EP3853415A1 - Vorrichtung zum reprofilieren und entgraten von schienen - Google Patents

Vorrichtung zum reprofilieren und entgraten von schienen

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EP3853415A1
EP3853415A1 EP19782899.9A EP19782899A EP3853415A1 EP 3853415 A1 EP3853415 A1 EP 3853415A1 EP 19782899 A EP19782899 A EP 19782899A EP 3853415 A1 EP3853415 A1 EP 3853415A1
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EP
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tool
rails
movement
carrier
translational movement
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Sven KUMMER
Sergei KOOP
Karsten CESCHIA
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Goldschmidt Holding GmbH
Original Assignee
Goldschmidt Holding GmbH
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Publication date
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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
    • E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/12—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
    • E01B31/17—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails by grinding

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • a device intended for machining rail connections, in this case for removing weld metal excesses is known, for example, from WO 2011/059395 A1.
  • an inner frame carrying a grinding tool with a drive is held in an outer frame so as to be pivotable about an axis extending axially parallel to the rail connection to be treated.
  • the pivot axis defined in this way is located above the rail head of the
  • the outer frame is supported by support rollers on the rail head area of one of the two rails of a track and can be moved along the rail connection.
  • a rotary feed movement of the grinding tool carried by the inner frame is set up.
  • the grinding tool is also arranged to be deliverable in the direction of the rail profile, all of these infeed movements being numerically controllable. No further delivery movements are planned.
  • the cylindrical grinding tool shown by way of example in connection with the disclosed infeed movements is not to be considered optimal, so that the largest possible contact surface on the rail profile to be machined cannot always be represented.
  • a comparatively complicated system of support rollers is required, which partially engage under the rail head.
  • relatively large masses, namely the entire inner frame have to be moved to represent the rotary feed movement.
  • a further comparable device also intended for machining a rail head profile, is described in AT 13916 U1.
  • an outer frame is provided on the laterally opposite rails of a track, which can be moved in their longitudinal direction and in which the grinding tool can be adjusted vertically and horizontally, namely in the direction of the rail head to be machined.
  • the feed movements are characterized by spindle drives and can be carried out manually. However, a considerable amount of construction is required for the technical representation of these infeed movements. a. through long spindles in order to be able to provide the required movement ranges.
  • Essential to the invention here is the technical representation of the infeed movements, which was carried out with the aim of achieving stable and highly precise movements
  • the frame-like carrier which is designed to represent a translatory horizontal movement, can be designed like a drawer and can be mounted on both sides with little or no play in special guides of the outer frame. In this way, the carrier is guided very precisely and thus this horizontal feed movement. It is also essential to the invention that two circular arc-shaped guides, spaced apart from one another, are provided on the carrier to represent the rotary movement, through which the Tool slide and thus the tool carried by it also experiences a very precise and resilient guidance for this movement component.
  • the tool slide is arranged between said guides. This enables the reaction forces arising from the machining process to be transferred symmetrically to the carrier and thus to the outer frame.
  • a displaceable support structure is provided on the tool slide, which can be guided like a drawer on both sides and is designed as a support for the tool. Precise guidance is thus also set up for this infeed movement.
  • claims 4 and 5 are directed to the more detailed design of the elements intended to represent the rotary movement.
  • a fixed tooth profile is arranged on the guides mentioned, which is in engagement with a drivable toothed or sprocket.
  • the braking device according to the features of claim 6 serves to secure the working position of the tool slide during the machining of a
  • the outer frame is supported by wheels on the rails.
  • the wheels are expediently equipped with a
  • the device according to the invention provides a device which, in addition to a precise alignment of the infeed movements, enables versatile adaptation options to a rail head profile to be machined, high profile coverage and thus efficient reprofiling.
  • the invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing figures. Show it:
  • Figure 1 is a perspective view of the device according to the invention in the working position.
  • Figure 3 is an isolated perspective view of the pivoting mechanism of the device in the other end position.
  • Fig. 4 is an isolated perspective view of the tool carriage of the
  • FIG. 5 shows a plan view of the tool slide V of FIG. 4 on the order side
  • Fig. 6 is a sectional view of the device corresponding in a vertical plane.
  • FIG. 1 in FIG. 1 is a track, on the rails 2, 3 of which the device is supported on wheels 4 on both sides.
