WO2024121053A1 - Stopfmaschine zum unterstopfen von schwellen eines gleises - Google Patents

Stopfmaschine zum unterstopfen von schwellen eines gleises Download PDF

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WO2024121053A1
WO2024121053A1 PCT/EP2023/084115 EP2023084115W WO2024121053A1 WO 2024121053 A1 WO2024121053 A1 WO 2024121053A1 EP 2023084115 W EP2023084115 W EP 2023084115W WO 2024121053 A1 WO2024121053 A1 WO 2024121053A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tamping
machine
frame
satellite
unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/084115
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolaus MATZINGER
Original Assignee
Plasser & Theurer, Export von Bahnbaumaschinen, Gesellschaft m.b.H.
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 Plasser & Theurer, Export von Bahnbaumaschinen, Gesellschaft m.b.H. filed Critical Plasser & Theurer, Export von Bahnbaumaschinen, Gesellschaft m.b.H.
Publication of WO2024121053A1 publication Critical patent/WO2024121053A1/de

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E01B27/17—Sleeper-tamping machines combined with means for lifting, levelling or slewing the track
    • 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 tamping machine for tamping sleepers of a track, with a machine frame supported on rail chassis and a satellite frame arranged between the rail chassis, which is supported at the rear on its own rail chassis with respect to a working direction and is connected to the machine frame at the front via a frame guide so as to be longitudinally displaceable and on which a tamping unit is arranged between the own rail chassis and the frame guide, wherein the satellite frame can be supported relative to the machine frame by means of a support device.
  • a tamping machine of this type for continuous operation is known from AT 413 554 B.
  • a longitudinally movable satellite is arranged on a main machine, the satellite comprising a tamping unit and a lifting and straightening unit.
  • the main machine travels continuously with rail carriages along a track to be tamped.
  • the satellite moves cyclically from sleeper to sleeper in the working direction, with only the satellite being stopped for the duration of a tamping process. In this way, the entire mass of the tamping machine does not have to be cyclically braked and accelerated again.
  • the satellite comprises its own rail carriage, above which a support device is arranged to support the satellite relative to the machine frame. This is intended to prevent the satellite from lifting off in the area of the rail carriage when the tamping picks of the tamping unit are immersed in a ballast bed. Description of the invention
  • the invention is based on the object of improving a tamping machine of the type mentioned at the outset in such a way that an optimal tamping process is ensured with a satellite of lightweight construction regardless of the condition of a ballast bed.
  • the support device is arranged directly above the tamping unit. In this way, the weight of the main machine is used to exert a support force directly on the tamping unit via the support device. A leverage effect that places a load on the satellite frame with respect to the frame guide and its own rail chassis is avoided.
  • the support above the rail chassis known from the prior art causes a leverage effect when the tamping unit is lowered and a resulting bending stress on the satellite frame.
  • the solution according to the invention enables a particularly lightweight construction of the satellite frame. The energy required to accelerate and decelerate the satellite during a tamping cycle is thereby minimized.
  • the tamping unit is designed as a series tamping unit with several rows of separately height-adjustable tamping units, optionally for the simultaneous tamping of several sleepers or for the tamping of individual sleepers.
  • the counterforces that act on the tamping picks during a simultaneous penetration process from the ballast bed increase. In a hard ballast bed, this increase in the counterforces exceeds the increase in the weight force due to the additional Tamping units. Therefore, the arrangement of the support device directly above a row tamping unit is particularly useful.
  • Such a row tamping unit is advantageously combined with a further development of the support device, which comprises at least two pressure units that are spaced apart from one another in the working direction and can be activated separately.
  • Each pressure unit exerts its own support force, with a front pressure unit being assigned to a front row of tamping units and a rear pressure unit being assigned to a rear row of tamping units.
  • the arrangement of two pressure units for three rows of tamping units is particularly efficient. When the front tamping units are lowered alone, only the front pressure unit is activated, and when the rear tamping units are lowered alone, only the rear pressure unit is activated. When the middle tamping units are lowered alone, both pressure units are activated.
  • the support force is always applied approximately above the tamping units in use.
  • Examples of separate lowering of tamping units of a three-row row tamping unit are known from AT 524005 A1.
  • the separate activation of tamping units is also useful in the area of a switch or when there are obstacles on the track.
  • the respective pressure unit comprises a first sliding element that can be adjusted against a second sliding element.
  • the contacted sliding surfaces are aligned horizontally in particular, which also enables lateral sliding movements, for example the first sliding element on the satellite frame can be lowered or the second sliding element on the machine frame can be raised.
  • the supporting effect of the respective pressure unit can be switched off during a transfer run of the tamping machine so that all spring travel of the rail chassis can be used.
