlicher
gestaltet werden.
-
Die Erfindung läßt sich sinngemäß in. der verschiedensten Weise verwirklichen
und ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So sind insbesondere
die Ausbildung und Anordnung der Verdichtungswerkzeuge selbst sowie deren Antriebsteile,
die Art der L`nterbringung der gesamten Betätigungseinrichtungen auf (lern 11 aschinengestellebenso
wie die Bauforen des die -Maschine tragenden Schienenfahrzeuges durchaus beliebig
und können auch in jeder anderen geeigneten, den Erfordernissen des jeweiligen Einzelfalles
angepaßten Weise gewählt werden. `Vesentlicli ist lediglich, daß unter Verzicht
auf mechanischen Antrieb sowohl die Stopfbewegung der Werkzeuge als auch deren Beistell-
sowie Heb- und Senkbewegung auf hydraulischem Wege bewirkt und so bei weitgehender
Vereinfachung der Maschine ein wesentlich günstigerer Wirkungsgrad erreicht wird.