  • the device consists of an approximately rectangular outer frame 7, at the four corners of which the wheels 4 are each mounted.
  • a drawer-like carrier 6 is accommodated to be horizontally displaceable.
  • the globally rectangular carrier 6 in plan view is supported on both sides in the frame 7 and in this way is guided precisely and in accordance with the stress.
  • the carrier 6 is - transversely to the longitudinal direction of the rails 2, 3 spaced in the longitudinal direction - provided with two circular guides 8, 9, which extend parallel to each other in vertical planes and each serve to support a roller chain 10, 11.
  • the carrier 6 can be displaced in the frame 7 by means of a drive 17 in order to show a feed movement in the direction of the arrows 5.
  • the drive 17 can be a hydraulic drive.
  • Each roller chain 10, 11 is in engagement with a sprocket 12, which is operatively connected to a drive arranged on a tool slide 13, the tool slide 13 being pivotally mounted about an ideal horizontal axis 14 relative to the carrier 6.
  • the system of the guides 8, 9 thus forms circular paths around a pivot point, which is represented by the ideal axis 14 on the carrier 6.
  • a braking device 18 is provided, which is automatically released during an understanding along the said circular path.
  • the braking device 18 is designed, for example, as a hydraulic brake, but others
  • two cylindrical abrasive carriers 15 can be driven to rotate about an axis which extends in the direction of the rail head to be machined.
  • the feed movement of the abrasive carrier 15 ideally takes place in the direction of a virtual pole. To represent the infeed movement in the direction of the
  • the tool slide 13 is provided with a carrier structure 20, via which the abrasive carrier 15 is advanced in this direction.
  • the tool slide 13 comprises the rotary drive of the abrasive carrier 15 and a drive for the purpose of displaying a feed movement in the direction of the axis mentioned, thus the arrows 16.
  • a control is provided for the coordination of the infeed movements of the abrasive medium carrier 15, so that partially or even fully automatic operation is possible.
  • 19 denotes a rod-shaped support for a luminous or signal body.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Reprofilieren und Entgraten von Schienen (2, 3) besteht aus einem auf die Schienen (2, 3) beidseitig aufsetzbaren Rahmen, in dem ein Werkzeug in Richtung auf die Schienen (2,3) hin zwecks Bearbeitung zustellbar gehalten ist. Zustellbewegungen sind in der Form einer ersten translatorischen Bewegung in Achsrichtung des Werkzeugs, einer zweiten translatorischen Bewegung in der Horizontalebene und einer dritten rotatorischen Bewegung um eine sich parallel zur Schienenlängsrichtung erstreckende Achse eingerichtet. Zur Darstellung der zweiten translatorischen Bewegung ist in dem äußeren Rahmen ein rahmenartiger Träger (6) in Richtung der Pfeile (5) gleitfähig gelagert, wobei zur Darstellung der genannten rotatorischen Bewegung ein das Werkzeug tragender Werkzeugschlitten entlang zweier kreisbogenförmiger, sich in zueinander beabstandeten parallelen Vertikalebenen erstreckenden, auf dem Träger angeordneten Führungen bewegbar ist, hierbei eine Schwenkbewegung um die sich parallel zu der Schienenlängsrichtung erstreckende Achse bewirkend.

Description

Vorrichtung zum Reprofilieren und Entgraten von Schienen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine zur Bearbeitung von Schienenverbindungen, hier zum Entfernen von Schweiß- gutüberständen bestimmte Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2011/059395 A1 bekannt. Hierbei ist ein, ein Schleifwerkzeug mit einem Antrieb tragender innerer Rahmen um eine sich achsparallel zu der zu behandelnden Schienenverbindung erstreckende Achse in einem äußeren Rahmen schwenkbar gehalten. Die so definierte Schwenkachse befindet sich oberhalb des Schienenkopfes der
Schienenverbindung. Der äußere Rahmen ist über Stützrollen am Schienenkopfbe- reich der einen der beiden Schienen eines Gleises abgestützt und entlang der Schienenverbindung bewegbar. In einer Ebene senkrecht zu der Längsrichtung der Schienenverbindung, und zwar entlang einer halbkreisförmigen, mit dem äußeren Rahmen in fester Verbindung stehenden Führung ist eine rotatorische Zustellbe- wegung des durch den inneren Rahmen getragenen Schleifwerkzeugs eingerichtet. Das Schleifwerkzeug ist ferner in Richtung auf das Schienenprofil hin zustellbar angeordnet, wobei sämtliche dieser Zustellbewegungen numerisch steuerbar sind. Weitere Zustellbewegungen sind nicht vorgesehen. Als nicht optimal ist bei dieser Vorrichtung das beispielhaft gezeigte zylindrische Schleifwerkzeug in Verbindung mit den offenbarten Zustellbewegungen anzusehen, so dass nicht immer eine an sich erwünschte größtmögliche Anlagefläche an dem zu bearbeitenden Schienenprofil darstellbar ist. Zur Darstellung einer stabilen Position der Vorrichtung während eines Bearbeitungsvorgangs ist ein vergleichsweise kompliziertes System von Stützrollen erforderlich, welche den Schienenkopf zum Teil untergreifen. Schließlich sind zur Darstellung der rotatorischen Zustellbewegung relativ umfangreiche Massen, nämlich der komplette innere Rahmen zu bewegen.