  • the respective supporting force can be varied using adjustable adjusting means.
  • the respective pressure unit of another preferred variant of the invention comprises at least one rotatable rolling element, which is in particular mounted on a longitudinal guide aligned in the working direction can be rolled off. While the satellite moves relative to the main machine, the rolling element assigned to the satellite frame rolls on a counter surface arranged on the machine frame and transfers the supporting force directly to the assigned tamping units.
  • the respective pressure unit is arranged on the machine frame and the counter surface on the satellite frame.
  • the at least one rolling element is arranged in the associated pressure unit in a height-adjustable manner by means of a drive.
  • this height adjustability enables a temporary deactivation of the respective pressure unit. This is useful during a transfer run of the tamping machine in order to be able to use the spring travel of the rail chassis without hindrance.
  • the support effect of the support device can be adjusted by adjusting the height of the at least one rolling element.
  • At least one rolling element is guided in a guide rail arranged on the machine frame. This allows the movements of the elements in contact with each other to be precisely coordinated, which minimizes signs of wear.
  • the respective pressure unit is arranged on a console, whereby the console is arranged on the satellite frame.
  • the arrangement of this console is such that the relative movements between the satellite and the main machine are not hindered and the supporting forces are transferred directly to the tamping units.
  • the console is sensibly arranged on a cross member of the satellite frame. This also enables a central arrangement of the support device directly above the tamping unit in the transverse direction to the track.
  • split pressure units are provided, with a part of each pressure unit being arranged over two lateral longitudinal beams of the satellite frame.
  • the console is mounted on the cross member of the satellite frame in a transversely movable manner. This enables a particularly stable construction of the support device in a tamping machine with a centrally arranged machine frame.
  • a The counter element of the respective pressure unit is mounted on the machine frame so that it can be moved laterally. The ability to move laterally allows the satellite to swing out unhindered relative to the main machine when cornering.
  • a tamping machine 1 is used to tamper a track 2.
  • a lifting and straightening unit 3 a track grid consisting of sleepers 4 and rails 5 attached to them is lifted out of a ballast bed 6 and straightened laterally.
  • the new track position is fixed by means of a tamping unit 7 by pushing ballast under the sleepers 4 and compacting it.
  • the tamping machine 1 shown is intended for continuous operation.
  • the tamping machine 1 essentially consists of two parts, namely a main machine 8 and a satellite 9.
  • the main machine 8 moves on rail carriages 10 in a working direction 11 continuously along the track 2 to be tamped. Only the satellite 9 moves cyclically from sleeper 4 to sleeper 4.
  • the lifting and straightening unit 3 and the tamping unit 7 are arranged on a frame 12 of the satellite 9.
  • This satellite frame 12 is supported at a rear end on its own rail carriage 10 with respect to the working direction 11 and is connected at a front end to a machine frame 14 of the main machine 8 via a frame guide 13 so that it can be moved longitudinally.
  • tamping units 15 of the tamping unit 7 are positioned over the respective sleeper 4 and lowered.
  • a support device 17 is therefore arranged directly above the tamping unit 7.
  • Above the tamping unit 7 means an arrangement in a longitudinal area 18 between external fastenings 19 of the tamping unit 7 on the satellite frame 12. In this way, the stress on the satellite frame 12 due to bending moments is largely avoided.
  • the position of the support device 17 results in a support force that is directed downwards in the area of a central vertical axis 20 of the tamping unit 7. The support force acts together with the weight of the satellite 9 against the reaction forces of the ballast bed 6 during a penetration process of the tamping unit 7.
  • Fig. 2 shows the satellite 9 with a row tamping unit 7 for the simultaneous tamping of three sleepers 4 positioned directly behind one another.
  • the row tamping unit 7 comprises three rows arranged one behind the other with separately laterally displaceable and height-adjustable tamping units 15.
  • Each row comprises four tamping units 15, with two tamping units 15 assigned to each rail 5 of the track 2.
  • the tamping picks 16 of the tamping units 15 dip into the ballast bed 6 on both sides of the respective rail 5.
  • the sum of the reaction forces occurring is approximately three times higher than with a simple tamping unit 7 for tamping a single sleeper 4.
  • the weight of the satellite 9 may not be sufficient as a counterforce to hold the rail chassis 10 of the satellite 9 on the track 2. Therefore, the weight of the main vehicle 8 is also used via the support device 17, whereby the satellite frame 12 can be designed in a lightweight construction.
  • the satellite frame 12 designed in this way, in particular an operator cabin 21 is not attached to the satellite 9, but on the Main machine 8 is arranged.
  • the lightweight construction of the satellite frame 12 is based on a detailed strength calculation, whereby, for example, openings 22 in the frame plates resulted in weight savings. Overall, the lower weight helps with the approval of the tamping machine 1 for line classes with a low permissible axle load.
