EP4343061A2 - Manual tamping machine for compacting track ballast - Google Patents

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EP4343061A2
EP4343061A2 EP24156261.0A EP24156261A EP4343061A2 EP 4343061 A2 EP4343061 A2 EP 4343061A2 EP 24156261 A EP24156261 A EP 24156261A EP 4343061 A2 EP4343061 A2 EP 4343061A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine
hand
tamping machine
handle
vibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24156261.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP4343061A3 (en
Inventor
Florian Mühlbacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Original Assignee
Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robel Bahnbaumaschinen GmbH filed Critical Robel Bahnbaumaschinen GmbH
Publication of EP4343061A2 publication Critical patent/EP4343061A2/en
Publication of EP4343061A3 publication Critical patent/EP4343061A3/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • E01B27/14—Manual tools or hand-held power tools therefor
    • 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
    • E01B27/02—Placing the ballast; Making ballastway; Redistributing ballasting material; Machines or devices therefor; Levelling means
    • E01B27/028—Compacting ballasting material; Performing ballast cores or seats for sleepers
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a hand tamping machine for compacting track ballast.
  • a hand tamping machine for compacting track ballast is known from WO 2012/139 687 A1 .
  • the hand tamping machine includes a tamping pick for penetrating the track ballast, a vibration generator, an internal combustion engine for rotating the vibration generator and handles for guiding the hand tamping machine during operation.
  • Vibration dampers act between the vibration generator and the handles.
  • the vibrations transmitted to the handles cannot be completely eliminated and are stressful for the user. Noise and exhaust emissions generated by the internal combustion engine place additional strain on the user.
  • the invention is based on the object of improving a hand-held tamping machine for compacting track ballast, in particular to increase its ease of use and to reduce the stress it places on the user.
  • a hand tamping machine has a particularly high level of operating comfort when along a shaft axis of a drive shaft, which connects the motor with the Vibration generator connects, at least one handle for guiding the hand tamping machine is arranged by at least 30% of the height of the hand tamping machine above the machine's center of gravity of the hand tamping machine and / or is arranged by at least 15% of the height of the hand tamping machine above the center of gravity of the motor.
  • the arrangement of the at least one handle above the engine's center of gravity means that the user's head can be kept particularly far away from the engine that generates noise and / or pollutants. Due to its low-lying arrangement, the motor comes closer to the vibration generator. Surprisingly, however, it was found that the engine is not necessarily exposed to higher vibration loads as a result. Rather, by arranging it closer to the machine's center of gravity, a higher inertial damping can be achieved, which means that the vibrations transmitted to the motor can even be reduced.
  • the lower center of gravity of the machine in relation to at least one handle makes it easier to control the hand tamping machine.
  • the hand-held tamping machine that penetrates the track ballast is pivoted about a horizontal axis.
  • a corresponding pivoting movement of the hand tamping machine from the vertical orientation is supported by a high center of gravity of the machine.
  • the mass to be moved by the user and thus the total energy to be applied by the user, can be reduced due to the lower machine center of gravity, which means that the user tires less quickly.
  • the longer lever arm offers better control over the hand tamping machine compared to the machine's center of gravity.
  • a particular advantage of the hand tamping machine according to the invention is that the vibrations present on the at least one handle during operation and the associated stress on the user are particularly low. Due to the particularly low arrangement of the machine's center of gravity compared to the at least one handle, a vibration node of a rigid body vibration excited by the vibration generator can be relocated particularly close to the at least one handle. The resulting vibration amplitude on the at least one handle is therefore particularly low. Circulatory disorders and muscle diseases associated with continuous vibration stress can thus be prevented.
  • the tamping pick points vertically downwards.
  • Distances in relation to the at least one handle are, unless otherwise specified, to the top of the handle.
  • the shaft axis is preferably arranged coaxially to the central longitudinal axis and/or to the vertical axis of the hand tamping machine.
  • the machine center of gravity is understood to mean the center of gravity of the hand tamping machine, particularly when the hand tamping machine is in a ready-to-use state.
  • a fuel tank of the engine is half full and a preferably replaceable ballast contact attachment is attached to the hand tamping machine.
  • Guiding the hand tamping machine during operation means holding and moving the hand tamping machine when compacting the track ballast and/or carrying the hand tamping machine to the position of the track ballast to be processed.
  • the handle device preferably has at least two, in particular exactly two or at least three, in particular at least four, of the handles.
  • the position information provided in connection with the at least one handle preferably applies to all of the handles.
  • the at least one handle can be formed by and/or attached to a support structure.
  • the respective handle comprises a vibration-damping material, in particular a plastic and/or a rubber-elastic material.
  • a power adjustment element, in particular a throttle lever, for regulating the power delivered by the engine can be arranged on the at least one handle, in particular in such a way that the user does not have to release his hand from the handle in order to operate the power adjustment element.
  • the vibration generator is arranged at least in sections in a tamping pick tube. This allows the hand tamping machine to compact the track ballast in a particularly time- and energy-efficient manner.
  • the vibration generator can have an unbalanced mass arranged eccentrically to the shaft axis, in particular completely within the tamping pick, in particular within a tamping pick tube. As a result, the vibration excitation can take place particularly close to the track ballast, whereby the kinetic energy used can be transferred to the track ballast largely without loss.
  • the vibration excitation of the at least one handle and the motor is, however, reduced.
  • the tamping pick preferably comprises an attachment support and a gravel contact attachment that can be detachably attached to the attachment support.
  • the ballast contact attachment which is exposed to high stress due to contact with the track ballast, can therefore be easily replaced.
  • the tamping pick in particular the attachment support, is preferably hollow, in particular tubular.
  • the attachment support can be designed as a tamping pick tube.
  • the vibration generator is arranged at least in sections within the tamping pick tube or tubular tamping pick.
  • An unbalanced mass of the vibration generator can be arranged completely within the tamping pick tube and/or can be completely overlapped by the tamping pick tube along a direction perpendicular to the shaft axis.
  • the vibration generator is preferably designed in such a way that the forces generated to stimulate the tamping pick to vibrate act perpendicular to the shaft axis, in particular in the horizontal direction.
  • the transmission of vibrations oriented perpendicular to the shaft axis to the at least one handle and/or the motor is particularly strongly inhibited in the hand tamping machine according to the invention.
  • the hand tamping machine preferably comprises the at least one handle, the motor center of gravity, the machine center of gravity and a tip of the tamping pick.
  • a vibration node can thereby be arranged particularly close to the at least one handle along the shaft axis.
  • the overall height of the hand tamping machine and/or the distance between the at least one handle and the underside of the Tamping picks in a range from 850 mm to 1250 mm, in particular from 950 mm to 1150 mm, in particular from 1000 mm to 1100 mm.
  • a hand tamping machine is particularly user-friendly.
  • the vibration movements transmitted to at least one handle are reduced even further.
  • the hand tamping machine is even easier to operate.
  • the machine center of gravity, in particular along the shaft axis of the drive shaft is preferably in a range from 30% to 70%, in particular from 35% to 65%, in particular from 40% to 60%, in particular from 45% to 55%, of the overall height the hand tamping machine is arranged below the at least one handle, in particular all of the handles.
  • a hand tamping machine is particularly comfortable to use.
  • the vibrations transmitted to the at least one handle are particularly low due to inertial damping by the machine mass.
  • the at least one handle is preferably arranged at a maximum of 65%, in particular a maximum of 60%, in particular a maximum of 55%, in particular a maximum of 50%, in particular a maximum of 45%, of the height of the hand tamping machine above the machine's center of gravity.
  • the at least one handle is preferably arranged at a maximum of 50%, in particular a maximum of 45%, in particular a maximum of 40%, in particular a maximum of 35%, in particular a maximum of 30%, in particular a maximum of 25%, above the engine's center of gravity of the engine. This makes it possible to achieve a particularly high level of operating comfort.
  • a hand tamping machine is particularly user-friendly. By arranging the engine's center of gravity far away from the at least one handle, the user is less exposed to noise and/or exhaust emissions. Vibrations emanating from the motor are transmitted less strongly to the at least one handle due to the greater proximity to the machine's center of gravity and the resulting greater inertial damping.
  • the motor center of gravity is preferably arranged along the shaft axis in a range from 15% to 50%, in particular from 20% to 40%, in particular from 25% to 30%, of the height of the hand tamping machine below the at least one, in particular all, handles.
  • a hand tamping machine is particularly comfortable to use.
  • the burden on the user caused by vibrations transmitted to the at least one handle is particularly low.
  • the vibration node is preferably one, in particular the only, vibration node of a rigid body movement of the hand tamping machine caused by the vibration excitation of the vibration generator. Alternatively, this can be a vibration node due to an elastic deformation of the hand tamping machine and/or a natural vibration form of the hand tamping machine.
  • the at least one handle is arranged along the shaft axis, preferably a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, of the overall height of the hand tamping machine from the oscillation node.
  • the engine center of gravity along the shaft axis is a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5% of the height of the hand tamping machine is located away from a vibration node of the hand tamping machine due to the vibration excitation by the vibration generator. This allows the vibration loads transmitted to the engine to be reduced.
  • a hand tamping machine is particularly comfortable to use.
  • the burden on the user caused by vibrations transmitted to the at least one handle is particularly low.
  • the vibration amplitude excited during operation of the hand tamping machine in the area of at least one handle is particularly low.
  • the oscillation node is preferably detected in an operating state of the hand-held tamping machine in which no external forces act on the hand-held tamping machine and/or when the tamping pick has penetrated into the track ballast and/or when the tamping pick, in particular one, is fixed, in particular when fixed in position and/or orientation Tip of the darning pick.
  • the first vibration decoupler preferably comprises a vibration damper.
  • the first vibration decoupler can have at least one decoupling element, in particular an elastic element and/or a damping element, in particular a rubber-elastic body, in particular for connecting the handle device and/or the motor to the tamping pick and/or the vibration generator.
  • the first vibration decoupler preferably acts between the handle device and/or motor and the tamping pick and/or the vibration generator and/or between the handle device and the motor.
  • the first allows Vibration decoupler a limited relative movement between the handle device and / or the motor and the tamping pick and / or the vibration generator and / or between the handle device and the motor in a horizontal direction and / or in a vertical direction.
  • the at least one handle and/or the motor can be decoupled from a vibration of the tamping pick and/or the vibration generator.
  • a hand tamping machine is particularly comfortable to use. Due to the arrangement of the handle-side connection point and/or the tamping pick-side connection point of the first vibration decoupler above the center of gravity of the machine, this is particularly far away from the tamping pick, in particular the main vibration source of the hand-held tamping device.
  • this connection point is arranged opposite the tamping pick in relation to the center of mass, whereby vibrations on the at least one handle are particularly comprehensively reduced by the particularly strong inertial damping in the area of the machine's center of gravity. The damping effect is increased and the vibration load on the user is reduced.
  • a hand tamping machine ensures a particularly high level of operating comfort.
  • the motor center of gravity and the handle-side connection point of the first vibration decoupler are preferably arranged along the shaft axis between the at least one handle and the machine center of gravity. This reduces the vibrations transmitted to the motor and/or the handle device.