BESTATIGUNGSKOPIE Eine weitere vergleichbare, ebenfalls zum Bearbeiten eines Schienenkopfprofils be- stimmte Vorrichtung ist in dem AT 13916 U1 beschrieben. Hierbei ist ein äußeres, auf den seitlich einander gegenüberliegenden Schienen eines Gleises in deren Längsrichtung verfahrbar angeordnetes Rahmengestell vorgesehen, in dem das Schleifwerkzeug vertikal und horizontal, nämlich in Richtung auf den zu bearbeiten- den Schienenkopf hin zustellbar angeordnet ist. Darüber hinaus ist eine weitere Zustellbewegung entlang bogenförmiger Schlitze in einer Horizontalebene
eingerichtet. Die Zustellbewegungen sind durch Spindeltriebe gekennzeichnet und manuell bewirkbar. Für die technische Darstellung dieser Zustellbewegungen wird jedoch ein beträchtliches Bauvolumen benötigt, bedingt u. a. durch lange Spindeln, um die benötigten Bewegungsbereiche bereit stellen zu können.
Die aus diesem Stand der Technik ersichtlichen Zustellbewegungen der Bearbei- tungswerkzeuge sind nicht als optimal anzusehen, da eine größtmögliche Anlagefläche des Werkzeugs an der zu bearbeitenden Schienenoberfläche im Bereich des Schienenkopfes nicht in allen Fällen gegeben ist, zumindest verbesserungsbedürftig erscheint.
Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der ein- gangs bezeichneten Art zu entwerfen, welche einen größtmöglichen Bewegungs- raum eines beispielsweise zylindrischen Schleifwerkzeugs eröffnet und damit insbesondere eine optimale Positionierung am Schienenkopf erlaubt. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungs- teils des Anspruchs 1.
Erfindungswesentlich ist hierbei die technische Darstellung der Zustellbewegungen, welche mit dem Ziel erfolgt ist, stabile und höchst präzise Bewegungen zu
generieren. Der rahmenartige, zur Darstellung einer translatorischen horizontalen Bewegung eingerichtete Träger kann schubladenartig ausgebildet und beidseitig spielarm bzw. spielfrei in besonderen Führungen des äußeren Rahmens gelagert sein. Auf diese Weise ist eine sehr genaue Führung des Trägers und damit dieser horizontalen Zustellbewegung gegeben. Erfindungswesentlich ist ferner, dass zur Darstellung der rotatorischen Bewegung zwei voneinander beabstandete kreis bogenförmige Führungen auf dem Träger vorgesehen sind, durch die der Werkzeugschlitten und damit das von diesem getragene Werkzeug auch für diese Bewegungskomponente eine sehr genaue und belastbare Führung erfährt.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ist der Werkzeugschlitten zwischen den genannten Führungen angeordnet. Dies ermöglicht eine symmetrische Übertragung der aus dem Bearbeitungsprozess entstehenden Reaktionskräfte auf den Träger und damit den äußeren Rahmen.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 eine auf dem Werkzeugschlitten ange- ordnete verschiebbare Trägerstruktur vorgesehen, welche beidseitig schubladenartig geführt werden kann und als Träger des Werkzeugs ausgestaltet ist. Auch für diese Zustellbewegung ist somit eine präzise Führung eingerichtet.