  • the energy required for the acceleration and deceleration of the mass is low.
  • FIGS 2 to 5 show an embodiment of the support device 17 with an exemplary roller bearing.
  • the satellite frame 12 comprises a cross member 23, which connects the longitudinal members 24 of the satellite frame 12 and on which a bracket 25 is mounted so that it can be moved transversely.
  • the bracket 25 is mounted on two guide rods 26 of the cross member 23 arranged one above the other.
  • the extent of the transverse displacement is dimensioned such that the satellite 9 can swing out relative to the main machine 8 when driving through a curve with a minimum permissible curve radius. For example, a corresponding secant offset for both sides is 250 millimeters each.
  • a front and a rear pressure unit I are arranged on the console 25 with respect to the working direction 11.
  • the support force of the front pressure unit ZI acts from above on the front tamping units 15 and the support force of the rear pressure unit ZI acts from above on the rear tamping units 15.
  • the pressure units ZI are assigned to the rows of the row tamping unit 7.
  • the activation of the respective pressure unit ZI takes place in accordance with the activation of the assigned tamping units 15 during a tamping process. This largely avoids bending moments in the satellite frame 12.
  • Each pressure unit ZI comprises a vertical guide 28 for a respective roller holder 29.
  • a pressure roller is mounted in each roller holder 29 as a rotatable rolling element 30.
  • each roller holder 29 is coupled to a drive 31 for adjusting the height of the associated rolling element 30.
  • the respective rolling element 30 is thus secured to a roller 32 attached to the machine frame 14 for use in the tamping machine 1.
  • Longitudinal guide 32 can be adjusted. It is also useful to keep the support force of the associated pressure unit I constant by means of the respective drive 31.
  • the drive 31 is a hydraulic cylinder that is activated with a constant system pressure. In this way, vertical relative movements of the satellite 9 with respect to the main machine 8 are compensated when processing the track 2 in the area of gradient changes (changes in the longitudinal inclination of the track 2).
  • the respective rolling element 30 is guided laterally by means of lateral slide strips 33.
  • the longitudinal guide 32 forms a guide rail with the slide strips 33.
  • the respective rolling element 30 advantageously rolls on a replaceable wear plate 34 of the longitudinal guide 32.
  • the respective rolling element 30 is pressed against the longitudinal guide 32 of the machine frame 14 by means of a spring-loaded guide, whereby the spring effect can be blocked.
  • a corresponding blocking takes place so that the satellite frame 12 is supported against the machine frame 14.
  • the blocking is released so that a relative movement between the satellite frame 12 and the machine frame 14 is possible.
  • the required length of the longitudinal guide 32 depends on the maximum travel distance that the satellite 9 travels during operation relative to the main machine 8. This depends on various factors, such as the intended working speed of the main machine 8, the intended duration of a complete tamping cycle and the maximum number of sleepers 4 to be tamped simultaneously.
  • Fig. 6 shows an alternative structure of the satellite 9.
  • the support device 17 here comprises two pressure units ZI with a first sliding element 35 on the satellite frame 12 and a second sliding element 36 on the machine frame 14.
  • the respective second sliding element 36 has a smaller sliding surface than the first sliding element 35 and can be adjusted against the first sliding element 35 by an associated drive 31.
  • the drive 31 with the associated sliding element 35 is designed as a plunger cylinder with connections to a hydraulic system of the tamping machine 1.
  • the second sliding elements 36 slide on the first sliding element 35 both in the longitudinal direction and in the transverse direction, so that the support remains upright during a relative movement of the satellite 9 with respect to the main machine 8.
  • both sliding elements 35, 36 have replaceable wear plates 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stopfmaschine (1) zum Unterstopfen von Schwellen (4) eines Gleises (2), mit einem auf Schienenfahrwerken (10) abgestützten Maschinenrahmen (14) und einem zwischen den Schienenfahrwerken (10) angeordneten Satellitrahmen (12), der bezüglich einer Arbeitsrichtung (11) hinten auf einem eigenen Schienenfahrwerk (10) abgestützt und vorne über eine Rahmenführung (13) längsverschiebbar mit dem Maschinenrahmen (14) verbunden ist und an dem zwischen dem eigenen Schienenfahrwerk (10) und der Rahmenführung (13) ein Stopfaggregat (7) angeordnet ist, wobei der Satellitrahmen (12) mittels einer Abstützungseinrichtung (17) gegenüber dem Maschinenrahmen (14) abstützbar ist. Dabei ist die Abstützungseinrichtung (17) direkt über dem Stopfaggregat (7) angeordnet. Auf diese Weise wird das Gewicht der Hauptmaschine (8) genutzt, um über die Abstützungseinrichtung (17) eine Abstützkraft direkt auf das Stopfaggregat (7) auszuüben. Eine den Satellitrahmen (12) belastende Hebelwirkung wird vermieden.

