EP3262235B1 - Stopfaggregat zum unterstopfen von schwellen eines gleises - Google Patents

Stopfaggregat zum unterstopfen von schwellen eines gleises Download PDF

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EP3262235B1
EP3262235B1 EP16702661.6A EP16702661A EP3262235B1 EP 3262235 B1 EP3262235 B1 EP 3262235B1 EP 16702661 A EP16702661 A EP 16702661A EP 3262235 B1 EP3262235 B1 EP 3262235B1
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tamping unit
vibration
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Florian HÖFLER
Gerhard HÖLLINGER
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Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
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    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/18—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency wherein the vibrator is actuated by pressure fluid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/12—Tamping devices

Definitions

  • the invention relates to a Stopfaggregat for Unterstopfen thresholds of a track, with a height adjustable mounted on an aggregate frame pimple carrier, on each of which by a hydraulic, a cylinder axis and connected to a vibrating feeder Beistellantrieb are mounted to each other pivotable tamping.
  • the object of the present invention is now to provide a tamping unit of the type mentioned, with which an improved vibration of the tamping pick is possible.
  • Such a vibration generator on a hydraulic basis has the advantage that functionally a clear separation between the vibration generation on the one hand and the Beistellterrorism for stuffing tamping on the other hand achievable is. In addition, a simplified control effort for vibration generation is possible.
  • Fig. 1 a side view of a Beistellantriebe and vibration exciter tamping unit
  • Fig. 2 to 4 Simplified representations of a vibration exciter with hydraulic circuit diagram
  • Fig. 5 another variant of a Beistellantriebes.
  • Stopfaggregat 1 for Unterstopfen thresholds of a track has two tamping pickles 2, which are each movable with the aid of a Beistellantriebes 3 for a ballast compaction to each other.
  • Each tamping pick 2 is mounted pivotably about a pivot axis 4 on a pommel carrier 6, which is height-adjustable relative to an aggregate frame 5.
  • Each a cylinder axis 7 having Beistellantrieb 3 is assigned a hydraulically based vibration exciter 8 for generating a Beistell canyon the tamping 2 superimposed vibrations.
  • the Beistellantrieb 3 is pivotally mounted about a bearing axis 9 on the pimple carrier 6.
  • FIG. 2 illustrated cross section of the Beistellantriebes 3 shows a cylinder axis 7 to the coaxially arranged inner cylinder 10 of the vibration exciter 8, which also serves in this particular embodiment of the invention as - composed of hydraulic cylinder and cylinder piston - Beistellantrieb 3.
  • the inner cylinder 10 (or the auxiliary drive 3) is slidably mounted in an outer cylinder 12 via sliding surfaces 11 in the axial direction 7.
  • annular recess 13 in the outer cylinder 12 is provided between two in the direction of the cylinder axis 7 (axial direction) spaced sliding surfaces 11 .
  • the two fluid channels 14 are alternately hydraulically actuated by supply lines 16 for vibratory excitation of the inner cylinder 10 (i.e., the auxiliary drive 3) (the supply lines required for the auxiliary movement of the auxiliary drive 3 are not shown for the sake of simplicity).
  • a vibration amplitude of the tamping pick 2 is defined by a stroke volume H of the double-piston pump 17 and the volume of the two fluid channels 14.
  • a change in the stroke volume H is possible by adjusting the Exzenterweges on the double piston pump 17.
  • the vibration frequency of Stopfpickel 2 corresponds to the stroke frequency of the double piston pump 17 (or speed n of an eccentric shaft).
  • the vibration frequency can be adjusted by changing the eccentric shaft speed from 0 to 60 Hz.
  • Stroke and return stroke of the inner cylinder 10 (or Beistellantriebes 3) is effected by the 180 ° phase-shifted double piston pump 17.
  • the oscillation amplitude of the tamping 2 as a function of impact force is adjustable by a proportional pressure relief valve 18. By this optionally also the stuffing picking vibration can be interrupted without having to switch off the drive of the double piston pump 17.
  • the outer cylinder 12 of the vibration exciter 8 has in the region of the sliding surface 11 of the spacer ring 15 an outlet opening 19 for emerging from the two fluid channels 14 leak oil, which is supplemented via a feed line 20.