Die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 sind auf die nähere konstruktive Ausgestal- tung der zur Darstellung der rotatorischen Bewegung bestimmten Elemente ge- richtet. Auf den genannten Führungen ist in jedem Fall ein ortsfestes Verzahnungs- profil angeordnet, welches mit einem antreibbaren Zahn- oder Kettenrad im Eingriff steht.
Die Bremsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 dient der Sicherung der Arbeitsposition des Werkzeugschlittens während der Bearbeitung eines
Schienenkopfprofils.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 ist der äußere Rahmen über Laufräder auf den Schienen aufgelagert. Zweckmäßigerweise sind die Laufräder mit einer
Feststellbremse ausgerüstet, um die Position der Vorrichtung in der
Bearbeitungsstellung zu sichern.
Man erkennt anhand der vorstehenden Ausführungen, dass mit der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung ein Gerät zur Verfügung gestellt wird, welches neben einer geauen Ausrichtung der Zustellbewegungen vielseitige Anpassungsmöglichkeiten an ein zu bearbeitendes Schienenkopfprofil, eine hohe Abdeckung des Profils und somit ein effizientes Reprofilieren ermöglicht. Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungsfiguren näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Arbeitsstellung;
Fig.2 eine isolierte perspektivische Darstellung des Schwenkmechanismus der Vorrichtung in der einen Endlage;
Fig. 3 eine isolierte perspektivische Darstellung des Schwenkmechanismus der Vorrichtung in der anderen Endlage;
Fig. 4 eine isolierte perspektivische Darstellung des Werkzeugschlittens der
Vorrichtung;
Fig. 5 eine ebene Darstellung einer orderseitigen Ansicht des Werkzeugschlittens V der Fig. 4;
Fig. 6 eine Schnittansicht der Vorrichtung entsprechend in einer Vertikalebene.
Mit 1 ist in Fig. 1 ein Gleis bezeichnet, auf dessen Schienen 2, 3 die Vorrichtung über Laufräder 4 beidseitig aufgelagert ist. Die Vorrichtung besteht aus einem in etwa rechteckigen äußeren Rahmen 7, an dessen vier Ecken die Laufräder 4 jeweils gelagert sind.
In dem Rahmen 7, in einer Richtung der Pfeile 5 quer zu der Längserstreckung der Schienen 2, 3 ist ein schubladenartiger Träger 6 horizontal verschiebbar aufge- nommen. Der in der Draufsicht global rechteckige Träger 6 ist beidseitig in dem Rahmen 7 gelagert und erfährt auf diese Weise eine genaue und beanspruchungs- gerechte Führung. Der Träger 6 ist - quer zu der Längsrichtung der Schienen 2, 3 in deren Längsrichtung beabstandet - mit zwei kreisbogenartigen Führungen 8, 9 versehen, die sich parallel zueinander in vertikalen Ebenen erstrecken und jeweils der Lagerung einer Rollenkette 10, 11 dienen. Der Träger 6 ist in dem Rahmen 7 mittels eines Antriebs 17 zwecks Darstellung ei- ner Vorschubbewegung in Richtung der Pfeile 5 verschiebbar. Der Antrieb 17 kann ein hydraulischer Antrieb sein.
Jede Rollenkette 10, 11 steht mit einem Kettenrad 12 im Eingriff, welches mit einem, auf einen Werkzeugschlitten 13 angeordneten Antrieb in Wirkverbindung steht, wo- bei der Werkzeugschlitten 13 um eine ideelle horizontale Achse 14 gegenüber dem Träger 6 schwenkbar gelagert ist. Das System der Führungen 8, 9 bildet somit Kreisbahnen um einen Drehpunkt, der durch die ideelle Achse 14 auf dem Träger 6 dargestellt ist.
Zur Sicherung der Arbeitsposition des Werkzeugschlittens 13 unter Arbeitsbelastung während der Bearbeitung der Schienen 2, 3, insbesondere des jeweiligen Schienen- kopfes ist eine Bremsvorrichtung 18 vorgesehen, die automatisch während eines Verstehens entlang der genannten Kreisbahn gelöst wird. Die Bremsvorrichtung 18 ist beispielsweise als hydraulische Bremse ausgebildet, wobei jedoch andere
Techniken nicht ausgeschlossen werden.