  • the vibrations excited on the at least one handle are particularly low if the ratio between the distance of the at least a handle from the motor center of gravity and the distance of the motor center of gravity from the handle-side connection point of the first vibration decoupler in a range from 1:1 to 4:1, in particular from 1.5:1 to 3.5:1, in particular from 2 :1 to 3:1. With this arrangement it is advantageously achieved that the mass of the motor exerts a particularly high intertial damping effect on the handle device.
  • a hand tamping machine is particularly comfortable to use.
  • the connection point of the first vibration decoupler on the tamping pick side can be arranged above or below the machine's center of gravity.
  • the distance between the connection point on the tamping pick side of the first vibration decoupler and the machine's center of gravity is preferably a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, of the overall height of the hand tamping machine.
  • the hand tamping machine experiences particularly high inertial damping in the area of the machine's center of gravity. A particularly strong reduction in the vibration transmitted to the handle device and/or the motor via the connection point on the tamping pick side of the first vibration decoupler can be achieved with such an arrangement.
  • a hand tamping machine has a particularly high level of operating comfort during operation.
  • the distance between the handle-side connection point of the first vibration decoupler and the machine center of gravity is a maximum of 20%, in particular a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5% of the overall height of the hand tamping machine.
  • the handle-side connection point of the first vibration decoupler is along the shaft axis, preferably between the at least one handle and the machine's center of gravity and/or above the tamping pick-side Connection point of the first vibration decoupler arranged.
  • the inertial damping due to the mass of the hand tamping machine has a particularly strong effect on reducing the vibrations on the at least one handle.
  • a hand tamping machine is particularly easy to use. Because the first and/or the second vibration decoupler are arranged opposite the tamping pick and/or the vibration generator with respect to the machine's center of gravity, the vibrations transmitted thereto are reduced, in particular due to the particularly strong inertial damping in the area of the machine's center of gravity. Accordingly, the vibrations transmitted to the motor and/or the at least one handle are reduced.
  • a hand tamping machine ensures even lower vibrations on the at least one handle.
  • the hand tamping machine can have the first and/or the second vibration decoupler.
  • the second vibration decoupler can be arranged above or below the first vibration decoupler or can overlap the first vibration decoupler along the shaft axis.
  • the second vibration decoupler can be designed essentially in accordance with the first vibration decoupler.
  • the second vibration decoupler is connected to the second vibration decoupler via a rigid head support structure, in particular a support plate.
  • the second vibration decoupler preferably acts between the handle device and/or motor and the tamping pick and/or the vibration generator and/or between the handle device and the motor.
  • the second vibration decoupler can provide a limited relative movement between the at least one handle and the tamping pick and/or the vibration generator and/or the motor and/or between the motor and the tamping pick and/or the vibration generator, in particular in any horizontal direction and/or in the vertical direction.
  • the second vibration decoupler can have at least one decoupling element, in particular a spring element and/or a damping element, in particular a rubber-elastic element.
  • the first and/or the second vibration decoupler preferably have several of the decoupling elements.
  • a hand tamping machine can be used particularly flexibly.
  • the hand tamping machine preferably comprises an energy source, in particular a fuel tank for supplying the internal combustion engine with fuel or an accumulator for supplying the electric motor with electrical power.
  • a hand tamping machine 1 for compacting track ballast 2 is described.
  • Track rails 3 are attached to track sleepers 4, which rest on the track ballast 2.
  • the hand tamping machine 1 is shown in operation, with the hand tamping machine 1 penetrating the track ballast 2 in a vertical orientation to a depth below the track sleepers 4 for compacting the track ballast 2.
  • the hand tamping machine 1 has a tamping pick 5, a vibration generator 6, a motor 7 and a handle device 8.
  • the tamping pick 5 comprises a tamping pick tube 9 and a gravel contact attachment 10, which surrounds the tamping pick tube 9 at least in sections.
  • the gravel contact attachment 10, which is subject to wear, is attached to the tamping pick tube 9 in an exchangeable manner.
  • the vibration generator 6 is designed to stimulate the tamping pick 5 to vibrate.
  • the motor 7 and the vibration generator 6 are designed to excite a vibration frequency in a range from 20 Hz to 100 Hz, in particular from 30 Hz to 60 Hz.
  • the vibration generator 6 has an eccentric shaft 11, which is rotatably mounted in the tamping pick tube 9 about an eccentric axis 12 by means of two pipe bearings 13a, 13b.
  • An unbalance mass 14 is attached to the eccentric shaft 11. In a direction perpendicular to the eccentric axis 12, the unbalanced mass 14 is completely overlapped by the tamping pick tube 9 and the ballast contact attachment 10.
  • the engine 7 is an internal combustion engine, in particular a gasoline engine.
  • the motor 7 can also be designed as an electric motor.
  • the drive shaft 15 is rotatably mounted about a shaft axis 16.
  • the drive shaft 15 is reversibly detachably connected to the eccentric shaft 11 and transmits torque.
  • the drive shaft 15 can alternatively be non-detachably connected to the eccentric shaft 11, in particular formed in one piece with it.
  • the eccentric shaft 11 and the drive shaft 15 are coaxial.
  • the handle device 8 has two handles 17a, 17b.
  • the handles 17a, 17b comprise a plastic, in particular they are designed as rubber handles.
  • the engine 7 has a power adjustment element 18, in particular a throttle lever, for regulating the power output.
  • the power adjustment element 18 is arranged on the first handle 17a in such a way that the user does not have to release his hand from the handle 17a to adjust the motor power.
  • the handles 17a, 17b are connected to the motor 7 and the tamping pick 5 via a support structure 19.
  • the support structure 19 is a tubular structure that essentially consists of metal.
  • the hand tamping machine 1 has a first vibration decoupler 20 and a second vibration decoupler 21.
  • the first vibration decoupler 20 acts between the tamping pick 5 and the handle device 8 and the motor 7.
  • the first vibration decoupler 20 is connected to the tamping pick 5 via a connection point 22 on the tamping pick side.
  • a handle-side connection point 23 of the first vibration decoupler 20 is connected to the handle device 8 and the motor 7.
  • the first vibration decoupler 20 is attached to a pick support structure 24 via the connection point 22 on the tamping pick side.
  • the first vibration decoupler 20 is attached to a head support structure 25 via the handle-side connection point 23.
  • the head support structure 25 is designed as a support plate.
  • the motor 7 is attached, in particular rigidly, to the head support structure 25.
  • the second vibration decoupler 21 acts between the handle device 8 and the tamping pick 5 and the motor 7, in particular the head support structure 25.
  • the second vibration decoupler 21 is connected to the tamping pick 5 via a connection point 26 on the tamping pick side, in particular attached to the head support structure 25.
  • the second vibration decoupler 21 is connected to the handle device 8, in particular attached to the support structure 10, via a connection point 27 on the handle side.
  • the first vibration decoupler 20 and the second vibration decoupler 21 each comprise four decoupling elements 28a, 28b made of a rubber-elastic material.
  • the decoupling elements 28a, 28b of the respective vibration decoupler 20, 21 are connected in parallel with one another.
  • the second vibration decoupler 21 is connected in series to the first vibration decoupler 20.
  • the two vibration decouplers 20, 21 each enable a limited relative movement of the connection points 22, 26 on the tamping pick side to the connection points 23, 27 on the handle side in all spatial directions.
  • the drive shaft is used to transmit power between the motor 5 and the vibration generator 6 while tolerating corresponding relative movements 15 designed in two parts.
  • a third vibration decoupler 31 acts between a first drive shaft part 29 and a second drive shaft part 30.
  • the first drive shaft part 29 is connected to the second drive shaft part 30 via the third vibration decoupler 31 in a torque-transmitting manner.
  • the third vibration decoupler 31 enables a limited displacement of the first drive shaft part 29 to the second drive shaft part 30 along the shaft axis 16 and a limited relative pivoting movement about any axis perpendicular to the shaft axis 16.
  • the hand tamping machine 1 has a height H of 1060 mm, which corresponds to the overall dimension of the hand tamping machine 1 along the shaft axis 16.
  • a machine center of gravity SP0 is located along the shaft axis 16 in the middle of the hand tamping machine 1.
  • the machine center of gravity SP0 is arranged from the handles 17a, 17b at a distance hG0 of 530 mm.
  • a motor center of gravity SPM is arranged below the handles 17a, 17b at a distance hGM of 240 mm from the handles 17a, 17b. Accordingly, a distance h0M between the machine center of gravity SP0 and the motor center of gravity SPM is 290 mm.
  • the handle-side connection point 23 of the first vibration decoupler 20 is arranged at a distance hT0 of 120 mm from the machine center of gravity SP0. Consequently, a distance hMT between the motor center of gravity SPM and the handle-side connection point 23 is 170 mm and the distance hGM between the motor center of gravity SPM and the handles 17a, 17b is 240 mm. A distance ht0 between the machine center of gravity SP0 and the tamping pick-side connection point 22 of the first vibration decoupler 20 is 60 mm.
  • a distance h0F between the machine center of gravity SP0 and a force application point KP of the resulting eccentric force F provided by the vibration generator 6 is 383 mm.
  • the functionality of the hand tamping machine 1 is as follows: The hand tamping machine 1 is in an operational state in which the fuel tank 32 is half full and the ballast contact attachment 10 is attached to the tamping pick tube 9.
  • the user grasps the hand tamping machine 1 by the handles 17a, 17b in order to carry it to the location of the track ballast 2 to be compacted.
  • the motor 7 is started and drives the vibration generator 6 according to the power set via the power setting element 18.
  • the vibration generator 6 causes the tamping pick 5 to vibrate. Guided by the user via the handles 17a, 17b and under the influence of the weight of the hand tamping machine 1, the tamping pick 5 penetrates the track ballast 2.
  • the tamping pick 5 transmits the vibration movement to the track ballast 2, which is thereby compacted.
  • the user can pivot the hand tamping machine 1 about a horizontal axis, in particular oriented parallel to the respective track sleeper 4.
  • compaction of the track ballast 2 below the track sleeper 4 can be achieved particularly efficiently and reliably.
  • the vibrations excited on the handles 17a, 17b result at least in part from a rigid body movement of the hand tamping machine 1.
  • the shaft axis 16 is shown in the vertical orientation of the hand tamping machine 1.
  • the shaft axis 16 ' drawn obliquely to the vertical direction, symbolizes the rigid body movement of the track tamping machine 1 resulting from the eccentric force F.
  • the resulting vibration amplitude is shown to be greatly exaggerated.
  • the rigid body vibration does not take into account the limited rigidity of the hand tamping machine 1, in particular the vibration decoupler 20, 21.
  • a vibration node SKP In a vibration node SKP, the position of which depends on the mass distribution of the hand tamping machine 1, there is a minimum of the oscillation amplitude, in particular this is zero.
  • a distance hGP between the handles 17a, 17b and the oscillation node SKP is 60 mm. Due to the proximity of the handles 17a, 17b to the oscillation node SKP, the respective vibration amplitude present on the handles 17a, 17b is particularly low.
  • the vibration decouplers 20, 21, 31 reduce the vibrations transmitted from the tamping pick 5 and/or the vibration generator 6 to the handle device 8, in particular the handles 17a, 17b, and the motor 7. This can shorten the service life of the motor 7 reduced stress can be extended. Furthermore, this results in considerable relief for the user.
  • the large distance hGM between the handles 17a, 17b and the motor center of gravity SPM, especially in relation to the height H, has a particularly advantageous effect on the ease of use.
  • the source of noise and/or exhaust emissions formed by the motor 7 is therefore particularly far away from the user's head.
  • the motor 7 is arranged particularly close to the machine's center of gravity SP0, whereby the motor 7 is exposed to particularly low vibration loads due to the increased inertial damping there.
  • the reaction forces acting on the user via the handles 17a, 17b depend on the aforementioned distances, in particular the arrangement of the machine center of gravity SP0, the motor center of gravity SPM, the force application point KP and the handle 17a, 17b along the Shaft axis 16.
  • the present choice of distances results in particular in the arrangement of the handles 17a, 17b near the oscillation node SKP.
  • the reaction forces acting on the user or the vibration excitation on the handles 17a, 17b are particularly low.
  • the hand tamping machine 1 is therefore particularly user-friendly to operate.

