EP3743560B1 - Stopfaggregat für eine gleisstopfmaschine - Google Patents

Stopfaggregat für eine gleisstopfmaschine Download PDF

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EP3743560B1
EP3743560B1 EP19701951.6A EP19701951A EP3743560B1 EP 3743560 B1 EP3743560 B1 EP 3743560B1 EP 19701951 A EP19701951 A EP 19701951A EP 3743560 B1 EP3743560 B1 EP 3743560B1
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EP
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tamping
hydraulic cylinder
hydraulic
vibration
valve part
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Bernhard Lichtberger
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HP3 Real GmbH
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HP3 Real GmbH
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/363—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air
    • B07C5/367—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a plurality of separation means
    • B07C5/368—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a plurality of separation means actuated independently
    • 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 tamping unit for a track tamping machine with tamping tool pairs designed as rocking levers, which tamping tool pairs are designed as rocking levers and which are arranged on a tamping unit frame in a height-adjustable manner Tamping tools of a tamping tool pair, a hydraulic cylinder and, if necessary, a displacement sensor for determining the hydraulic cylinder position are assigned and the hydraulic cylinders form both the linear auxiliary drive and the vibration drive of the tamping tools, and electro-hydraulic valves are provided for controlling the hydraulic cylinders, which include a mechanical hydraulic cylinder control valve part and associated valve electronics, wherein the valve electronics are mounted in a vibration-damped manner with respect to the hydraulic cylinder by means of a vibration damper.
  • Such a device is from CN 102031734 A known.
  • the auxiliary drives effective as linear drives are designed in such a way that they not only perform a linear auxiliary movement, but at the same time also in one of the AT 339 358 , the EP 0 331 956 or the U.S. 4,068,595 known way to generate the vibration required for the tampon. This means that the speed, the vibration amplitude, its shape and the frequency can be specified.
  • valve electronics and the mechanical hydraulic cylinder control valve part can also be mounted individually or jointly with respect to the hydraulic cylinder in a vibration-damped manner by means of vibration dampers.
  • One possible embodiment of the invention is to arrange the valve electronics and, if necessary, the mechanical hydraulic cylinder control valve part at a distance from the hydraulic cylinder, and accordingly to dampen vibrations.
  • a hydraulic accumulator is arranged in a hydraulic pressure supply line to the mechanical hydraulic cylinder control valve part and / or if a hydraulic accumulator is installed in a hydraulic tank return line from the mechanical hydraulic cylinder control valve part. In this way, wear-promoting pressure peaks can be reduced.
  • a valve constructed separately from the hydraulic cylinder also has the advantage according to the invention that a simple, inexpensive cylinder of smaller construction can be used. The construction of hydraulic accumulators in the immediate vicinity of the hydraulic control valve reduce the pressure peaks in the hydraulic lines and thus also the stresses on the hydraulic control valve, the seals, the fittings and the hydraulic lines themselves.
  • Fig. 1 shows a fully hydraulic linear tamping drive.
  • the hydraulic cylinder 11 has bores embedded in the cylinder body, which act as hydraulic supply lines 20 and which are supplied directly from the attached valve 25 via connections A, B.
  • Via a hydraulic pressure supply line P coming from a hydraulic pump hydraulic fluid under pressure is supplied to the control valve 25, which is returned to a hydraulic tank via a hydraulic tank return line T.
  • a hydraulic accumulator S is also arranged in the hydraulic pressure supply line P to the mechanical hydraulic cylinder control valve part 12, as is the hydraulic tank return line T.
  • a displacement sensor 17 is integrated in the hydraulic cylinder 11.
  • An embodiment as an inductive displacement sensor is shown here, a position magnet 24 being provided by means of which the deflection of the piston 21 is measured. If the cylinder chamber 23 is put under pressure P via port B, the piston moves to the left. If the pressurization of the piston changes via the valve 25 to port A, then the piston 21 moves to the other side.
  • the valve electronics (13) are mounted on the mechanical hydraulic cylinder control valve part 12 in a vibration-damped manner via vibration dampers (D).

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Stopfaggregat für eine Gleisstopfmaschine mit auf einem, in einem Stopfaggregatrahmen höhenverstellbar geführten, Träger angeordneten, als Schwinghebel ausgebildeten Stopfwerkzeugpaaren, deren zum Eintauchen in ein Schotterbett bestimmte untere Stopfpickelenden mit einem Schwingungsantrieb antreibbar und hydraulisch zueinander beistellbar sind, wobei jedem der Stopfwerkzeuge eines Stopfwerkzeugpaares ein Hydraulikzylinder und gegebenenfalls ein Wegsensor zur Bestimmung der Hydraulikzylinderstellung zugeordnet sind und die Hydraulikzylinder sowohl den linearen Beistellantrieb als auch den Schwingungsantrieb der Stopfwerkzeuge bilden und wobei zur Ansteuerung der Hydraulikzylinder elektrohydraulische Ventile vorgesehen sind, die einen mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil und eine zugeordnete Ventilelektronik umfassen, wobei die Ventilelektronik bezüglich des Hydraulikzylinders mittels Schwingungsdämpfer schwingungsgedämpft gelagert ist.