An dem, der zu bearbeitenden Schiene 3 zugekehrten Ende des Werkzeugschlittens 13 sind zwei zylindrische Schleifmittelträger 15 um eine Achse drehend antreibbar, die sich in Richtung auf den zu bearbeitenden Schienenkopf hin erstreckt. Die Zustellbewegung der Schleifmittelträger 15 erfolgt idealerweise in Richtung eines virtuellen Poles. Zur Darstellung der Zustellbewegung in Richtung auf den
Schienenkopf hin ist der Werkzeugschlitten 13 mit einer Trägerstruktur 20 versehen, über welche der Vorschub der Schleifmittelträger 15 in dieser Richtung erfolgt. Der Werkzeugschlitten 13 umfasst den Drehantrieb der Schleifmittelträger 15 sowie einen Antrieb zwecks Darstellung einer Vorschubbewegung in Richtung der genannten Achse, somit der Pfeile 16.
Somit sind für die Bearbeitung des Schienenkopfes drei Zustellbewegungen des Schleifmittelträgers 15 eingerichtet, nämlich eine rotatorische um die Achse 14, eine erste translatorische in Richtung der Pfeile 5 in einer Horizontalebene und eine zweite translatorische in Richtung der Pfeile 16, somit in Richtung auf den
Schienenkopf hin. Für die Koordinierung der Zustellbewegungen des Schleifmittelträgers 15 ist eine Steuerung vorgesehen, so dass ein teil- oder auch ein vollautomatischer Betrieb möglich ist.
Schließlich ist mit 19 ein stabförmiger Träger für einen Leucht- oder Signalkörper bezeichnet.
Bezugszeichenliste:
1 Gleis
2 Schiene
3 Schiene
4 Laufrad
5 Richtung
6 Träger
7 Rahmen
8 Führung
9 Führung
10 Rollenkette
1 1 Rollenkette
12 Kettenrad
13 Werkzeugschlitten
14 Achse
15 Schleifmittelträger
16 Pfeile
17 Antrieb
18 Bremsvorrichtung
19 Träger
20 Trägerstruktur

Claims

A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Schienen (2, 3), mit einem auf die Schienen beidseitig aufsetzbaren äußeren Rahmen (7), in dem ein Werkzeug in Rich- tung auf die Schienen hin zwecks Bearbeitung zustellbar gehalten ist, wobei die Zustellbewegungen quer zu der Längserstreckung der Schienen (2, 3) eingerichtet sind und eine erste translatorische Bewegung in Achsrichtung des Werkzeugs, eine zweite translatorische Bewegung in der Horizontalebe- ne und eine rotatorische Bewegung um eine sich parallel zu der Schienen- längsrichtung erstreckende Achse (14) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der zweiten translatorischen Bewegung in dem äußeren Rahmen (7) ein rahmenartiger Träger (6) in Richtung der Pfeile (5) gleitfähig gelagert ist und dass zur Darstellung der rotatorischen Bewegung ein das Werkzeug tragender Werkzeugschlitten (13) entlang zweier kreisbogenförmiger, sich in zueinander beabstandeten parallelen Vertikalebenen erstrecken- den, auf dem Träger (6) angeordneten Führungen (8, 9) bewegbar ist, hierbei eine Schwenkung um die Achse (14) bewirkend.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeug- schlitten (13) zwischen den Führungen (8, 9) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dar- stellung der ersten translatorischen Bewegung auf dem Werkzeugschlitten (13) eine das Werkzeug tragende, in Richtung der Werkzeugachse
verschiebbare Trägerstruktur (20) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (8, 9) jeweils ein fest angeordnetes Verzahnungsprofil trägt, das mit einem antreibbarem Zahnrad zwecks Darstellung der rotatorischen Bewegung im Eingriff steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzah- nungsprofil durch eine fest angeordnete Rollenkette (10, 11) und das Zahnrad durch ein Kettenrad (12) gebildet wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung des Werkzeugschlittens (13) unter Arbeitsbelastung eine Bremsvorrichtung (18) vorgesehen ist, deren Eingriff bei Einleiten einer Verstellbewegung automatisch lösbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Rahmen über Laufräder (4) auf beiden ein- ander gegenüberliegenden Schienen (2, 3) eines Gleises (1) auflagerbar ist. .
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