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Abstract

Eine Handstopfmaschine (1) zum Verdichten von Gleisschotter (2) umfasst einen Stopfpickel (5) zum Eindringen in den Gleisschotter (2), einen Schwingungserzeuger zum Schwingungsanregen des Stopfpickels (5), einen Motor (7), der über eine Antriebswelle mit dem Schwingungserzeuger verbunden ist, eine Handgriffeinrichtung (8) mit mindestens einem Handgriff (17a, 17b) zum Führen der Handstopfmaschine (1) im Betrieb, wobei entlang einer Wellenachse (16) der Antriebswelle der mindestens eine Handgriff (17a, 17b) um mindestens 30 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) oberhalb des Maschinen-Schwerpunkts (SP0) der Handstopfmaschine (1) angeordnet ist und/oder um mindestens 15 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) oberhalb des Motor-Schwerpunkts (SPM) des Motors (7) angeordnet ist.

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A hand tamping machine (1) for compacting track ballast (2) comprises a tamping pick (5) for penetrating the track ballast (2), a vibration generator for exciting the tamping pick (5) to oscillate, and a motor (7), which is connected to the vibration generator via a drive shaft is connected, a handle device (8) with at least one handle (17a, 17b) for guiding the hand tamping machine (1) during operation, the at least one handle (17a, 17b) being moved along a shaft axis (16) of the drive shaft by at least 30% of the The height (H) of the hand tamping machine (1) is arranged above the machine center of gravity (SP0) of the hand tamping machine (1) and/or by at least 15% of the height (H) of the hand tamping machine (1) above the motor center of gravity (SPM). Motor (7) is arranged.
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Description

Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 205 469.2 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.The present patent application takes priority over the German patent application DE 10 2021 205 469.2 claim, the contents of which are incorporated herein by reference.

Die Erfindung betrifft eine Handstopfmaschine zum Verdichten von Gleisschotter.The invention relates to a hand tamping machine for compacting track ballast.

Eine Handstopfmaschine zum Verdichten von Gleisschotter ist bekannt aus der WO 2012/139 687 A1 . Die Handstopfmaschine umfasst einen Stopfpickel zum Eindringen in den Gleisschotter, einen Schwingungserzeuger, einen Verbrennungsmotor zum Drehantreiben des Schwingungserzeugers und Handgriffe zum Führen der Handstopfmaschine im Betrieb. Zwar wirken zwischen dem Schwingungserzeuger und den Handgriffen Schwingungsdämpfer. Die auf die Handgriffe übertragenen Schwingungen sind jedoch nicht vollständig tilgbar und für den Benutzer belastend. Von dem Verbrennungsmotor erzeugte Lärm- und Abgasemissionen belasten den Benutzer zusätzlich.A hand tamping machine for compacting track ballast is known from WO 2012/139 687 A1 . The hand tamping machine includes a tamping pick for penetrating the track ballast, a vibration generator, an internal combustion engine for rotating the vibration generator and handles for guiding the hand tamping machine during operation. Vibration dampers act between the vibration generator and the handles. However, the vibrations transmitted to the handles cannot be completely eliminated and are stressful for the user. Noise and exhaust emissions generated by the internal combustion engine place additional strain on the user.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handstopfmaschine zum Verdichten von Gleisschotter zu verbessern, insbesondere deren Bedienkomfort zu steigern und die von ihr ausgehenden Belastungen für den Benutzer zu reduzieren.The invention is based on the object of improving a hand-held tamping machine for compacting track ballast, in particular to increase its ease of use and to reduce the stress it places on the user.

Diese Aufgabe wird durch eine Handstopfmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Handstopfmaschine einen besonders hohen Bedienkomfort aufweist, wenn entlang einer Wellenachse einer Antriebswelle, welche den Motor mit dem Schwingungserzeuger verbindet, mindestens ein Handgriff zum Führen der Handstopfmaschine um mindestens 30 % der Bauhöhe der Handstopfmaschine oberhalb des Maschinen-Schwerpunkts der Handstopfmaschine angeordnet ist und/oder um mindestens 15 % der Bauhöhe der Handstopfmaschine oberhalb des Motor-Schwerpunkts des Motors angeordnet ist. Die Anordnung des mindestens einen Handgriffs oberhalb des Motor-Schwerpunkts bewirkt, dass der Kopf des Benutzers von dem Lärm und/oder Schadstoffe erzeugenden Motor besonders weit entfernt gehalten werden kann. Zwar gerät der Motor durch seine tiefliegende Anordnung näher an den Schwingungserzeuger. Überraschenderweise wurde jedoch festgestellt, dass der Motor hierdurch nicht zwingend höheren Schwingungsbelastungen ausgesetzt ist. Vielmehr kann durch die Anordnung näher am Maschinen-Schwerpunkt eine höhere Inertialdämpfung erzielt werden, wodurch die auf den Motor übertragenen Schwingungen sogar reduziert sein können.This task is achieved by a hand tamping machine with the features of claim 1. According to the invention, it was recognized that a hand tamping machine has a particularly high level of operating comfort when along a shaft axis of a drive shaft, which connects the motor with the Vibration generator connects, at least one handle for guiding the hand tamping machine is arranged by at least 30% of the height of the hand tamping machine above the machine's center of gravity of the hand tamping machine and / or is arranged by at least 15% of the height of the hand tamping machine above the center of gravity of the motor. The arrangement of the at least one handle above the engine's center of gravity means that the user's head can be kept particularly far away from the engine that generates noise and / or pollutants. Due to its low-lying arrangement, the motor comes closer to the vibration generator. Surprisingly, however, it was found that the engine is not necessarily exposed to higher vibration loads as a result. Rather, by arranging it closer to the machine's center of gravity, a higher inertial damping can be achieved, which means that the vibrations transmitted to the motor can even be reduced.

Der in Bezug auf den mindestens einen Handgriff niedrigere Maschinen-Schwerpunkt erleichtert die Führung der Handstopfmaschine. Zum Unterstopfen des Gleisschotters unter eine Gleisschwelle wird die in den Gleisschotter eindringende Handstopfmaschine um eine Horizontalachse geschwenkt. Zwar wird eine entsprechende Schwenkbewegung der Handstopfmaschine aus der vertikalen Orientierung durch einen hohen Maschinen-Schwerpunkt unterstützt. Es wurde jedoch gefunden, dass die vom Benutzer zu bewegende Masse, und damit die vom Benutzer insgesamt aufzubringende Energie, durch den niedrigeren Maschinen-Schwerpunkt reduziert werden kann, wodurch der Benutzer weniger schnell ermüdet. Ferner bietet der längere Hebelarm gegenüber dem Maschinen-Schwerpunkt eine bessere Kontrolle über die Handstopfmaschine.The lower center of gravity of the machine in relation to at least one handle makes it easier to control the hand tamping machine. To tamp the track ballast under a track sleeper, the hand-held tamping machine that penetrates the track ballast is pivoted about a horizontal axis. A corresponding pivoting movement of the hand tamping machine from the vertical orientation is supported by a high center of gravity of the machine. However, it has been found that the mass to be moved by the user, and thus the total energy to be applied by the user, can be reduced due to the lower machine center of gravity, which means that the user tires less quickly. Furthermore, the longer lever arm offers better control over the hand tamping machine compared to the machine's center of gravity.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Handstopfmaschine besteht darin, dass die im Betrieb an dem mindestens einen Handgriff vorliegenden Vibrationen und die damit einhergehenden Belastungen des Benutzers besonders gering sind. Durch die gegenüber dem mindestens einen Handgriff besonders tiefliegende Anordnung des Maschinen-Schwerpunkts kann ein Schwingungsknotenpunkt einer durch den Schwingungserzeuger angeregten Starrkörperschwingung besonders nahe an den mindestens einen Handgriff verlagert werden. An dem mindestens einen Handgriff ist die resultierende Schwingungsamplitude somit besonders gering. In Verbindung mit andauernder Vibrationsbeanspruchung stehenden Durchblutungsstörungen und Muskelerkrankungen kann somit vorgebeugt werden.A particular advantage of the hand tamping machine according to the invention is that the vibrations present on the at least one handle during operation and the associated stress on the user are particularly low. Due to the particularly low arrangement of the machine's center of gravity compared to the at least one handle, a vibration node of a rigid body vibration excited by the vibration generator can be relocated particularly close to the at least one handle. The resulting vibration amplitude on the at least one handle is therefore particularly low. Circulatory disorders and muscle diseases associated with continuous vibration stress can thus be prevented.

Im Zusammenhang mit Positions- und Abmessungsangaben wird auf die Hauptausrichtung der Handstopfmaschine im Betrieb Bezug genommen, in welcher die Antriebsachse vertikal orientiert ist. Der Stopfpickel weist in diesem Betriebszustand in vertikaler Richtung nach unten. Abstände in Bezug auf den mindestens einen Handgriff bemessen sich, wenn keine anderen Angaben gemacht sind, zur Oberseite des Handgriffs. Die Wellenachse ist vorzugsweise koaxial zur Mittellängsachse und/oder zur Vertikalachse der Handstopfmaschine angeordnet. Unter dem Maschinen-Schwerpunkt wird der Schwerpunkt der Handstopfmaschine insbesondere in einem einsatzbereiten Zustand der Handstopfmaschine verstanden. In diesem Zustand ist beispielsweise ein Kraftstofftank des Motors zur Hälfte gefüllt und ein vorzugsweise austauschbar ausgebildeter Schotterkontaktaufsatz ist an der Handstopfmaschine angebracht. Unter dem Führen der Handstopfmaschine im Betrieb wird das Halten und Verlagern der Handstopfmaschine beim Verdichten des Gleisschotters und/oder das Tragen der Handstopfmaschine zu der zu bearbeitenden Position des Gleisschotters verstanden.In connection with position and dimension information, reference is made to the main orientation of the hand tamping machine during operation, in which the drive axis is oriented vertically. In this operating state, the tamping pick points vertically downwards. Distances in relation to the at least one handle are, unless otherwise specified, to the top of the handle. The shaft axis is preferably arranged coaxially to the central longitudinal axis and/or to the vertical axis of the hand tamping machine. The machine center of gravity is understood to mean the center of gravity of the hand tamping machine, particularly when the hand tamping machine is in a ready-to-use state. In this state, for example, a fuel tank of the engine is half full and a preferably replaceable ballast contact attachment is attached to the hand tamping machine. Guiding the hand tamping machine during operation means holding and moving the hand tamping machine when compacting the track ballast and/or carrying the hand tamping machine to the position of the track ballast to be processed.

Der Begriff "oberhalb" bezeichnet insbesondere die Richtung zu dem mindestens einen Handgriff hin.The term “above” refers in particular to the direction towards the at least one handle.