Description

Beschreibung
Stopfmaschine zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises
Technisches Gebiet
[01] Die Erfindung betrifft eine Stopfmaschine zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises, mit einem auf Schienenfahrwerken abgestützten Maschinenrahmen und einem zwischen den Schienenfahrwerken angeordneten Satellitrahmen, der bezüglich einer Arbeitsrichtung hinten auf einem eigenen Schienenfahrwerk abgestützt und vorne über eine Rahmenführung längsverschiebbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist und an dem zwischen dem eigenen Schienenfahrwerk und der Rahmenführung ein Stopfaggregat angeordnet ist, wobei der Satellitrahmen mittels einer Abstützungseinrichtung gegenüber dem Maschinenrahmen abstützbar ist.
Stand der Technik
[02] Eine gattungsgemäße Stopfmaschine zur kontinuierlichen Arbeitsweise ist aus der AT 413 554 B bekannt. An einer Hauptmaschine ist ein längsverschiebbarer Satellit angeordnet, wobei der Satellit ein Stopfaggregat sowie ein Hebe- und Richtaggregat umfasst. Im Betrieb fährt die Hauptmaschine kontinuierlich mit Schienenfahrwerken entlang eines zu stopfenden Gleises. Der Satellit bewegt sich in Arbeitsrichtung zyklisch von Schwelle zu Schwelle, wobei nur der Satellit für die Dauer eines Stopfvorgangs angehalten wird. Auf diese Weise muss nicht die gesamte Masse der Stopfmaschine zyklisch abgebremst und wieder beschleunigt werden. Der Satellit umfasst ein eigenes Schienenfahrwerk, über dem eine Abstützungseinrichtung zur Abstützung des Satelliten gegenüber dem Maschinenrahmen angeordnet ist. Damit soll während des Eintauchens von Stopfpickeln des Stopfaggregats in ein Schotterbett ein Abheben des Satelliten im Bereich des Schienenfahrwerks vermieden werden. Darstellung der Erfindung
[03] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stopfmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass mit einem Satelliten in leichter Bauweise unabhängig vom Zustand eines Schotterbetts ein optimaler Stopfvorgang sichergestellt ist.
[04] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
[05] Dabei ist die Abstützungseinrichtung direkt über dem Stopfaggregat angeordnet. Auf diese Weise wird das Gewicht der Hauptmaschine genutzt, um über die Abstützungseinrichtung eine Abstützkraft direkt auf das Stopfaggregat auszuüben. Eine den Satellitrahmen belastende Hebelwirkung bezüglich der Rahmenführung und dem eigenen Schienenfahrwerk wird vermieden. Die aus dem Stand der Technik bekannte Abstützung oberhalb des Schienenfahrwerks bewirkt hingegen beim Absenken des Stopfaggregats eine Hebelwirkung und eine daraus resultierende Biegebeanspruch des Satellitrahmens. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht einerseits eine besonders leichte Bauweise des Satellitrahmens. Die aufzuwendende Energie für eine Beschleunigung und ein Abbremsen des Satelliten während eines Stopfzyklus wird dadurch minimiert. Andererseits ist sichergestellt, dass das Schienenfahrwerk des leicht gebauten Satelliten nicht von den Schienen abhebt, wenn das Stopfaggregat abgesenkt wird und Stopfpickeln des Stopfaggregats in ein Schotterbett eindringen. Somit ist ein optimaler Stopfvorgang auch bei stark verkrustetem Schotter sichergestellt, wobei die Stopfmaschine besonders energieeffizient betreibbar ist.
[06] In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Stopfaggregat als Reihenstopfaggregat mit mehreren Reihen separat höhenverstellbarer Stopfeinheiten wahlweise zum gleichzeitigen Unterstopfen von mehreren Schwellen oder zum Unterstopfen einzelner Schwellen ausgebildet. Mit jeder zusätzlichen Reihe von Stopfeinheiten erhöhen sich die Gegenkräfte, die bei einem gleichzeitigen Eindringvorgang vom Schotterbett auf die Stopfpickel wirken. Bei einem harten Schotterbett übersteigt diese Zunahme der Gegenkräfte die Zunahme der Gewichtskraft infolge der zusätzlichen Stopfeinheiten. Deshalb ist die Anordnung der Abstützungseinrichtung direkt über einem Reihenstopfaggregat besonders sinnvoll.