    • Stand der Technik
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der CN 102031734 A bekannt.
  • Stopfaggregate penetrieren mit Stopfwerkzeugen den Schotter eines Gleisbettes im Bereich zwischen zwei Schwellen (Zwischenfach), im Bereich des Auflagers der Schwelle im Schotter unter der Schiene und verdichten den Schotter durch eine dynamische Vibration der Stopfpickel zwischen den zueinander beistellbaren gegenüberliegenden Stopfpickeln. Stopfaggregate können in einem Arbeitszyklus eine, zwei oder mehr Schwellen stopfen ( DE 24 24 829 A , EP 1 653 003 A2 ). Gemäß der Lehre der EP 1 653 003 A2 sind die als Linearantrieb wirksamen Beistellantriebe derart ausgeführt, dass diese nicht nur eine lineare Beistellbewegung, sondern gleichzeitig auch in einer aus der AT 339 358 , der EP 0 331 956 oder der US 4 068 595 bekannten Weise die für die Stopfpickel erforderliche Vibration erzeugen. Damit können die Beistellgeschwindigkeit, die Schwingungsamplitude, deren Form und die Frequenz vorgegeben werden.
  • Die Bewegungen eines Stopfaggregates umfassen das vertikale Eintauchen der Stopfpickel in den Schotter, die Beistellbewegung bei welcher die Stopfpickelenden zueinander geschlossen werden und die überlagerte dynamische Schwingung welche die eigentliche Verdichtung der Schotterkörner bewirkt. Bekannt ist es für die Beistellbewegung Hydraulikzylinder zu verwenden, die zudem den Stopfantrieb bilden ( AT513973A ).
  • Optimale Stopffrequenzen zur Verdichtung liegen bekanntermaßen zwischen 25-40 Hz, wobei ein Eindringen der Stopfpickel in den Schotter mit höheren Frequenzen leichter möglich ist, da nur ein geringerer Eintauchstoß auftritt und damit die Beanspruchung der Lagerungen des Stopfpickelaggregates verringert werden kann.
  • Die bekannten Lösungen vollhydraulischer linearer Stopfantriebe ( AT513973A ) die eine Kombination aus Hydraulikzylinder und einem direkt am Hydraulikzylinder aufgebauten Steuerventil zur gleichzeitigen Erzeugung der Vibration und der Beistellbewegung aufweisen sind hohen durch die Vibration erzeugten Beschleunigungen ausgesetzt. Insbesondere die direkt auf dem Zylinder aufgebauten Steuerventile bzw. deren in das Ventil integrierten Ansteuerelektronik werden dadurch hoch beansprucht. Dadurch sinkt die Lebensdauer der Ventile und die Standzeit sinkt. Ein anderer Nachteil ist, dass die A-, B-Leitungen des Hydraulikventils direkt in den Zylinder als Bohrungen integriert werden müssen. Dadurch steigen die Größe und die Kosten des Spezialzylinders. Die steigende Größe der Zylinder ist ein Nachteil hinsichtlich der beengten Platzverhältnisse bei Stopfaggregaten. Außerdem treten an den Druckleitungen und Tankleitungen des Steuerventils hohe Druckschwankungen auf, die das Steuerventil zusätzlich belasten. Diese Druckspitzen beanspruchen andererseits auch die Armaturen der Hydraulikleitungen und die Hydraulikleitungen selbst. Dies resultiert in einer Verringerung der Lebensdauer als auch in der Schwierigkeit die Hydraulikverschraubungen auf Dauer dicht zu halten.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Stopfaggregate der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln derart weiterzubilden, dass die Standfestigkeit des vollhydraulischen Stopfantriebes erheblich erhöht wird.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das mechanische Hydraulikzylinderansteuerventilteil mittels Schwingungsdämpfer schwingungsgedämpft am Hydraulikzylinder angeordnet ist und/oder dass die Ventilelektronik mittels Schwingungsdämpfer schwingungsgedämpft am mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil angeordnet ist.