Die Handgriffeinrichtung weist vorzugsweise mindestens zwei, insbesondere genau zwei oder mindestens drei, insbesondere mindestens vier, der Handgriffe auf. Vorzugsweise gelten die in Zusammenhang mit dem mindestens einen Handgriff gemachten Positionsangaben für sämtliche der Handgriffe. Der mindestens eine Handgriff kann von einer Tragstruktur gebildet und/oder an dieser angebracht sein. Vorzugsweise umfasst der jeweilige Handgriff ein schwingungsdämpfendes Material, insbesondere einen Kunststoff und/oder ein gummielastisches Material. Ein Leistungseinstellelement, insbesondere ein Gashebel, zum Regulieren der von dem Motor abgegebenen Leistung kann an dem mindestens einen Handgriff angeordnet sein, insbesondere derart, dass der Benutzer zur Betätigung des Leistungseinstellelements die Hand nicht von dem Handgriff lösen muss.The handle device preferably has at least two, in particular exactly two or at least three, in particular at least four, of the handles. The position information provided in connection with the at least one handle preferably applies to all of the handles. The at least one handle can be formed by and/or attached to a support structure. Preferably, the respective handle comprises a vibration-damping material, in particular a plastic and/or a rubber-elastic material. A power adjustment element, in particular a throttle lever, for regulating the power delivered by the engine can be arranged on the at least one handle, in particular in such a way that the user does not have to release his hand from the handle in order to operate the power adjustment element.

Der Schwingungserzeuger ist zumindest abschnittsweise in einem Stopfpickelrohr angeordnet. Hierdurch ermöglicht die Handstopfmaschine das Verdichten des Gleisschotters in besonders zeit- und energieeffizienter Weise. Der Schwingungserzeuger kann eine exzentrisch zu der Wellenachse angeordnete, insbesondere vollständig innerhalb des Stopfpickels, insbesondere innerhalb eines Stopfpickelrohrs, angeordnete Unwuchtmasse aufweisen. Hierdurch kann die Vibrationsanregung besonders nahe an dem Gleisschotter erfolgen, wodurch die aufgewandte Bewegungsenergie weitgehend verlustfrei an den Gleisschotter abgegeben werden kann. Die Vibrationsanregung des mindestens einen Handgriffs und des Motors ist hingegen reduziert.The vibration generator is arranged at least in sections in a tamping pick tube. This allows the hand tamping machine to compact the track ballast in a particularly time- and energy-efficient manner. The vibration generator can have an unbalanced mass arranged eccentrically to the shaft axis, in particular completely within the tamping pick, in particular within a tamping pick tube. As a result, the vibration excitation can take place particularly close to the track ballast, whereby the kinetic energy used can be transferred to the track ballast largely without loss. The vibration excitation of the at least one handle and the motor is, however, reduced.

Vorzugsweise umfasst der Stopfpickel einen Aufsatzträger und einen lösbar an dem Aufsatzträger anbringbaren Schotterkontaktaufsatz. Der durch Kontakt mit dem Gleisschotter hohen Beanspruchungen ausgesetzte Schotterkontaktaufsatz kann somit einfach ausgewechselt werden.The tamping pick preferably comprises an attachment support and a gravel contact attachment that can be detachably attached to the attachment support. The ballast contact attachment, which is exposed to high stress due to contact with the track ballast, can therefore be easily replaced.

Der Stopfpickel, insbesondere der Aufsatzträger, ist vorzugsweise hohl, insbesondere rohrförmig, ausgebildet. Der Aufsatzträger kann als Stopfpickelrohr ausgebildet sein. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Schwingungserzeuger zumindest abschnittsweise innerhalb des Stopfpickelrohrs bzw. rohrförmigen Stopfpickels angeordnet. Eine Unwuchtmasse des Schwingungserzeugers kann vollständig innerhalb des Stopfpickelrohrs angeordnet sein und/oder entlang einer Richtung senkrecht zu der Wellenachse von dem Stopfpickelrohr vollständig überlappt sein.The tamping pick, in particular the attachment support, is preferably hollow, in particular tubular. The attachment support can be designed as a tamping pick tube. According to one aspect of the invention, the vibration generator is arranged at least in sections within the tamping pick tube or tubular tamping pick. An unbalanced mass of the vibration generator can be arranged completely within the tamping pick tube and/or can be completely overlapped by the tamping pick tube along a direction perpendicular to the shaft axis.

Der Schwingungserzeuger ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die zur Schwingungsanregung des Stopfpickels erzeugten Kräfte senkrecht zu der Wellenachse, insbesondere in Horizontalrichtung, wirken. Die Übertragung senkrecht zu der Wellenachse orientierter Schwingungen auf den mindestens einen Handgriff und/oder den Motor wird bei der erfindungsgemäßen Handstopfmaschine besonders stark gehemmt.The vibration generator is preferably designed in such a way that the forces generated to stimulate the tamping pick to vibrate act perpendicular to the shaft axis, in particular in the horizontal direction. The transmission of vibrations oriented perpendicular to the shaft axis to the at least one handle and/or the motor is particularly strongly inhibited in the hand tamping machine according to the invention.

In vertikaler Richtung nacheinander folgend umfasst die Handstopfmaschine vorzugsweise den mindestens einen Handgriff, den Motor-Schwerpunkt, den Maschinen-Schwerpunkt und eine Spitze des Stopfpickels. Ein Schwingungsknotenpunkt kann hierdurch entlang der Wellenachse besonders nahe an dem mindestens einen Handgriff angeordnet werden.Following one after the other in the vertical direction, the hand tamping machine preferably comprises the at least one handle, the motor center of gravity, the machine center of gravity and a tip of the tamping pick. A vibration node can thereby be arranged particularly close to the at least one handle along the shaft axis.