[07] Kombiniert wird ein solches Reihenstopfaggregat vorteilhafterweise mit einer Weiterbildung der Abstützungseinrichtung, die wenigstens zwei in Arbeitsrichtung voneinander distanzierte und separat aktivierbare Andruckeinheiten umfasst. Dabei bewirkt jeder Andruckeinheit eine eigene Abstützkraft, wobei eine vordere Andruckeinheit einer vorderen Reihe von Stopfeinheiten zugeordnet ist und eine hintere Andruckeinheit einer hinteren Reihe von Stopfeinheiten zugeordnet ist. Besonders effizient ist die Anordnung von zwei Andruckeinheiten für drei Reihen von Stopfeinheiten. Bei einem alleinigen Absenken der vorderen Stopfeinheiten wird nur die vordere Andruckeinheit aktiviert und bei einem alleinigen Absenken der hinteren Stopfeinheiten wird nur die hintere Andruckeinheit aktiviert. Beim alleinigen Absenken der mittleren Stopfeinheiten werden beide Andruckeinheiten aktiviert. Auf diese Weise erfolgt die Beaufschlagung der Abstützkraft immer annähernd über den im Einsatz befindlichen Stopfeinheiten. Beispiele für ein separates Absenken von Stopfeinheiten eines dreireihigen Reihenstopfaggregats sind aus der AT 524005 A1 bekannt. Auch im Bereich einer Weiche oder bei Hindernissen im Gleis ist das separate aktivieren von Stopfeinheiten sinnvoll.
[08] Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung umfasst die jeweilige Andruckeinheit ein erstes Gleitelement, das gegen ein zweites Gleitelement stellbar ist. Die kontaktierten Gleitflächen sind insbesondere horizontal ausgerichtet, wodurch auch seitliche Gleitbewegungen ermöglicht werden, beispielsweise ist des erste Gleitelement am Satellitrahmen absenkbar oder das zweite Gleitelement am Maschinenrahmen anhebbar angeordnet. Damit kann die Abstützwirkung der jeweiligen Andruckeinheit während einer Überstellfahrt der Stopfmaschine abgeschaltet werden, damit alle Federwege der Schienenfahrwerke nutzbar sind. Zudem ist mit regulierbaren Stellmitteln die jeweilige Abstützkraft variierbar.
[09] Die jeweilige Andruckeinheit einer anderen bevorzugten Variante der Erfindung umfasst zumindest ein drehbares Wälzelement, welches insbesondere an einer in Arbeitsrichtung ausgerichteten Längsführung abrollbar ist. Während sich der Satellit relativ zur Hauptmaschine bewegt, rollt das dem Satellitrahmen zugeordnete Wälzelement auf einer am Maschinenrahmen angeordneten Gegenfläche und überträgt dabei die Abstützkraft direkt auf die zugeordneten Stopfeinheiten. Alternativ dazu sind die jeweilige Andruckeinheit am Maschinenrahmen und die Gegenfläche am Satellitrahmen angeordnet.
[10] Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Wälzelement mittels eines Antriebs höhenverstellbar in der zugeordneten Andruckeinheit angeordnet. Diese Höhenverstellbarkeit ermöglicht einerseits eine vorübergehende Deaktivierung der jeweiligen Andruckeinheit. Das ist während einer Überstellfahrt der Stopfmaschine sinnvoll, um die Federwege der Schienenfahrwerke ungehindert nutzen zu können. Andererseits ist durch eine Höhenanpassung des zumindest einen Wälzelements die Abstützungswirkung der Abstützungseinrichtung einstellbar.
[11] Bei einer weiteren Verbesserung ist das zumindest eine Wälzelement in einer am Maschinenrahmen angeordneten Führungsschiene geführt. Damit sind die Bewegungen der miteinander kontaktierten Elemente präzise aufeinander abstimmbar, wodurch Verschleißerscheinungen minimiert werden.
[12] In einer Weiterbildung ist die jeweilige Andruckeinheit an einer Konsole angeordnet, wobei die Konsole am Satellitrahmen angeordnet ist. Die Anordnung dieser Konsole erfolgt in der Weise, dass die Relativbewegungen zwischen dem Satelliten und der Hauptmaschine nicht behindert und die Abstützkräfte direkt auf die Stopfeinheiten übertragen werden.
[13] Sinnvollerweise ist die Konsole an einem Querträger des Satellitrahmens angeordnet. Das ermöglicht auch in Querrichtung zum Gleis eine zentrale Anordnung der Abstützungseinrichtung direkt über dem Stopfaggregat. Bei einer alternativen Ausführung sind geteilte Andruckeinheiten vorgesehen, wobei über zwei seitlichen Längsträger des Satellitenrahmens jeweils ein Teil der jeweiligen Andruckeinheit angeordnet ist.