  • Die Ventilelektronik des Hydrauliksteuerventils ist vom (elektro-)mechanischen Teil des Hydrauliksteuerventils getrennt aufgebaut. Damit kann die Ventilelektronik am Hydraulikzylinder und/oder am mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil schwingungsgedämpft gelagert sein. Die schwingungsdämpfende Lagerung kann von entsprechenden gummielastischen Elementen, von Feder- Dämpferelementen od. dgl. gebildet sein. Mit dieser Maßnahme wird die Standfestigkeit des vollhydraulischen Stopfantriebes erheblich erhöht
  • Die Ventilelektronik und der mechanische Hydraulikzylinderansteuerventilteil können auch jeder für sich oder gemeinsam bezüglich des Hydraulikzylinders mittels Schwingungsdämpfer schwingungsgedämpft gelagert sein.
  • Eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist es, die Ventilelektronik und gegebenenfalls das mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil vom Hydraulikzylinder beabstandet, entsprechend schwingungsgedämpft anzuordnen.
  • Das mechanische Hydraulikzylinderansteuerventilteil kann auch mittels Schwingungsdämpfer schwingungsgedämpft direkt am Hydraulikzylinder angeordnet sein. Zudem besteht die Möglichkeit die Ventilelektronik mittels Schwingungsdämpfer schwingungsgedämpft direkt am mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil anzuordnen.
  • Zudem empfiehlt es sich, wenn in einer Hydraulikdruckzuführungsleitung zum mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil ein hydraulischer Speicher angeordnet ist und/oder wenn in einer Hydrauliktankrückführleitung vom mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil ein hydraulischer Speicher eingebaut ist. Damit können verschleißfördernde Druckspitzen reduziert werden. Ein getrennt vom Hydraulikzylinder aufgebautes Ventil hat zudem den erfindungsgemäßen Vorteil, dass ein einfacher kostengünstiger Zylinder kleinerer Bauweise eingesetzt werden kann. Der Aufbau von hydraulischen Speichern in unmittelbarer Nähe des Hydrauliksteuerventils reduzieren die Druckspitzen in den Hydraulikleitungen und damit auch die Beanspruchungen des Hydrauliksteuerventils, der Dichtungen, der Armaturen sowie der Hydraulikleitungen selbst. Durch die schwingungsgedämpfte Lagerung der störanfälligen Ventilelektronik wird die Fehleranfälligkeit stark reduziert.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1
    schematisch einen vollhydraulischen Stopfantrieb in teilgeschnittener Seitenansicht,
    Fig. 2
    ein nicht erfindungsgemäßes Schema eines Stopfaggregates mit vollhydraulischem Stopfantrieb und
    Fig. 3
    ein weiteres Schema eines Stopfaggregates mit vollhydraulischem Stopfantrieb.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Fig. 1 zeigt einen vollhydraulischen linearen Stopfantrieb. Der Hydraulikzylinder 11 weist in den Zylinderkörper eingebetteten Bohrungen auf, die als Hydraulikzuführungen 20 fungieren und die direkt vom angebauten Ventil 25 über Anschlüsse A, B versorgt werden. Über eine Hydraulikdruckzuführungsleitung P wird von einer Hydraulikpumpe kommend dem Steuerventil 25 unter Druck stehendes Hydraulikfluid zugeführt, das über eine Hydrauliktankrückführleitung T wieder zu einem Hydrauliktank zurückgeführt wird. In der Hydraulikdruckzuführungsleitung P zum mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil 12 ist ebenso ein hydraulischer Speicher S angeordnet, wie in der Hydrauliktankrückführleitung T.
  • In den Hydraulikzylinder 11 ist ein Wegsensor 17 integriert. Hier wird eine Ausführung als induktiver Wegsensor gezeigt, wobei ein Positionsmagnet 24 vorgesehen ist, über den die Auslenkung des Kolbens 21 gemessen wird. Wird die Zylinderkammer 23 über den Anschluss B unter Druck P gesetzt, dann bewegt sich der Kolben nach links. Wechselt die Druckbeaufschlagung des Kolbens über das Ventil 25 auf den Anschluß A, dann bewegt sich der Kolben 21 zur anderen Seite. Die Ventilelektronik (13) ist über Schwingungsdämper (D) schwingungsgedämpft am mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil 12 gelagert.