Vorzugsweise liegen die Bauhöhe der Handstopfmaschine und/oder der Abstand zwischen dem mindestens einen Handgriff und der Unterseite des Stopfpickels in einem Bereich von 850 mm bis 1250 mm, insbesondere von 950 mm bis 1150 mm, insbesondere von 1000 mm bis 1100 mm.Preferably the overall height of the hand tamping machine and/or the distance between the at least one handle and the underside of the Tamping picks in a range from 850 mm to 1250 mm, in particular from 950 mm to 1150 mm, in particular from 1000 mm to 1100 mm.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 2 ist besonders bedienerfreundlich. Die auf den mindestens einen Handgriff übertragenen Vibrationsbewegungen sind nochmals stärker reduziert. Die Handstopfmaschine ist im Betrieb noch einfacher zu führen. Der Maschinen-Schwerpunkt, insbesondere entlang der Wellenachse der Antriebswelle, ist vorzugsweise in einem Bereich von 30 % bis 70 %, insbesondere von 35 % bis 65 %, insbesondere von 40 % bis 60 %, insbesondere von 45 % bis 55 %, der Bauhöhe der Handstopfmaschine unterhalb des mindestens einen Handgriffs, insbesondere sämtlicher Handgriffe, angeordnet.A hand tamping machine according to claim 2 is particularly user-friendly. The vibration movements transmitted to at least one handle are reduced even further. The hand tamping machine is even easier to operate. The machine center of gravity, in particular along the shaft axis of the drive shaft, is preferably in a range from 30% to 70%, in particular from 35% to 65%, in particular from 40% to 60%, in particular from 45% to 55%, of the overall height the hand tamping machine is arranged below the at least one handle, in particular all of the handles.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 3 weist einen besonders hohen Bedienkomfort auf. Durch die Anordnung des Maschinenschwerpunkts von maximal 60 % der Bauhöhe der Handstopfmaschine unterhalb des mindestens einen Handgriffs sind die auf den mindestens einen Handgriff übertragenen Vibrationen aufgrund einer Inertialdämpfung durch die Maschinenmasse besonders gering. Entlang der Wellenachse der Antriebswelle ist der mindestens eine Handgriff vorzugsweise um maximal 65 %, insbesondere maximal 60 %, insbesondere maximal 55 %, insbesondere maximal 50 %, insbesondere maximal 45 %, der Bauhöhe der Handstopfmaschine oberhalb des Maschinen-Schwerpunkts angeordnet. Entlang der Antriebswelle ist der mindestens eine Handgriff vorzugsweise um maximal 50 %, insbesondere maximal 45 %, insbesondere maximal 40 %, insbesondere maximal 35 %, insbesondere maximal 30 %, insbesondere maximal 25 %, oberhalb des Motor-Schwerpunkts des Motors angeordnet. Hierdurch ist ein besonders hoher Bedienkomfort erzielbar.A hand tamping machine according to claim 3 is particularly comfortable to use. By arranging the machine's center of gravity at a maximum of 60% of the height of the hand tamping machine below the at least one handle, the vibrations transmitted to the at least one handle are particularly low due to inertial damping by the machine mass. Along the shaft axis of the drive shaft, the at least one handle is preferably arranged at a maximum of 65%, in particular a maximum of 60%, in particular a maximum of 55%, in particular a maximum of 50%, in particular a maximum of 45%, of the height of the hand tamping machine above the machine's center of gravity. Along the drive shaft, the at least one handle is preferably arranged at a maximum of 50%, in particular a maximum of 45%, in particular a maximum of 40%, in particular a maximum of 35%, in particular a maximum of 30%, in particular a maximum of 25%, above the engine's center of gravity of the engine. This makes it possible to achieve a particularly high level of operating comfort.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 4 ist besonders bedienerfreundlich. Durch die von dem mindestens einen Handgriff weit entfernte Anordnung des Motor-Schwerpunkts von dem mindestens einen Handgriff wird der Benutzer weniger intensiv durch Lärm- und/oder Abgasemission belastet. Vibrationen, die von dem Motor ausgehen, werden durch die größere Nähe zum Maschinen-Schwerpunkt und der daraus resultierenden größeren Inertialdämpfung weniger stark auf den mindestens einen Handgriff übertragen. Vorzugsweise ist der Motor-Schwerpunkt entlang der Wellenachse in einem Bereich von 15 % bis 50 %, insbesondere von 20 % bis 40 %, insbesondere von 25 % bis 30 %, der Bauhöhe der Handstopfmaschine unterhalb des mindestens einen, insbesondere sämtlicher, Handgriffe angeordnet.A hand tamping machine according to claim 4 is particularly user-friendly. By arranging the engine's center of gravity far away from the at least one handle, the user is less exposed to noise and/or exhaust emissions. Vibrations emanating from the motor are transmitted less strongly to the at least one handle due to the greater proximity to the machine's center of gravity and the resulting greater inertial damping. The motor center of gravity is preferably arranged along the shaft axis in a range from 15% to 50%, in particular from 20% to 40%, in particular from 25% to 30%, of the height of the hand tamping machine below the at least one, in particular all, handles.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 5 weist einen besonders hohen Bedienkomfort auf. Die Belastung des Benutzers durch auf den mindestens einen Handgriff übertragene Vibrationen ist besonders gering. Bei dem Schwingungsknotenpunkt handelt es sich vorzugsweise um einen, insbesondere den einzigen, Schwingungsknotenpunkt einer durch die Schwingungsanregung des Schwingungserzeugers verursachten Starrkörperbewegung der Handstopfmaschine. Alternativ kann es sich dabei um einen Schwingungsknotenpunkt aufgrund einer elastischen Verformung der Handstopfmaschine handeln und/oder um eine Eigenschwingungsform der Handstopfmaschine. Der mindestens eine Handgriff ist entlang der Wellenachse vorzugsweise maximal 15 %, insbesondere maximal 10 %, insbesondere maximal 5 %, der Bauhöhe der Handstopfmaschine von dem Schwingungsknotenpunkt entfernt angeordnet.A hand tamping machine according to claim 5 is particularly comfortable to use. The burden on the user caused by vibrations transmitted to the at least one handle is particularly low. The vibration node is preferably one, in particular the only, vibration node of a rigid body movement of the hand tamping machine caused by the vibration excitation of the vibration generator. Alternatively, this can be a vibration node due to an elastic deformation of the hand tamping machine and/or a natural vibration form of the hand tamping machine. The at least one handle is arranged along the shaft axis, preferably a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, of the overall height of the hand tamping machine from the oscillation node.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Motor-Schwerpunkt entlang der Wellenachse maximal 15 %, insbesondere maximal 10 %, insbesondere maximal 5 %, der Bauhöhe der Handstopfmaschine von einem Schwingungsknotenpunkt der Handstopfmaschine aufgrund der Schwingungsanregung durch den Schwingungserzeuger entfernt angeordnet. Hierdurch können die auf den Motor übertragenen Vibrationslasten reduziert werden.According to a further aspect of the invention, the engine center of gravity along the shaft axis is a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5% of the height of the hand tamping machine is located away from a vibration node of the hand tamping machine due to the vibration excitation by the vibration generator. This allows the vibration loads transmitted to the engine to be reduced.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 6 weist einen besonders hohen Bedienkomfort auf. Die Belastung des Benutzers durch auf den mindestens einen Handgriff übertragene Vibrationen ist besonders gering. Insbesondere ist die im Betrieb der Handstopfmaschine im Bereich des mindestens einen Handgriffs angeregte Schwingungsamplitude besonders gering. Der Schwingungsknotenpunkt wird vorzugsweise erfasst in einem Betriebszustand der Handstopfmaschine, in dem keine äußeren Kräfte auf die Handstopfmaschine einwirken und/oder bei in dem Gleisschotter eingedrungenem Stopfpickel und/oder bei einer Fixierung, insbesondere bei positionsfester und/oder orientierungsfester Fixierung, des Stopfpickels, insbesondere einer Spitze des Stopfpickels.A hand tamping machine according to claim 6 is particularly comfortable to use. The burden on the user caused by vibrations transmitted to the at least one handle is particularly low. In particular, the vibration amplitude excited during operation of the hand tamping machine in the area of at least one handle is particularly low. The oscillation node is preferably detected in an operating state of the hand-held tamping machine in which no external forces act on the hand-held tamping machine and/or when the tamping pick has penetrated into the track ballast and/or when the tamping pick, in particular one, is fixed, in particular when fixed in position and/or orientation Tip of the darning pick.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 7 weist einen besonders hohen Bedienkomfort auf. Der erste Schwingungsentkoppler umfasst vorzugsweise einen Schwingungsdämpfer. Der erste Schwingungsentkoppler kann, insbesondere zum Verbinden der Handgriffeinrichtung und/oder des Motors mit dem Stopfpickel und/oder dem Schwingungserzeuger, mindestens ein Entkopplungselement, insbesondere ein elastisches Element und/oder ein Dämpfungselement, insbesondere einen gummielastischen Körper, aufweisen. Der erste Schwingungsentkoppler wirkt vorzugsweise zwischen der Handgriffeinrichtung und/oder Motor und dem Stopfpickel und/oder dem Schwingungserzeuger und/oder zwischen der Handgriffeinrichtung und dem Motor. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ermöglicht der erste Schwingungsentkoppler eine beschränkte Relativbewegung zwischen der Handgriffeinrichtung und/oder dem Motor und dem Stopfpickel und/oder dem Schwingungserzeuger und/oder zwischen der Handgriffeinrichtung und dem Motor in einer Horizontalrichtung und/oder in Vertikalrichtung. Hierdurch können der mindestens eine Handgriff und/oder der Motor von einer Schwingung des Stopfpickels und/oder des Schwingungserzeugers entkoppelt werden.A hand tamping machine according to claim 7 is particularly user-friendly. The first vibration decoupler preferably comprises a vibration damper. The first vibration decoupler can have at least one decoupling element, in particular an elastic element and/or a damping element, in particular a rubber-elastic body, in particular for connecting the handle device and/or the motor to the tamping pick and/or the vibration generator. The first vibration decoupler preferably acts between the handle device and/or motor and the tamping pick and/or the vibration generator and/or between the handle device and the motor. According to one aspect of the invention, the first allows Vibration decoupler a limited relative movement between the handle device and / or the motor and the tamping pick and / or the vibration generator and / or between the handle device and the motor in a horizontal direction and / or in a vertical direction. As a result, the at least one handle and/or the motor can be decoupled from a vibration of the tamping pick and/or the vibration generator.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 8 weist einen besonders hohen Bedienkomfort auf. Aufgrund der Anordnung der handgriffseitigen Anschlussstelle und/oder der stopfpickelseitigen Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers oberhalb des Maschinenschwerpunkts ist diese besonders weit von dem Stopfpickel, insbesondere der maßgeblichen Schwingungsquelle des Handstopfgeräts, entfernt. Zudem ist diese Anschlussstelle in Bezug auf den Massenschwerpunkt dem Stopfpickel gegenüberliegend angeordnet, wodurch Vibrationen an dem mindestens einen Handgriff besonders umfassend durch die besonders starke Inertialdämpfung im Bereich des Maschinenschwerpunkts reduziert werden. Die Dämpfungswirkung ist erhöht und die auf den Benutzer einwirkende Vibrationslast ist reduziert.A hand tamping machine according to claim 8 is particularly comfortable to use. Due to the arrangement of the handle-side connection point and/or the tamping pick-side connection point of the first vibration decoupler above the center of gravity of the machine, this is particularly far away from the tamping pick, in particular the main vibration source of the hand-held tamping device. In addition, this connection point is arranged opposite the tamping pick in relation to the center of mass, whereby vibrations on the at least one handle are particularly comprehensively reduced by the particularly strong inertial damping in the area of the machine's center of gravity. The damping effect is increased and the vibration load on the user is reduced.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 9 gewährleistet einen besonders hohen Bedienkomfort. Der Motor-Schwerpunkt und die handgriffseitige Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers sind entlang der Wellenachse vorzugsweise zwischen dem mindestens einen Handgriff und dem Maschinen-Schwerpunkt angeordnet. Hierdurch sind die auf den Motor und/oder die Handgriffeinrichtung übertragenen Vibrationen reduziert. Besonders gering sind die an dem mindestens einen Handgriff angeregten Schwingungen, wenn das Verhältnis zwischen dem Abstand des mindestens einen Handgriffs von dem Motor-Schwerpunkt und dem Abstand des Motor-Schwerpunkts von der handgriffseitigen Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers in einem Bereich von 1:1 bis 4:1, insbesondere von 1,5:1 bis 3,5:1, insbesondere von 2:1 bis 3:1 liegt. Bei dieser Anordnung wird vorteilhaft erreicht, dass die Masse des Motors eine besonders hohe intertiale Dämpfungswirkung auf die Handgriffeinrichtung ausübt.A hand tamping machine according to claim 9 ensures a particularly high level of operating comfort. The motor center of gravity and the handle-side connection point of the first vibration decoupler are preferably arranged along the shaft axis between the at least one handle and the machine center of gravity. This reduces the vibrations transmitted to the motor and/or the handle device. The vibrations excited on the at least one handle are particularly low if the ratio between the distance of the at least a handle from the motor center of gravity and the distance of the motor center of gravity from the handle-side connection point of the first vibration decoupler in a range from 1:1 to 4:1, in particular from 1.5:1 to 3.5:1, in particular from 2 :1 to 3:1. With this arrangement it is advantageously achieved that the mass of the motor exerts a particularly high intertial damping effect on the handle device.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 10 weist einen besonders hohen Bedienkomfort auf. Die stopfpickelseitige Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers kann oberhalb oder unterhalb des Maschinen-Schwerpunkts angeordnet sein. Der Abstand zwischen der stopfpickelseitigen Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers und dem Maschinen-Schwerpunkt beträgt vorzugsweise maximal 15 %, insbesondere maximal 10 %, insbesondere maximal 5 %, der Bauhöhe der Handstopfmaschine. Im Bereich des Maschinen-Schwerpunkts erfährt die Handstopfmaschine eine besonders hohe Inertialdämpfung. Eine besonders starke Reduktion der über die stopfpickelseitige Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers auf die Handgriffeinrichtung und/oder den Motor übertragenen Vibration kann bei einer derartigen Anordnung bewirkt werden.A hand tamping machine according to claim 10 is particularly comfortable to use. The connection point of the first vibration decoupler on the tamping pick side can be arranged above or below the machine's center of gravity. The distance between the connection point on the tamping pick side of the first vibration decoupler and the machine's center of gravity is preferably a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5%, of the overall height of the hand tamping machine. The hand tamping machine experiences particularly high inertial damping in the area of the machine's center of gravity. A particularly strong reduction in the vibration transmitted to the handle device and/or the motor via the connection point on the tamping pick side of the first vibration decoupler can be achieved with such an arrangement.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 11 weist einen besonders hohen Bedienkomfort im Betrieb auf. Vorzugsweise beträgt entlang der Wellenachse der Abstand zwischen der handgriffseitigen Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers und dem Maschinen-Schwerpunkt maximal 20 %, insbesondere maximal 15 %, insbesondere maximal 10 %, insbesondere maximal 5 % der Bauhöhe der Handstopfmaschine. Die handgriffseitige Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers ist entlang der Wellenachse vorzugsweise zwischen dem mindestens einen Handgriff und dem Maschinen-Schwerpunkt und/oder oberhalb der stopfpickelseitigen Anschlussstelle des ersten Schwingungsentkopplers angeordnet. Die Inertialdämpfung aufgrund der Masse der Handstopfmaschine wirkt sich hierdurch besonders stark auf die Reduktion der Vibrationen an dem mindestens einen Handgriff aus.A hand tamping machine according to claim 11 has a particularly high level of operating comfort during operation. Preferably, along the shaft axis, the distance between the handle-side connection point of the first vibration decoupler and the machine center of gravity is a maximum of 20%, in particular a maximum of 15%, in particular a maximum of 10%, in particular a maximum of 5% of the overall height of the hand tamping machine. The handle-side connection point of the first vibration decoupler is along the shaft axis, preferably between the at least one handle and the machine's center of gravity and/or above the tamping pick-side Connection point of the first vibration decoupler arranged. The inertial damping due to the mass of the hand tamping machine has a particularly strong effect on reducing the vibrations on the at least one handle.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 12 ist besonders komfortabel bedienbar. Dadurch, dass der erste und/oder der zweite Schwingungsentkoppler in Bezug auf den Maschinen-Schwerpunkt gegenüberliegend des Stopfpickels und/oder des Schwingungserzeugers angeordnet sind, sind die darauf übertragenen Vibrationen, insbesondere aufgrund der im Bereich des Maschinenschwerpunkts besonders starken Inertialdämpfung, reduziert. Entsprechend sind die auf den Motor und/oder den mindestens einen Handgriff übertragenen Vibrationen reduziert.A hand tamping machine according to claim 12 is particularly easy to use. Because the first and/or the second vibration decoupler are arranged opposite the tamping pick and/or the vibration generator with respect to the machine's center of gravity, the vibrations transmitted thereto are reduced, in particular due to the particularly strong inertial damping in the area of the machine's center of gravity. Accordingly, the vibrations transmitted to the motor and/or the at least one handle are reduced.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 13 gewährleistet nochmals geringere Vibrationen an dem mindestens einen Handgriff. Die Handstopfmaschine kann den ersten und/oder den zweiten Schwingungsentkoppler aufweisen. Der zweite Schwingungsentkoppler kann oberhalb oder unterhalb des ersten Schwingungsentkopplers angeordnet sein oder den ersten Schwingungsentkoppler entlang der Wellenachse überlappen. Der zweite Schwingungsentkoppler kann im Wesentlichen entsprechend dem ersten Schwingungsentkoppler ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der zweite Schwingungsentkoppler über eine starre Kopftragstruktur, insbesondere eine Tragplatte, mit dem zweiten Schwingungsentkoppler verbunden. Der zweite Schwingungsentkoppler wirkt vorzugsweise zwischen der Handgriffeinrichtung und/oder Motor und dem Stopfpickel und/oder dem Schwingungserzeuger und/oder zwischen der Handgriffeinrichtung und dem Motor. Der zweite Schwingungsentkoppler kann eine beschränkte Relativbewegung zwischen dem mindestens einen Handgriff und dem Stopfpickel und/oder dem Schwingungserzeuger und/oder dem Motor und/oder zwischen dem Motor und dem Stopfpickel und/oder dem Schwingungserzeuger, insbesondere in eine beliebige Horizontalrichtung und/oder in Vertikalrichtung, freigeben. Der zweite Schwingungsentkoppler kann mindestens ein Entkopplungselement, insbesondere ein Federelement und/oder ein Dämpfungselement, insbesondere ein gummielastisches Element, aufweisen. Vorzugsweise weisen der erste und/oder der zweite Schwingungsentkoppler mehrere der Entkopplungselemente auf.A hand tamping machine according to claim 13 ensures even lower vibrations on the at least one handle. The hand tamping machine can have the first and/or the second vibration decoupler. The second vibration decoupler can be arranged above or below the first vibration decoupler or can overlap the first vibration decoupler along the shaft axis. The second vibration decoupler can be designed essentially in accordance with the first vibration decoupler. Preferably, the second vibration decoupler is connected to the second vibration decoupler via a rigid head support structure, in particular a support plate. The second vibration decoupler preferably acts between the handle device and/or motor and the tamping pick and/or the vibration generator and/or between the handle device and the motor. The second vibration decoupler can provide a limited relative movement between the at least one handle and the tamping pick and/or the vibration generator and/or the motor and/or between the motor and the tamping pick and/or the vibration generator, in particular in any horizontal direction and/or in the vertical direction. The second vibration decoupler can have at least one decoupling element, in particular a spring element and/or a damping element, in particular a rubber-elastic element. The first and/or the second vibration decoupler preferably have several of the decoupling elements.