[14] In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Konsole querverschiebbar am Querträger des Satellitrahmens gelagert. Das ermöglicht einen besonders stabilen Aufbau der Abstützungseinrichtung bei einer Stopfmaschine mit einem mittig angeordneten Maschinenrahmen. Alternativ dazu ist ein Gegenelement der jeweiligen Andruckeinheit querverschiebbar am Maschinenrahmen gelagert. Erreicht wird mit der Querverschiebbarkeit ein ungehindertes Ausschwenken des Satelliten gegenüber der Hauptmaschine während einer Kurvenfahrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[15] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 Stopfmaschine auf einem Gleis Fig. 2 Satellit der Stopfmaschine gemäß Fig. 1 Fig. 3 Abstützungseinrichtung in einer Vorderansicht Fig. 4 Abstützungseinrichtung in einer Seitenansicht Fig. 5 Abstützungseinrichtung in einer Schrägansicht Fig. 6 Satellit mit alternativer Abstützungseinrichtung
Beschreibung der Ausführungsformen
[16] Eine Stopfmaschine 1 dient zum Stopfen eines Gleises 2. Mittels eines Hebe- und Richtaggregats 3 wird ein Gleisrost, der aus Schwellen 4 und darauf befestigten Schienen 5 besteht, aus einem Schotterbett 6 gehoben und seitlich gerichtet. Die neue Gleislage wird mittels eines Stopfaggregats 7 fixiert, indem Schotter unter die Schwellen 4 geschoben und verdichtet wird. Die dargestellte Stopfmaschine 1 ist für eine kontinuierliche Betriebsweise vorgesehen. Dazu besteht die Stopfmaschine 1 im Wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich einer Hauptmaschine 8 und einem Satelliten 9.
[17] Im Arbeitsbetrieb bewegt sich die Hauptmaschine 8 auf Schienenfahrwerken 10 in einer Arbeitsrichtung 11 kontinuierlich entlang des zu stopfenden Gleises 2. Nur der Satellit 9 bewegt sich zyklisch von Schwelle 4 zu Schwelle 4. An einem Rahmen 12 des Satelliten 9 sind das Hebe- und Richtaggregat 3 und das Stopfaggregat 7 angeordnet. Dieser Satellitrahmen 12 ist bezüglich der Arbeitsrichtung 11 an einem hinteren Ende auf einem eigenen Schienenfahrwerk 10 abgestützt und an einem vorderen Ende über eine Rahmenführung 13 längsverschiebbar mit einem Maschinenrahmen 14 der Hauptmaschine 8 verbunden. [18] Bei einem Stopfvorgang werden Stopfeinheiten 15 des Stopfaggregats 7 über der jeweiligen Schwelle 4 positioniert und abgesenkt. Dabei dringen in Vibration versetzte Stopfpickel 16 der jeweiligen Stopfeinheit 15 in das Schotterbett 6 ein. Während dieses Eindringvorgangs übt das Schotterbett 6 Gegenkräfte auf die Stopfpickel 16 aus, wobei diese Reaktionskräfte bei stark verschmutztem Schotterbett 6 sehr hoch sein können.
[19] Erfindungsgemäß ist deshalb direkt oberhalb des Stopfaggregats 7 eine Abstützungseinrichtung 17 angeordnet. Oberhalb des Stopfaggregats 7 bedeutet eine Anordnung in einem Längsbereich 18 zwischen äußeren Befestigungen 19 des Stopfaggregats 7 am Satellitrahmen 12. Auf diese Weise wird die Beanspruchung des Satellitrahmens 12 durch Biegemomente weitgehend vermieden. Idealerweise resultiert aus der Position der Abstützungseinrichtung 17 eine Abstützkraft, die im Bereich einer zentralen Hochachse 20 des Stopfaggregats 7 nach unten gerichtet ist. Die Abstützkraft wirkt gemeinsam mit der Gewichtskraft des Satelliten 9 gegen die Reaktionskräfte des Schotterbetts 6 während eines Eindringvorgangs des Stopfaggregats 7.
[20] Fig. 2 zeigt den Satelliten 9 mit einem Reihenstopfaggregat 7 zum gleichzeitigen Unterstopfen von drei unmittelbar hintereinander positionierten Schwellen 4. Dazu umfasst das Reihenstopfaggregat 7 drei hintereinander angeordnete Reihen mit separat seitliche verschiebbaren und höhenverstellbaren Stopfeinheiten 15. Jede Reihe umfasst vier Stopfeinheiten 15, wobei jeder Schiene 5 des Gleises 2 zwei Stopfeinheiten 15 zugeordnet sind. Bei einem Stopfvorgang tauchen die Stopfpickel 16 der Stopfeinheiten 15 beidseits der jeweiligen Schiene 5 in das Schotterbett 6 ein. Die Summe der dabei auftretenden Reaktionskräfte ist ungefähr dreimal höher als bei einem einfachen Stopfaggregat 7 zum Unterstopfen einer einzelnen Schwelle 4.