  • the intensively heating oil can be continuously renewed by the vibrations.
  • the two mutually facing fluid channels 14 of the two vibration exciter 8 on the one hand and the two fluid channels 14 facing away from each other on the other hand each acted upon by a common supply line 16.
  • the vibration amplitude is proportional to the load pressure (vibration resistance).
  • a so-called asynchronous plugging is produced (with the effect that a higher amplitude is established on the side with lower vibration resistance).
  • a in Fig. 4 apparent variant of the two supply lines 16 of the vibration exciter 8 by the double piston pump 17 and the other each acted upon by a hydraulic accumulator 21.
  • This designed as a diaphragm or piston accumulator hydraulic spring is defined by the gas filling and preload pressure.
  • any known type of generation of a pulsating fluid flow for the vibration exciter 8 can be used. It could e.g. Instead of the piston pump, a preferably directly attached to the vibration exciter 8 Proportional valve are provided.
  • the spacer ring 15 is connected to the outer cylinder 12, while the fluid channel 14 is provided in the inner cylinder 10 or Beistellantrieb 3.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stopfaggregat zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises, mit einem höhenverstellbar auf einem Aggregatrahmen gelagerten Pickelträger, auf dem jeweils durch einen hydraulischen, eine Zylinderachse aufweisenden und mit einem Vibrationserreger verbundenen Beistellantrieb zueinander verschwenkbare Stopfpickel gelagert sind.
  • Stopfaggregate zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises sind bereits vielfach bekannt, wie z. B. durch US 4 240 352 , AT 339 358 , EP 0 331 956 oder US 4 068 595 . Die auf die Stopfpickel einwirkenden Vibrationen des Vibrationserregers können entweder durch eine Exzenterwelle oder durch hydraulische Impulse in einem Linearantrieb erzeugt werden, der gleichzeitig auch die Beistellbewegungen der Stopfpickel ausführt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung eines Stopfaggregates der eingangs genannten Art, mit dem eine verbesserte Vibration der Stopfpickel möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Stopfaggregat der gattungsgemäßen Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst.
  • Ein derartiger Vibrationserreger auf hydraulischer Basis hat den Vorteil, dass funktionell eine klare Trennung zwischen der Vibrationserzeugung einerseits und der Beistellbewegung für die Stopfpickel andererseits erzielbar ist. Außerdem ist ein vereinfachter Steuerungsaufwand für die Vibrationserzeugung möglich.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnungsbeschreibung.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Beistellantriebe sowie Vibrationserreger aufweisenden Stopfaggregates, Fig. 2 bis 4 jeweils vereinfachte Darstellungen eines Vibrationserregers mit hydraulischem Schaltplan und Fig. 5 eine weitere Variante eines Beistellantriebes.
  • Ein in Fig. 1 dargestelltes Stopfaggregat 1 zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises weist zwei Stopfpickel 2 auf, die jeweils mithilfe eines Beistellantriebes 3 für eine Schotterverdichtung zangenartig zueinander bewegbar sind. Jeder Stopfpickel 2 ist um eine Schwenkachse 4 verschwenkbar auf einem relativ zu einem Aggregatrahmen 5 höhenverstellbaren Pickelträger 6 gelagert. Jedem eine Zylinderachse 7 aufweisendem Beistellantrieb 3 ist ein hydraulisch basierter Vibrationserreger 8 zur Erzeugung von einer Beistellbewegung der Stopfpickel 2 überlagerten Vibrationen zugeordnet. Der Beistellantrieb 3 ist um eine Lagerachse 9 schwenkbar am Pickelträger 6 befestigt.
  • Ein in Fig. 2 dargestellter Querschnitt des Beistellantriebes 3 zeigt einen zur Zylinderachse 7 koaxial angeordneten Innenzylinder 10 des Vibrationserregers 8, der in dieser speziellen Ausführungsvariante der Erfindung gleichzeitig auch als - aus Hydraulikzylinder und Zylinderkolben zusammengesetzter - Beistellantrieb 3 dient. Der Innenzylinder 10 (bzw. der Beistellantrieb 3) ist über Gleitflächen 11 in der Achsrichtung 7 verschiebbar in einem Außenzylinder 12 gelagert.