Eine Handstopfmaschine nach Anspruch 14 ist besonders flexibel einsetzbar. Vorzugsweise umfasst die Handstopfmaschine eine Energiequelle, insbesondere einen Treibstofftank zum Versorgen des Verbrennungsmotors mit Treibstoff oder einen Akkumulator zum Versorgen des Elektromotors mit elektrischer Leistung.A hand tamping machine according to claim 14 can be used particularly flexibly. The hand tamping machine preferably comprises an energy source, in particular a fuel tank for supplying the internal combustion engine with fuel or an accumulator for supplying the electric motor with electrical power.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1
eine Vorderansicht einer Handstopfmaschine zum Verdichten von Gleisschotter mit einem Stopfpickel zum Eindringen in den Gleisschotter, einem Schwingungserzeuger, einem Motor zum Drehantreiben des Schwingungserzeugers und einer Handgriffeinrichtung zum Führen der Handstopfmaschine im Betrieb, und
Fig. 2
eine Schnittdarstellung der Handstopfmaschine in Fig. 1 durch eine Drehachse einer Antriebswelle, welche den Motor drehmomentübertragend mit dem Schwingungserzeuger verbindet.
Further features, details and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment based on the figures. Show it:
Fig. 1
a front view of a hand tamping machine for compacting track ballast with a tamping pick for penetrating the track ballast, a vibration generator, a motor for rotating the vibration generator and a handle device for guiding the hand tamping machine during operation, and
Fig. 2
a sectional view of the hand tamping machine in Fig. 1 through a rotation axis of a drive shaft, which drives the motor connects to the vibration generator in a torque-transmitting manner.

Anhand der Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Handstopfmaschine 1 zum Verdichten von Gleisschotter 2 beschrieben. Gleisschienen 3 sind an Gleisschwellen 4 angebracht, die auf dem Gleisschotter 2 aufliegen. In der Fig. 1 ist die Handstopfmaschine 1 im Betrieb dargestellt, wobei die Handstopfmaschine 1 zum Verdichten des Gleisschotters 2 in einer vertikalen Ausrichtung bis in eine Tiefe unterhalb der Gleisschwellen 4 in den Gleisschotter 2 eindringt.Based on Fig. 1 and Fig. 2 a hand tamping machine 1 for compacting track ballast 2 is described. Track rails 3 are attached to track sleepers 4, which rest on the track ballast 2. In the Fig. 1 the hand tamping machine 1 is shown in operation, with the hand tamping machine 1 penetrating the track ballast 2 in a vertical orientation to a depth below the track sleepers 4 for compacting the track ballast 2.

Die Handstopfmaschine 1 weist einen Stopfpickel 5, einen Schwingungserzeuger 6, einen Motor 7 und eine Handgriffeinrichtung 8 auf. Der Stopfpickel 5 umfasst ein Stopfpickelrohr 9 und einen Schotterkontaktaufsatz 10, der das Stopfpickelrohr 9 zumindest abschnittsweise umgibt. Der dem Verschleiß unterliegende Schotterkontaktaufsatz 10 ist an dem Stopfpickelrohr 9 austauschbar angebracht.The hand tamping machine 1 has a tamping pick 5, a vibration generator 6, a motor 7 and a handle device 8. The tamping pick 5 comprises a tamping pick tube 9 and a gravel contact attachment 10, which surrounds the tamping pick tube 9 at least in sections. The gravel contact attachment 10, which is subject to wear, is attached to the tamping pick tube 9 in an exchangeable manner.

Der Schwingungserzeuger 6 ist dazu ausgebildet, den Stopfpickel 5 zur Vibration anzuregen. Der Motor 7 und der Schwingungserzeuger 6 sind zum Anregen einer Schwingungsfrequenz in einem Bereich von 20 Hz bis 100 Hz, insbesondere von 30 Hz bis 60 Hz, ausgebildet. Der Schwingungserzeuger 6 weist eine Exzenterwelle 11 auf, die um eine Exzenterachse 12 mittels zweier Rohrlager 13a, 13b drehbar in dem Stopfpickelrohr 9 gelagert ist. An der Exzenterwelle 11 ist eine Unwuchtmasse 14 angebracht. In einer Richtung senkrecht zur Exzenterachse 12 ist die Unwuchtmasse 14 vollständig von dem Stopfpickelrohr 9 und dem Schotterkontaktaufsatz 10 überlappt.The vibration generator 6 is designed to stimulate the tamping pick 5 to vibrate. The motor 7 and the vibration generator 6 are designed to excite a vibration frequency in a range from 20 Hz to 100 Hz, in particular from 30 Hz to 60 Hz. The vibration generator 6 has an eccentric shaft 11, which is rotatably mounted in the tamping pick tube 9 about an eccentric axis 12 by means of two pipe bearings 13a, 13b. An unbalance mass 14 is attached to the eccentric shaft 11. In a direction perpendicular to the eccentric axis 12, the unbalanced mass 14 is completely overlapped by the tamping pick tube 9 and the ballast contact attachment 10.

Der Motor 7 ist ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Benzinmotor. Alternativ kann der Motor 7 auch als Elektromotor ausgebildet sein. Zum Drehantreiben des Schwingungserzeugers 6 ist der Motor 7 mit diesem über eine Antriebswelle 15 verbunden. Die Antriebswelle 15 ist um eine Wellenachse 16 drehbar gelagert. Mit der Exzenterwelle 11 ist die Antriebswelle 15 reversibel lösbar und drehmomentübertragend verbunden. Die Antriebswelle 15 kann mit der Exzenterwelle 11 alternativ unlösbar verbunden sein, insbesondere einstückig mit dieser ausgebildet sein. Die Exzenterwelle 11 und die Antriebswelle 15 sind koaxial ausgebildet.The engine 7 is an internal combustion engine, in particular a gasoline engine. Alternatively, the motor 7 can also be designed as an electric motor. To drive the vibration generator 6 in rotation, the motor 7 is connected to it via a drive shaft 15. The drive shaft 15 is rotatably mounted about a shaft axis 16. The drive shaft 15 is reversibly detachably connected to the eccentric shaft 11 and transmits torque. The drive shaft 15 can alternatively be non-detachably connected to the eccentric shaft 11, in particular formed in one piece with it. The eccentric shaft 11 and the drive shaft 15 are coaxial.

Die Handgriffeinrichtung 8 weist zwei Handgriffe 17a, 17b auf. Die Handgriffe 17a, 17b umfassen einen Kunststoff, insbesondere sind diese als Gummigriffe ausgebildet. Der Motor 7 weist ein Leistungseinstellelement 18, insbesondere einen Gashebel, zum Regulieren der Leistungsabgabe auf. Das Leistungseinstellelement 18 ist an dem ersten Handgriff 17a derart angeordnet, dass der Benutzer zum Einstellen der Motorleistung die Hand nicht von dem Handgriff 17a lösen muss.The handle device 8 has two handles 17a, 17b. The handles 17a, 17b comprise a plastic, in particular they are designed as rubber handles. The engine 7 has a power adjustment element 18, in particular a throttle lever, for regulating the power output. The power adjustment element 18 is arranged on the first handle 17a in such a way that the user does not have to release his hand from the handle 17a to adjust the motor power.

Die Handgriffe 17a, 17b sind über eine Tragstruktur 19 mit dem Motor 7 und dem Stopfpickel 5 verbunden. Die Tragstruktur 19 ist eine Rohrstruktur, die im Wesentlichen aus Metall besteht.The handles 17a, 17b are connected to the motor 7 and the tamping pick 5 via a support structure 19. The support structure 19 is a tubular structure that essentially consists of metal.

Die Handstopfmaschine 1 weist einen ersten Schwingungsentkoppler 20 und einen zweiten Schwingungsentkoppler 21 auf. Der erste Schwingungsentkoppler 20 wirkt zwischen dem Stopfpickel 5 und der Handgriffeinrichtung 8 sowie dem Motor 7. Hierzu ist der erste Schwingungsentkoppler 20 über eine stopfpickelseitige Anschlussstelle 22 mit dem Stopfpickel 5 verbunden. Eine handgriffseitige Anschlussstelle 23 des ersten Schwingungsentkopplers 20 ist verbunden mit der Handgriffeinrichtung 8 und dem Motor 7. Insbesondere ist der erste Schwingungsentkoppler 20 über die stopfpickelseitige Anschlussstelle 22 an einer Pickeltragstruktur 24 angebracht. Über die handgriffseitige Anschlussstelle 23 ist der erste Schwingungsentkoppler 20 an einer Kopftragstruktur 25 angebracht. Die Kopftragstruktur 25 ist als Tragplatte ausgebildet. Der Motor 7 ist an der Kopftragstruktur 25, insbesondere starr, angebracht.The hand tamping machine 1 has a first vibration decoupler 20 and a second vibration decoupler 21. The first vibration decoupler 20 acts between the tamping pick 5 and the handle device 8 and the motor 7. For this purpose, the first vibration decoupler 20 is connected to the tamping pick 5 via a connection point 22 on the tamping pick side. A handle-side connection point 23 of the first vibration decoupler 20 is connected to the handle device 8 and the motor 7. In particular, the first vibration decoupler 20 is attached to a pick support structure 24 via the connection point 22 on the tamping pick side. The first vibration decoupler 20 is attached to a head support structure 25 via the handle-side connection point 23. The head support structure 25 is designed as a support plate. The motor 7 is attached, in particular rigidly, to the head support structure 25.