[21] Bei solchen Reaktionskräften kann das Gewicht des Satelliten 9 als Gegenkraft unzureichend sein, um das Schienenfahrwerk 10 des Satelliten 9 am Gleis 2 zu halten. Deshalb wird über die Abstützungseinrichtung 17 das Gewicht des Hauptfahrzeugs 8 mitgenutzt, wodurch der Satellitrahmen 12 in leichter Bauweise ausführbar ist. Bei einem derart ausgeführten Satellitrahmen 12 ist insbesondere eine Bedienerkabine 21 nicht am Satellit 9, sondern auf der Hauptmaschine 8 angeordnet. Der Leichtbauweise des Satellitrahmens 12 liegt eine detaillierte Festigkeitsberechnung zugrunde, wobei zum Beispiel Durchbrüche 22 in den Rahmenblechen Gewichtseinsparungen bewirkten. Insgesamt hilft das geringere Gewicht bei einer Zulassung der Stopfmaschine 1 für Streckenklassen mit niedriger zulässiger Radsatzlast. Zudem ist bei der zyklischen Vorwärtsfahrt von Schwelle 4 zu Schwelle 4 die aufzuwendende Energie für die Beschleunigung und Verzögerung der Masse gering.
[22] Die Figuren 2 bis 5 zeigen eine Ausführung der Abstützungseinrichtung 17 mit einer beispielhaften Wälzlagerung. Dabei umfasst der Satellitrahmen 12 einen Querträger 23, der Längsträger 24 des Satellitrahmens 12 verbindet und auf dem eine Konsole 25 querverschiebbar gelagert ist. Konkret ist die Konsole 25 auf zwei übereinander angeordneten Führungsstangen 26 des Querträgers 23 gelagert. Das Ausmaß der Querverschiebbarkeit ist dabei so bemessen, dass der Satellit 9 gegenüber der Hauptmaschine 8 beim Durchfahren einer Kurve mit minimal zulässigem Kurvenradius ausschwenken kann. Beispielsweise beträgt ein entsprechender Sekantenversatz für beide Seiten jeweils 250 Millimeter.
[23] An der Konsole 25 sind bezüglich der Arbeitsrichtung 11 eine vordere und eine hintere Andruckeinheit I angeordnet. Die Abstützkraft der vorderen Andruckeinheit ZI wirkt von oben auf die vorderen Stopfeinheiten 15 und die Abstützkraft der hinteren Andruckeinheit ZI wirkt von oben auf die hinteren Stopfeinheiten 15. Auf diese Weise erfolgt eine Zuordnung der Andruckeinheiten ZI zu den Reihen des Reihenstopfaggregats 7. Die Aktivierung der jeweiligen Andruckeinheit ZI erfolgt entsprechend der Aktivierung der zugeordneten Stopfeinheiten 15 während eines Stopfvorgangs. Dadurch werden Biegemomente im Satellitrahmen 12 weitgehend vermieden.
[24] Jede Andruckeinheit ZI umfasst eine Vertikalführung 28 für eine jeweilige Rollenhalterung 29. In jeder Rollenhalterung 29 ist eine Andruckrolle als drehbares Wälzelement 30 gelagert. Zudem ist jede Rollenhalterung 29 zur Höhenverstellung des zugeordneten Wälzelements 30 mit einem Antrieb 31 gekoppelt. Damit ist das jeweilige Wälzelement 30 für einen Arbeitseinsatz der Stopfmaschine 1 gegen eine am Maschinenrahmen 14 befestigte Längsführung 32 stellbar. Zudem ist es sinnvoll, mittels des jeweiligen Antriebs 31 die Abstützkraft der zugeordneten Andruckeinheit I konstant zu halten. Beispielsweise ist der Antrieb 31 ein Hydraulikzylinder, der mit einem konstanten Systemdruck aktiviert wird. Auf diese Weise werden vertikale Relativbewegungen des Satelliten 9 gegenüber der Hauptmaschine 8 bei der Bearbeitung des Gleises 2 im Bereich von Steigungsänderungen (Änderungen der Längsneigung des Gleises 2) ausgeglichen.
[25] Eine seitliche Führung des jeweiligen Wälzelements 30 erfolgt mittels seitlicher Gleitleisten 33. Dabei bildet die Längsführung 32 mit den Gleitleisten 33 eine Führungsschiene. Vorteilhafterweise rollt das jeweilige Wälzelement 30 auf einer austauschbaren Verschleißplatte 34 der Längsführung 32.