  • Zwischen zwei in Richtung der Zylinderachse 7 (Achsrichtung) voneinander distanzierten Gleitflächen 11 ist eine ringförmige Vertiefung 13 im Außenzylinder 12 vorgesehen. Ein diese ringförmige Vertiefung 13 in zwei - bezüglich der Achsrichtung 7 voneinander distanzierte - Fluidkanäle 14 unterteilender Distanzring 15 ist mit dem Innenzylinder 10 verbunden. Die beiden Fluidkanäle 14 sind für eine Vibrationserregung des Innenzylinders 10 (d.h. des Beistellantriebes 3) durch Versorgungsleitungen 16 abwechselnd hydraulisch beaufschlagbar (die für die Beistellbewegung des Beistellantriebes 3 erforderlichen Versorgungsleitungen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt).
  • Mit der angedeuteten Lagerachse 9 ist der Außenzylinder 12 des Vibrationserregers 8 direkt (und damit der Beistellantrieb 3 indirekt) am Pickelträger 6 angelenkt. Die abwechselnde Beaufschlagung der beiden je mit den Versorgungsleitungen 16 verbundenen Fluidkanäle 14 erfolgt durch eine um 180° phasenverschobene Doppelkolbenpumpe 17.
  • Eine Schwingungsamplitude der Stopfpickel 2 ist durch ein Hubvolumen H der Doppelkolbenpumpe 17 und das Volumen der beiden Fluidkanäle 14 definiert. Eine Änderung des Hubvolumens H ist durch eine Verstellung des Exzenterweges an der Doppelkolbenpumpe 17 möglich. Die Vibrations-Frequenz der Stopfpickel 2 entspricht der Hubfrequenz der Doppelkolbenpumpe 17 (bzw. Drehzahl n einer Exzenterwelle). Die VibrationsFrequenz ist durch Ändern der Exzenterwellen-Drehzahl von 0 bis 60 Hz einstellbar. Hub und Rückhub des Innenzylinders 10 (bzw. Beistellantriebes 3) erfolgt durch die 180° phasenverschobene Doppelkolbenpumpe 17. Die Schwingungsamplitude der Stopfpickel 2 als Funktion der Schlagkraft ist durch ein Proportional-Druckbegrenzungsventil 18 einstellbar. Durch dieses kann wahlweise auch die Stopfpickelvibration unterbrochen werden, ohne dafür den Antrieb der Doppelkolbenpumpe 17 abschalten zu müssen.
  • In der hier dargestellten Ausführungsvariante eines "Kombinationszylinders" lassen sich die Funktionen "Stopfpickelbeistellung" und "Stopfpickelvibration" in kompakter Bauweise sowie unter Einhaltung branchenüblicher Einbaumaße von Beistellzylindern in Stopfaggregaten problemlos vereinen.
  • Der Außenzylinder 12 des Vibrationserregers 8 weist im Bereich der Gleitfläche 11 des Distanzringes 15 eine Auslaßöffnung 19 für aus den beiden Fluidkanälen 14 austretendes Lecköl auf, das über eine Speiseleitung 20 ergänzt wird. Damit kann das sich durch die Vibrationen intensiv erwärmende Öl laufend erneuert werden.
  • Wie in einer durch Fig. 3 dargestellten Variante ersichtlich, sind die beiden einander zugekehrten Fluidkanäle 14 der beiden Vibrationserreger 8 einerseits und die beiden voneinander abgewandten Fluidkanäle 14 andererseits jeweils durch eine gemeinsame Versorgungsleitung 16 beaufschlagbar. Durch diese entsteht ein Druckausgleich zwischen den Vibrationsantrieben. Damit stellt sich die Vibrationsamplitude proportional zum Lastdruck (Vibrationswiderstand) ein. Folglich entsteht ein sogenanntes asynchrones Stopfen (mit dem Effekt, dass sich auf der Seite mit geringerem Vibrationswiderstand eine höhere Amplitude einstellt).