Der zweite Schwingungsentkoppler 21 wirkt zwischen der Handgriffeinrichtung 8 und dem Stopfpickel 5 sowie dem Motor 7, insbesondere der Kopftragstruktur 25. Hierzu ist der zweite Schwingungsentkoppler 21 über eine stopfpickelseitige Anschlussstelle 26 mit dem Stopfpickel 5 verbunden, insbesondere an der Kopftragstruktur 25 angebracht. Mit der Handgriffeinrichtung 8 verbunden, insbesondere an der Tragstruktur 10 angebracht ist der zweite Schwingungsentkoppler 21 über eine handgriffseitige Anschlussstelle 27.The second vibration decoupler 21 acts between the handle device 8 and the tamping pick 5 and the motor 7, in particular the head support structure 25. For this purpose, the second vibration decoupler 21 is connected to the tamping pick 5 via a connection point 26 on the tamping pick side, in particular attached to the head support structure 25. The second vibration decoupler 21 is connected to the handle device 8, in particular attached to the support structure 10, via a connection point 27 on the handle side.

Der erste Schwingungsentkoppler 20 und der zweite Schwingungsentkoppler 21 umfassen jeweils vier Entkopplungselemente 28a, 28b aus einem gummielastischen Material. Die Entkopplungselemente 28a, 28b des jeweiligen Schwingungsentkopplers 20, 21 sind zueinander parallel geschaltet. Der zweite Schwingungsentkoppler 21 ist zu dem ersten Schwingungsentkoppler 20 in Serie geschaltet.The first vibration decoupler 20 and the second vibration decoupler 21 each comprise four decoupling elements 28a, 28b made of a rubber-elastic material. The decoupling elements 28a, 28b of the respective vibration decoupler 20, 21 are connected in parallel with one another. The second vibration decoupler 21 is connected in series to the first vibration decoupler 20.

Die beiden Schwingungsentkoppler 20, 21 ermöglichen jeweils eine begrenzte Relativbewegung der stopfpickelseitigen Anschlussstellen 22, 26 zu den handgriffseitigen Anschlussstellen 23, 27 in allen Raumrichtungen.The two vibration decouplers 20, 21 each enable a limited relative movement of the connection points 22, 26 on the tamping pick side to the connection points 23, 27 on the handle side in all spatial directions.

Zur Leistungsübertragung zwischen dem Motor 5 und dem Schwingungserzeuger 6 unter Toleranz entsprechender Relativbewegungen ist die Antriebswelle 15 zweiteilig ausgebildet. Zwischen einem ersten Antriebswellenteil 29 und einem zweiten Antriebswellenteil 30 wirkt ein dritter Schwingungsentkoppler 31. Der erste Antriebswellenteil 29 ist mit dem zweiten Antriebswellenteil 30 über den dritten Schwingungsentkoppler 31 drehmomentübertragend verbunden. Der dritte Schwingungsentkoppler 31 ermöglicht eine begrenzte Verschiebung des ersten Antriebswellenteils 29 zu dem zweiten Antriebswellenteil 30 entlang der Wellenachse 16 und eine begrenzte relative Schwenkbewegung um eine beliebige Achse senkrecht zu der Wellenachse 16.The drive shaft is used to transmit power between the motor 5 and the vibration generator 6 while tolerating corresponding relative movements 15 designed in two parts. A third vibration decoupler 31 acts between a first drive shaft part 29 and a second drive shaft part 30. The first drive shaft part 29 is connected to the second drive shaft part 30 via the third vibration decoupler 31 in a torque-transmitting manner. The third vibration decoupler 31 enables a limited displacement of the first drive shaft part 29 to the second drive shaft part 30 along the shaft axis 16 and a limited relative pivoting movement about any axis perpendicular to the shaft axis 16.

Die Handstopfmaschine 1 weist eine Bauhöhe H von 1060 mm auf, die der Gesamtabmessung der Handstopfmaschine 1 entlang der Wellenachse 16 entspricht. Ein Maschinen-Schwerpunkt SP0 befindet sich entlang der Wellenachse 16 in der Mitte der Handstopfmaschine 1. Der Maschinen-Schwerpunkt SP0 ist von den Handgriffen 17a, 17b in einem Abstand hG0 von 530 mm angeordnet.The hand tamping machine 1 has a height H of 1060 mm, which corresponds to the overall dimension of the hand tamping machine 1 along the shaft axis 16. A machine center of gravity SP0 is located along the shaft axis 16 in the middle of the hand tamping machine 1. The machine center of gravity SP0 is arranged from the handles 17a, 17b at a distance hG0 of 530 mm.

Abstände in Bezug auf den mindestens einen Handgriff 17a, 17b bemessen sich zur Oberseite des Handgriffs 17a, 17b. Generell wird bei der Bestimmung der Massen und Abmessungen der Handstopfmaschine 1 von einem einsatzbereiten Zustand der Handstopfmaschine 1 ausgegangen, in welchem insbesondere der Schotterkontaktaufsatz 10 an dem Stopfpickelrohr 9 angebracht ist bzw. ein Treibstofftank 32 des Motors 7 beispielsweise zur Hälfte mit Treibstoff gefüllt ist.Distances in relation to the at least one handle 17a, 17b are measured from the top of the handle 17a, 17b. In general, when determining the masses and dimensions of the hand tamping machine 1, it is assumed that the hand tamping machine 1 is ready for use, in which in particular the ballast contact attachment 10 is attached to the tamping pick tube 9 or a fuel tank 32 of the engine 7 is, for example, half filled with fuel.

Ein Motor-Schwerpunkt SPM ist unterhalb der Handgriffe 17a, 17b in einem Abstand hGM von 240 mm zu den Handgriffen 17a, 17b angeordnet. Entsprechend beträgt ein Abstand h0M zwischen dem Maschinen-Schwerpunkt SP0 und dem Motor-Schwerpunkt SPM 290 mm.A motor center of gravity SPM is arranged below the handles 17a, 17b at a distance hGM of 240 mm from the handles 17a, 17b. Accordingly, a distance h0M between the machine center of gravity SP0 and the motor center of gravity SPM is 290 mm.

Die handgriffseitige Anschlussstelle 23 des ersten Schwingungsentkopplers 20 ist in einem Abstand hT0 von 120 mm von dem Maschinen-Schwerpunkt SP0 angeordnet. Folglich beträgt ein Abstand hMT zwischen dem Motor-Schwerpunkt SPM und der handgriffseitigen Anschlussstelle 23 170 mm und der Abstand hGM zwischen dem Motor-Schwerpunkt SPM und den Handgriffen 17a, 17b beträgt 240 mm. Ein Abstand ht0 zwischen dem Maschinen-Schwerpunkt SP0 und der stopfpickelseitigen Anschlussstelle 22 des ersten Schwingungsentkopplers 20 beträgt 60 mm.The handle-side connection point 23 of the first vibration decoupler 20 is arranged at a distance hT0 of 120 mm from the machine center of gravity SP0. Consequently, a distance hMT between the motor center of gravity SPM and the handle-side connection point 23 is 170 mm and the distance hGM between the motor center of gravity SPM and the handles 17a, 17b is 240 mm. A distance ht0 between the machine center of gravity SP0 and the tamping pick-side connection point 22 of the first vibration decoupler 20 is 60 mm.

Ein Abstand h0F zwischen dem Maschinen-Schwerpunkt SP0 und einem Kraftangriffspunkt KP der von dem Schwingungserzeuger 6 bereitgestellten, resultierenden Exzenterkraft F beträgt 383 mm.A distance h0F between the machine center of gravity SP0 and a force application point KP of the resulting eccentric force F provided by the vibration generator 6 is 383 mm.

Die Funktionsweise der Handstopfmaschine 1 ist wie folgt:
Die Handstopfmaschine 1 befindet sich in einem betriebsfähigen Zustand, in dem der Treibstofftank 32 halb gefüllt und der Schotterkontaktaufsatz 10 an dem Stopfpickelrohr 9 angebracht ist. Der Benutzer greift die Handstopfmaschine 1 an den Handgriffen 17a, 17b, um diese an die zu verdichtende Stelle des Gleisschotters 2 zu tragen. Der Motor 7 wird gestartet und treibt den Schwingungserzeuger 6 entsprechend der über das Leistungseinstellelement 18 eingestellten Leistung an. Der Schwingungserzeuger 6 versetzt den Stopfpickel 5 in Schwingung. Von dem Benutzer über die Handgriffe 17a, 17b geführt und unter Einwirkung des Gewichts der Handstopfmaschine 1 dringt der Stopfpickel 5 in den Gleisschotter 2 ein.The functionality of the hand tamping machine 1 is as follows:
The hand tamping machine 1 is in an operational state in which the fuel tank 32 is half full and the ballast contact attachment 10 is attached to the tamping pick tube 9. The user grasps the hand tamping machine 1 by the handles 17a, 17b in order to carry it to the location of the track ballast 2 to be compacted. The motor 7 is started and drives the vibration generator 6 according to the power set via the power setting element 18. The vibration generator 6 causes the tamping pick 5 to vibrate. Guided by the user via the handles 17a, 17b and under the influence of the weight of the hand tamping machine 1, the tamping pick 5 penetrates the track ballast 2.

Der Stopfpickel 5 überträgt die Vibrationsbewegung auf den Gleisschotter 2, der hierdurch verdichtet wird. Zum Unterstützen des Unterstopfens der Gleisschwelle 4 kann der Benutzer die Handstopfmaschine 1 um eine, insbesondere parallel zu der jeweiligen Gleisschwelle 4 orientierte, Horizontalachse schwenken. Hierdurch kann eine Verdichtung des Gleisschotters 2 unterhalb der Gleisschwelle 4 besonders effizient und zuverlässig erreicht werden.The tamping pick 5 transmits the vibration movement to the track ballast 2, which is thereby compacted. To support the tamping of the Track sleeper 4, the user can pivot the hand tamping machine 1 about a horizontal axis, in particular oriented parallel to the respective track sleeper 4. As a result, compaction of the track ballast 2 below the track sleeper 4 can be achieved particularly efficiently and reliably.

Die an den Handgriffen 17a, 17b angeregten Schwingungen resultieren zumindest teilweise aus einer Starrkörperbewegung der Handstopfmaschine 1. In der Fig. 1 ist die Wellenachse 16 in der Vertikalorientierung der Handstopfmaschine 1 dargestellt. Die zur Vertikalrichtung schräg eingezeichnete Wellenachse 16' symbolisiert die sich aufgrund der Exzenterkraft F ergebende Starrkörperbewegung der Gleisstopfmaschine 1. Hierbei ist die resultierende Schwingungsamplitude stark überhöht dargestellt. Unberücksichtigt ist bei der Starrkörperschwingung die begrenzte Steifigkeit der Handstopfmaschine 1, insbesondere der Schwingungsentkoppler 20, 21. In einem Schwingungsknotenpunkt SKP, dessen Position von der Massenverteilung der Handstopfmaschine 1 abhängig ist, liegt ein Minimum der Schwingungsamplitude vor, insbesondere ist diese Null. Entlang der Wellenachse 16 beträgt ein Abstand hGP zwischen den Handgriffen 17a, 17b und dem Schwingungsknotenpunkt SKP 60 mm. Aufgrund der Nähe der Handgriffe 17a, 17b zu dem Schwingungsknotenpunkt SKP ist die jeweilige, an den Handgriffen 17a, 17b vorliegende Schwingungsamplitude besonders gering.The vibrations excited on the handles 17a, 17b result at least in part from a rigid body movement of the hand tamping machine 1. In the Fig. 1 the shaft axis 16 is shown in the vertical orientation of the hand tamping machine 1. The shaft axis 16 ', drawn obliquely to the vertical direction, symbolizes the rigid body movement of the track tamping machine 1 resulting from the eccentric force F. The resulting vibration amplitude is shown to be greatly exaggerated. The rigid body vibration does not take into account the limited rigidity of the hand tamping machine 1, in particular the vibration decoupler 20, 21. In a vibration node SKP, the position of which depends on the mass distribution of the hand tamping machine 1, there is a minimum of the oscillation amplitude, in particular this is zero. Along the shaft axis 16, a distance hGP between the handles 17a, 17b and the oscillation node SKP is 60 mm. Due to the proximity of the handles 17a, 17b to the oscillation node SKP, the respective vibration amplitude present on the handles 17a, 17b is particularly low.