[26] In einer alternativen Ausprägung ist das jeweilige Wälzelement 30 mittels einer gefederten Führung gegen die Längsführung 32 des Maschinenrahmens 14 gedrückt, wobei die Federwirkung blockierbar ist. Im Arbeitsbetrieb erfolgt eine entsprechende Blockierung, sodass der Satellitrahmen 12 gegen den Maschinenrahmen 14 abgestützt ist. Bei Überstellfahrten wird die Blockierung gelöst, sodass eine Relativbewegung zwischen Satellitrahmen 12 und Maschinenrahmen 14 möglich ist.
[27] Die erforderliche Länge der Längsführung 32 richten sich nach dem maximalen Verfahrweg, den der Satellit 9 im Arbeitsbetrieb relativ zur Hauptmaschine 8 zurücklegt. Das hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der vorgesehenen Arbeitsfahrgeschwindigkeit der Hauptmaschine 8, der vorgesehenen Dauer eines kompletten Stopfzyklus und der maximalen Anzahl der gleichzeitig zu unterstopfenden Schwellen 4.
[28] Fig. 6 zeigt einen alternativen Aufbau des Satelliten 9. Die Abstützungseinrichtung 17 umfasst hier zwei Andruckeinheiten ZI mit einem ersten Gleitelement 35 am Satellitrahmen 12 und jeweils einem zweiten Gleitelement 36 am Maschinen rahmen 14. Das jeweilige zweite Gleitelement 36 weist eine kleinere Gleitfläche als das erste Gleitelement 35 auf und ist mit einem zugeordneten Antrieb 31 gegen das erste Gleitelement 35 stellbar. Beispielsweise ist der Antrieb 31 mit dem zugehörigen Gleitelement 35 als Tauchkolbenzylinder ausgebildet, mit Anschlüssen an ein Hydrauliksystem der Stopfmaschine 1. [29] Im Arbeitsbetrieb gleiten die zweiten Gleitelemente 36 auf dem ersten Gleitelement 35 sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung, sodass die Abstützung während einer Relativbewegungen des Satelliten 9 gegenüber der Hauptmaschine 8 aufrecht bleibt. Vorzugsweise weisen beide Gleitelemente 35, 36 austauschbare Verschleißplatten 34 auf.

Claims

Patentansprüche
1. Stopfmaschine (1) zum Unterstopfen von Schwellen (4) eines Gleises (2), mit einem auf Schienenfahrwerken (10) abgestützten Maschinenrahmen (14) und einem zwischen den Schienenfahrwerken (10) angeordneten Satellitrahmen (12), der bezüglich einer Arbeitsrichtung (11) hinten auf einem eigenen Schienenfahrwerk (10) abgestützt und vorne über eine Rahmenführung (13) längsverschiebbar mit dem Maschinenrahmen (14) verbunden ist und an dem zwischen dem eigenen Schienenfahrwerk (10) und der Rahmenführung (13) ein Stopfaggregat (7) angeordnet ist, wobei der Satellitrahmen (12) mittels einer Abstützungseinrichtung (17) gegenüber dem Maschinenrahmen (14) abstützbar ist , dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungseinrichtung (17) direkt über dem Stopfaggregat (7) angeordnet ist.
2. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Stopfaggregat (7) als Reihenstopfaggregat mit mehreren Reihen separat höhenverstellbarer Stopfeinheiten (15) wahlweise zum gleichzeitigen Unterstopfen von mehreren Schwellen (4) oder zum Unterstopfen einzelner Schwellen (4) ausgebildet ist.
3. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungseinrichtung (17) wenigstens zwei in Arbeitsrichtung (11) voneinander distanzierte und separat aktivierbare Andruckeinheiten (27) umfasst.
4. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Andruckeinheit (27) ein erstes Gleitelement (35) umfasst, das gegen ein zweites Gleitelement (36) stellbar ist.
5. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Andruckeinheit (27) zumindest ein drehbares Wälzelement (30) umfasst, welches insbesondere an einer in Arbeitsrichtung (11) ausgerichteten Längsführung (32) abrollbar ist.
6. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Wälzelement (30) mittels eines Antriebs (31) höhenverstellbar in der zugeordneten Andruckeinheit (27) angeordnet ist
7. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadu rch geken nzeichnet, dass das jeweilige Wälzelement (30) in einer am Maschinenrahmen (14) angeordneten Führungsschiene (32, 33) geführt ist.
8. Stopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass die jeweilige Andruckeinheit (27) an einer Konsole (25) angeordnet ist und dass die Konsole (25) am Satellitrahmen (12) angeordnet ist.
9. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (25) an einem Querträger (23) des Satellitrahmens (12) angeordnet ist.
10. Stopfmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (25) querverschiebbar am Querträger (23) des Satellitrahmens (12) gelagert ist.
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