  • Fig. 2 zeigt schematisch ein Stopfaggregat 1. Das Stopfaggregat 1 für eine Gleisstopfmaschine umfasst auf einem Träger 7 angeordnete, als Schwinghebel ausgebildete Stopfwerkzeugpaare 3, deren zum Eintauchen in ein Schotterbett 4 bestimmte untere Stopfpickelenden 10 mit einem Schwingungsantrieb antreibbar und hydraulisch zueinander beistellbar sind. Jedem der Stopfwerkzeuge 3 eines Stopfwerkzeugpaares sind ein Hydraulikzylinder 11 und gegebenenfalls ein Wegsensor 17 zur Bestimmung der Hydraulikzylinderstellung zugeordnet. Der Wegsensor kann aber auch entfallen. Die Hydraulikzylinder 11 bilden sowohl den linearen Beistellantrieb als auch den Schwingungsantrieb der Stopfwerkzeuge 3. Zur Ansteuerung der Hydraulikzylinder 11 sind elektrohydraulische Ventile vorgesehen, die einen mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil 12 und eine zugeordnete Ventilelektronik 13 umfassen. Die Ventilelektronik 13 ist bezüglich des Hydraulikzylinders 11 und/oder des mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteils 12 mittels Schwingungsdämpfer D schwingungsgedämpft gelagert. Der Schwingungsdämpfer D ist im Ausführungsbeispiel als gummielastisches Lager angedeutet.
  • Beim Stopfen tauchen die Stopfpickel in den Schotter 4 eines Gleises 1 ein und verdichten den Schotter 4 unter den Schwellen 2. Die Schwellen 2 sind an den Schienen 6 befestigt. Die Stopfarme 3 sind gelenkig am Stopfkasten 7 befestigt. Der Stopfkasten 7 wird an Vertikalführungen 8 über einen Antrieb 9 auf und ab bewegt. In der Abbildung ist der mechanische Hydraulikzylinderansteuerventilteil 12 getrennt von der stoßempfindlichen Ventilelektronik 13 aufgebaut. Eine Steuer- und Regelungselektronik 14 ist mit den Wegsensoren 17 über elektrische Verbindungsleitungen 16 verbunden. Außerdem werden die Ventilelektronikteile 13 über die Steuerleitungen 15 angesteuert. Die Steuerventilteile 12 welche direkt in die Spezialzylinder 11 sind werden mit der Druckleitung P und der Tankleitung T versorgt.
  • Fig. 3 zeigt erfindungsgemäß einen schematisch im Schnitt gezeigten Hydraulikzylinder 11 der mit einem getrennt vibrationssicher montiertem Steuerventil 25 über die Hydraulikleitungen A und B verbunden ist. Das Steuerventil 25 wird über die Druckleitung P versorgt und führt über die Tankleitung T das ÖI in den Tank zurück. Mit den erfindungsgemäß aufgebauten hydraulischen Druckspeichern S werden die Druckspitzen auf den Druck- und Tankleitungen reduziert.

Claims (5)

  1. Stopfaggregat (1) für eine Gleisstopfmaschine mit auf einem, in einem Stopfaggregatrahmen höhenverstellbar geführten, Träger (7) angeordneten, als Schwinghebel ausgebildeten Stopfwerkzeugpaaren (3), deren zum Eintauchen in ein Schotterbett (4) bestimmte untere Stopfpickelenden (10) mit einem Schwingungsantrieb antreibbar und hydraulisch zueinander beistellbar sind, wobei jedem der Stopfwerkzeuge (3) eines Stopfwerkzeugpaares ein Hydraulikzylinder (11) und gegebenenfalls ein Wegsensor (7) zur Bestimmung der Hydraulikzylinderstellung zugeordnet sind und die Hydraulikzylinder (11) sowohl den linearen Beistellantrieb als auch den Schwingungsantrieb der Stopfwerkzeuge (3) bilden und wobei zur Ansteuerung der Hydraulikzylinder (11) elektrohydraulische Ventile (25) vorgesehen sind, die einen mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil (12) und eine zugeordnete Ventilelektronik (13) umfassen, wobei die Ventilelektronik (13) bezüglich des Hydraulikzylinders (11) mittels Schwingungsdämpfer (D) schwingungsgedämpft gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Hydraulikzylinderansteuerventilteil (12) mittels Schwingungsdämpfer (D) schwingungsgedämpft am Hydraulikzylinder (11) angeordnet ist und/oder dass die Ventilelektronik (13) mittels Schwingungsdämpfer (D) schwingungsgedämpft am mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil (12) angeordnet ist.
  2. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilelektronik (13) und der mechanische Hydraulikzylinderansteuerventilteil (12) bezüglich des Hydraulikzylinders (11) mittels Schwingungsdämpfer (D) schwingungsgedämpft gelagert sind.
  3. Stopfaggregat (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilelektronik (13) und gegebenenfalls das mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil (12) vom Hydraulikzylinder (11) beabstandet angeordnet sind.
  4. Stopfaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Hydraulikdruckzuführungsleitung (P) zum mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil (12) ein hydraulischer Speicher (S) angeordnet ist.
  5. Stopfaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Hydrauliktankrückführleitung (T) vom mechanischen Hydraulikzylinderansteuerventilteil (12) ein hydraulischer Speicher (S) eingebaut ist.
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