Die Schwingungsentkoppler 20, 21, 31 reduzieren die von dem Stopfpickel 5 und/oder dem Schwingungserzeuger 6 auf die Handgriffeinrichtung 8, insbesondere die Handgriffe 17a, 17b, und den Motor 7 übertragenen Schwingungen. Hierdurch kann die Lebensdauer des Motors 7 aufgrund reduzierter Beanspruchungen verlängert werden. Ferner resultiert eine erhebliche Entlastung des Benutzers.The vibration decouplers 20, 21, 31 reduce the vibrations transmitted from the tamping pick 5 and/or the vibration generator 6 to the handle device 8, in particular the handles 17a, 17b, and the motor 7. This can shorten the service life of the motor 7 reduced stress can be extended. Furthermore, this results in considerable relief for the user.

Besonders vorteilhaft wirkt sich der große Abstand hGM zwischen den Handgriffen 17a, 17b und dem Motor-Schwerpunkt SPM, insbesondere im Verhältnis zur Höhe H, auf den Bedienkomfort aus. Die durch den Motor 7 gebildete Quelle für Lärm- und/oder Abgasemission ist somit besonders weit vom Kopf des Benutzers entfernt. Zudem ist der Motor 7 besonders nahe am Maschinen-Schwerpunkt SP0 angeordnet, wodurch der Motor 7 aufgrund dort herrschender erhöhter Inertialdämpfung besonders geringen Schwingungslasten ausgesetzt ist.The large distance hGM between the handles 17a, 17b and the motor center of gravity SPM, especially in relation to the height H, has a particularly advantageous effect on the ease of use. The source of noise and/or exhaust emissions formed by the motor 7 is therefore particularly far away from the user's head. In addition, the motor 7 is arranged particularly close to the machine's center of gravity SP0, whereby the motor 7 is exposed to particularly low vibration loads due to the increased inertial damping there.

Es wurde erkannt, dass die über die Handgriffe 17a, 17b auf den Benutzer einwirkenden Reaktionskräfte abhängig sind von den vorgenannten Abständen, insbesondere der Anordnung des Maschinen-Schwerpunkts SP0, des Motor-Schwerpunkts SPM, des Kraftangriffspunkts KP und der Handgriff 17a, 17b entlang der Wellenachse 16. Die vorliegende Wahl der Abstände resultiert insbesondere in der Anordnung der Handgriffe 17a, 17b nahe des Schwingungsknotenpunkts SKP. Bei der vorliegenden Handstopfmaschine 1 sind die auf den Benutzer einwirkenden Reaktionskräfte bzw. die Schwingungsanregung an den Handgriffen 17a, 17b besonders gering. Die Handstopfmaschine 1 ist somit besonders benutzerfreundlich im Betrieb.It was recognized that the reaction forces acting on the user via the handles 17a, 17b depend on the aforementioned distances, in particular the arrangement of the machine center of gravity SP0, the motor center of gravity SPM, the force application point KP and the handle 17a, 17b along the Shaft axis 16. The present choice of distances results in particular in the arrangement of the handles 17a, 17b near the oscillation node SKP. In the present hand tamping machine 1, the reaction forces acting on the user or the vibration excitation on the handles 17a, 17b are particularly low. The hand tamping machine 1 is therefore particularly user-friendly to operate.

Claims (14)

Handstopfmaschine (1) zum Verdichten von Gleisschotter (2), aufweisend - einen Stopfpickel (5) zum Eindringen in den Gleisschotter (2), - einen Schwingungserzeuger (6) zum Schwingungsanregen des Stopfpickels (5), wobei der Schwingungserzeuger (6) zumindest abschnittsweise in einem Stopfpickelrohr (9) angeordnet ist, - einen Motor (7), der über eine Antriebswelle (15) mit dem Schwingungserzeuger (6) verbunden ist, - eine Handgriffeinrichtung (8) mit mindestens einem Handgriff (17a, 17b) zum Führen der Handstopfmaschine (1) im Betrieb, dadurch gekennzeichnet, dass
entlang einer Wellenachse (16) der Antriebswelle (15) der mindestens eine Handgriff (17a, 17b) - um mindestens 30 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) oberhalb des Maschinen-Schwerpunkts (SPO) der Handstopfmaschine (1) angeordnet ist und/oder - um mindestens 15 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) oberhalb des Motor-Schwerpunkts (SPM) des Motors (7) angeordnet ist. Hand tamping machine (1) for compacting track ballast (2), comprising - a tamping pick (5) to penetrate the track ballast (2), - a vibration generator (6) for exciting the tamping pick (5) to oscillate, the vibration generator (6) being arranged at least in sections in a tamping pick tube (9), - a motor (7) which is connected to the vibration generator (6) via a drive shaft (15), - a handle device (8) with at least one handle (17a, 17b) for guiding the hand tamping machine (1) during operation, characterized in that
the at least one handle (17a, 17b) along a shaft axis (16) of the drive shaft (15) - is arranged at least 30% of the overall height (H) of the hand tamping machine (1) above the machine center of gravity (SPO) of the hand tamping machine (1) and/or - is arranged at least 15% of the overall height (H) of the hand tamping machine (1) above the motor center of gravity (SPM) of the motor (7). Handstopfmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Wellenachse (16) der mindestens eine Handgriff (17a, 17b) um mindestens 40 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) oberhalb des Maschinen-Schwerpunkts (SPO) angeordnet ist.Hand tamping machine (1) according to claim 1, characterized in that along the shaft axis (16) the at least one handle (17a, 17b) is arranged above the machine's center of gravity (SPO) by at least 40% of the overall height (H) of the hand tamping machine (1). is. Handstopfmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Wellenachse (16) der Maschinen-Schwerpunkt (SPO) maximal 60 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) unterhalb des mindestens einen Handgriffs (17a, 17b) angeordnet ist.Hand tamping machine (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the machine center of gravity is along the shaft axis (16). (SPO) a maximum of 60% of the overall height (H) of the hand tamping machine (1) is arranged below the at least one handle (17a, 17b). Handstopfmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Wellenachse (16) der mindestens eine Handgriff (17a, 17b) um mindestens 20 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) oberhalb des Motor-Schwerpunkts (SPM) angeordnet ist.Hand tamping machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that along the shaft axis (16) the at least one handle (17a, 17b) is at least 20% of the overall height (H) of the hand tamping machine (1) above the motor center of gravity (SPM ) is arranged. Handstopfmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Wellenachse (16) ein Abstand zwischen dem mindestens einen Handgriff (17a, 17b) und einem Schwingungsknotenpunkt (SKP) der Handstopfmaschine (1) aufgrund der Schwingungsanregung durch den Schwingungserzeuger (6) maximal 15 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) beträgt.Hand tamping machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that along the shaft axis (16) there is a distance between the at least one handle (17a, 17b) and a vibration node (SKP) of the hand tamping machine (1) due to the vibration excitation by the vibration generator ( 6) is a maximum of 15% of the overall height (H) of the hand tamping machine (1). Handstopfmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsknotenpunkt (SKP) durch eine Starrkörperbewegung und/oder eine elastische Verformung der Handstopfmaschine (1) verursacht ist.Hand tamping machine (1) according to claim 5, characterized in that the oscillation node (SKP) is caused by a rigid body movement and/or an elastic deformation of the hand tamping machine (1). Handstopfmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten Schwingungsentkoppler (20), der zwischen dem Stopfpickel (5) und der Handgriffeinrichtung (8) und/oder dem Motor (7) wirkt.Hand tamping machine (1) according to one of the preceding claims, characterized by a first vibration decoupler (20) which acts between the tamping pick (5) and the handle device (8) and/or the motor (7). Handstopfmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine handgriffseitige Anschlussstelle (23) und/oder eine stopfpickelseitige Anschlussstelle (22) des ersten Schwingungsentkopplers (20) oberhalb des Maschinen-Schwerpunkts (SPO) angeordnet sind.Hand tamping machine (1) according to claim 7, characterized in that a connection point (23) on the handle side and/or a tamping pick side Connection point (22) of the first vibration decoupler (20) are arranged above the machine center of gravity (SPO). Handstopfmaschine (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (hGM) des mindestens einen Handgriffs (17a, 17b) von dem Motor-Schwerpunkt (SPM) und ein Abstand (hMT) des Motor-Schwerpunkts (SPM) von einer handgriffseitigen Anschlussstelle (23) des ersten Schwingungsentkopplers (20) in einem Verhältnis im Bereich von 1:1 bis 4:1 vorliegt.Hand tamping machine (1) according to claim 7 or 8, characterized in that a distance (hGM) of the at least one handle (17a, 17b) from the motor center of gravity (SPM) and a distance (hMT) of the motor center of gravity (SPM) from a handle-side connection point (23) of the first vibration decoupler (20) is present in a ratio in the range from 1:1 to 4:1. Handstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Wellenachse (16) ein Abstand (ht0) zwischen einer stopfpickelseitigen Anschlussstelle (22) des ersten Schwingungsentkopplers (20) und dem Maschinen-Schwerpunkt (SPO) maximal 15 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) beträgt.Hand tamping machine (1) according to one of claims 7 to 9, characterized in that along the shaft axis (16) a distance (ht0) between a tamping pick-side connection point (22) of the first vibration decoupler (20) and the machine center of gravity (SPO) is a maximum of 15 % of the overall height (H) of the hand tamping machine (1). Handstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Wellenachse (16) ein Abstand (hT0) zwischen einer handgriffseitigen Anschlussstelle (23) des ersten Schwingungsentkopplers (20) und dem Maschinen-Schwerpunkt (SPO) maximal 20 % der Bauhöhe (H) der Handstopfmaschine (1) beträgt.Hand tamping machine (1) according to one of claims 7 to 10, characterized in that along the shaft axis (16) a distance (hT0) between a handle-side connection point (23) of the first vibration decoupler (20) and the machine center of gravity (SPO) is a maximum of 20 % of the overall height (H) of the hand tamping machine (1). Handstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwingungsentkoppler (20) und/oder ein zweiter Schwingungsentkoppler (21) vollständig oberhalb des Maschinen-Schwerpunkts (SPO) angeordnet sind.Hand tamping machine (1) according to one of claims 7 to 11, characterized in that the first vibration decoupler (20) and/or a second vibration decoupler (21) are arranged completely above the machine's center of gravity (SPO). Handstopfmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten Schwingungsentkoppler (21), der zwischen der Handgriffeinrichtung (8) und dem Stopfpickel (5) und/oder dem Motor (7) wirkt.Hand tamping machine (1) according to one of the preceding claims, characterized by a second vibration decoupler (21), which acts between the handle device (8) and the tamping pick (5) and/or the motor (7). Handstopfmaschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (7) ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor ist.Hand tamping machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the motor (7) is an internal combustion engine or an electric motor.
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