  • Gemäß einer in Fig. 4 ersichtlichen Ausführungsvariante ist von den beiden Versorgungsleitungen 16 des Vibrationserregers 8 eine durch die Doppelkolbenpumpe 17 und die andere je durch einen Hydraulikspeicher 21 beaufschlagbar. Diese als Membran- oder Kolbenspeicher ausgeführte hydraulische Feder ist über den Gasfüll- und Vorspanndruck definiert.
  • Prinzipiell kann natürlich jede bekannte Art der Erzeugung eines pulsierenden Fluidstromes für den Vibrationserreger 8 verwendet werden. Es könnte z.B. anstelle der Kolbenpumpe ein vorzugsweise direkt am Vibrationserreger 8 befestigtes Proportionalventil vorgesehen werden.
  • Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Variante ist der Distanzring 15 mit dem Außenzylinder 12 verbunden, während der Fluidkanal 14 im Innenzylinder 10 bzw. Beistellantrieb 3 vorgesehen ist.

Claims (10)

  1. Stopfaggregat (1) zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises, mit einem höhenverstellbar auf einem Aggregatrahmen (5) gelagerten Pickelträger (6), auf dem jeweils durch einen hydraulischen, eine Zylinderachse (7) aufweisenden und mit einem Vibrationserreger (8) verbundenen Beistellantrieb (3) zueinander verschwenkbare Stopfpickel (2) gelagert sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) ein zur Zylinderachse (7) koaxial angeordneter Innenzylinder (10) des Vibrationserregers (8) ist über Gleitflächen (11) in einer Achsrichtung (7) verschiebbar in einem Außenzylinder (12) gelagert,
    b) zwischen zwei in der Achsrichtung (7) voneinander distanzierten Gleitflächen (11) ist eine ringförmige Vertiefung (13) vorgesehen,
    c) ein die ringförmige Vertiefung (13) in zwei - bezüglich der Achsrichtung (7) voneinander distanzierte - Fluidkanäle (14) unterteilender Distanzring (15) ist wahlweise mit dem Innen- oder dem Außenzylinder (10, 12) verbunden,
    d) die beiden Fluidkanäle (14) sind für eine Vibrationserregung abwechselnd durch Versorgungsleitungen (16) hydraulisch beaufschlagbar.
  2. Stopfaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenzylinder (10) des Vibrationserregers (8) durch den für die Verschwenkung der Stopfpickel (2) vorgesehenen Beistellantrieb (3) gebildet ist.
  3. Stopfaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenzylinder (12) im Bereich einer Gleitfläche (11) des Distanzringes (15) eine Auslaßöffnung (19) für aus den Fluidkanälen (14) austretendes Lecköl aufweist.
  4. Stopfaggregat nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenzylinder (12) des Vibrationserregers (8) um eine parallel zu einer Schwenkachse (4) des Stopfpickels (2) verlaufende Lagerachse (9) schwenkbar am Pickelträger (6) befestigt ist.
  5. Stopfaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abwechselnde Beaufschlagung der beiden je mit einer hydraulischen Versorgungsleitung (16) verbundenen Fluidkanäle (14) durch eine Hydraulikpumpe in Form einer um 180° phasenverschobenen Doppelkolbenpumpe (17) erfolgt.
  6. Stopfaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Versorgungsleitung (16) ein Proportional-Druckbegrenzungsventil (18) zugeordnet ist.
  7. Stopfaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass - bezüglich eines durch zwei zueinander beistellbare Stopfpickel (2) gebildeten Stopfpickelpaares - jedem Stopfpickel (2) ein eigener Vibrationserreger (8) zugeordnet ist.
  8. Stopfaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkanäle (14) beider Vibrationserreger (8) durch eine gemeinsame Doppelkolbenpumpe (17) beaufschlagbar sind.
  9. Stopfaggregat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander zugekehrten Fluidkanäle (14) der beiden Vibrationserreger (8) einerseits und die beiden voneinander abgewandten Fluidkanäle (14) andererseits jeweils durch eine gemeinsame Versorgungsleitung (16) beaufschlagbar sind.
  10. Stopfaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden Versorgungsleitungen (16) eines Vibrationserregers (8) eine durch die Doppelkolbenpumpe (17) und die andere durch einen Hydraulikspeicher (21) beaufschlagbar ist.
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