AT501272A4 - Verfahren zum entfernen schadhafter schienenstücke eines gleises und maschine - Google Patents

Description

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VERFAHREN ZUM ENTFERNEN SCHADHAFTER SCHIENENSTÜCKE EINES GLEISES UND MASCHINE.
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen schadhafter
Schienenstücke gemäss den im Oberbegriff von Anspruch 1 ange[not]
führten Merkmalen sowie eine Maschine zur Vorbereitung einer
Schienenschweissung.
[0002] Es sind durch US 4929 816, GB 0326 794, US 4 983801 und US 6 515
249 bereits zahlreiche Verfahren bzw. Vorrichtungen zum Verschweissen
von Schienenenden bekannt.
[0003] Durch US 5469791 ist es bekannt, Schienen mit einer speziellen Maschi[not]
ne zur Einbaustelle zu transportieren.

   Durch eine zweite und dritte Ma[not]
schine wird eine Schienenziehvorrichtung und ein Schweissaggregat be[not]
reitgestellt.
[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung eines
Verfahrens der gattungsgemässen Art, mit dem auch eine grössere Anzahl
von Schweissungen zur Erzielung einer Soll-Schienenspannung in effizien[not]
ter Weise durchführbar ist.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren der gattungs[not]
gemässen Art durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 angeführten
Merkmale gelöst. <>..<>.."..' AW
[0006] Durch diese Verfahrensmerkmale ist es möglich, in Verbindung mit einer
Entfernung eines schadhaften Schienenstückes eine Differenz zwischen
einer aktuellen Schienenspannung und einer Soll-Schienenspannung zu
ermitteln.

   Unter Berücksichtigung der ermittelten Differenz kann die erfor[not]
derliche Länge des zu entfernenden Schienenstückes in Abstimmung auf
die Länge des Ersatzstückes genau bestimmt werden. Die längenmässig
exakt vorbereitete Ersatzschiene ermöglicht eine rasche Durchführung
der beiden erforderlichen Schweissvorgänge unter Erzielung einer Soll-
Schienenspannung. In vorteilhafter Weise kann sowohl die Entfernung der
schadhaften Schienenstücke als auch die Bereitstellung längenmässig ex[not]
akt bestimmter Ersatzschienen völlig unabhängig vom Schweissvorgang
erfolgen.

   Damit kann sowohl die Schweissvorbereitung als auch die
Schweissung selbst mit optimaler Leistung durchgeführt werden.
[0007] Eine weitere Aufgabe der voriiegenden Erfindung liegt auch in der Schaf[not]
fung einer Maschine zur Vorbereitung einer Schienenschweissung, mit der
unter Erzielung einer besonders hohen Arbeitsleistung eine optimale Vor[not]
bereitung zur Herstellung einer hochwertigen Schweissung mit einer Soll-
Schienenspannung möglich ist.
[0008] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen von Anspruch 5 angeführ[not]
ten Merkmale gelöst.
[0009] Mit der Schienenziehvonichtung kann die sich ergebende Schienenlücke
zur genauen Ermittlung einer Differenz zwischen einer aktuellen Schie .. a *   [Lambda]* [phi]>
nenspannung und deren Sollwert genützt werden.

   Eine mit den erfin[not]
dungsgemässen Merkmalen ausgestattete Maschine ermöglicht somit die
Bereitstellung einer bezüglich ihrer Länge exakt bestimmten Ersatzschie[not]
ne, mit der durch eine abschliessende Anschweissung an die beiden Schie[not]
nenenden automatisch eine Soll-Schienenspannung erzielbar ist. Um die
genaue Länge des zu entfernenden schadhaften Schienenstückes zu er[not]
halten, ist die entlang einer Führung verschiebbar gelagerte Schienen-
trennsäge von besonderem Vorteil.

   Dies ermöglicht auch die Herstellung
exakt parallel zueinander verlaufender Schnittflächen für beide Schienen[not]
enden, um mit der Anschweissung des Ersatzstückes schliesslich eine qua[not]
litativ optimale Schweissung zu erhalten.
[0010] Zusätzliche Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprü[not]
chen und der Zeichnungsbeschreibung.
[0011] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestell[not]
ten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

   Es zeigen:
[0012] Fig. 1 eine Seitenansicht einer Maschinenanordnung zur Vorbereitung ei[not]
ner Schienenschweissung,
[0013] Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Schienenziehvonichtung zum Zusammen[not]
ziehen zweier Schienenenden, und
[0014] Fig. 3 bis 15 je eine schematisierte Seitenansicht der Maschinenanord[not]
nung in verschiedenen Verfahrensabschnitten.
[0015] Eine in Fig. 1 ersichtliche Maschinenanordnung 1 setzt sich aus einer ers ten Maschine 2, einer mit dieser durch eine Kupplung 3 lösbar verbunde[not]
nen zweiten Maschine 4 sowie einer während der Überstellfahrt durch die[not]
se transportierbaren dritten Maschine 5 zusammen.

   Diese Maschinen
2,4,5 weisen je einen durch Schienenfahrwerke 6 auf einem Gleis 7 ver[not]
fahrbaren Maschinenrahmen 8 auf und sind je mit einem Fahrantrieb 9
ausgestattet.
[0016] Die erste Maschine 2 weist zwischen einer Fahrkabine 10 und einem
durch Antriebe 11 höhenverstell- und drehbaren Kranausleger 12 eine
Schienenlagereinrichtung 13 auf. Diese ist zum Transport und zur Lage[not]
rung von einer Anzahl verschieden langer Ersatzschienen 14 ausgebildet.
Unterhalb des Maschinenrahmens 8 und zwischen den beiden endseitigen
Schienenfahrwerken 6 ist eine in einer Maschinenlängsrichtung 15 verlau[not]
fende Sägeführung 16 vorgesehen, auf der eine Schienentrennsäge 17
durch einen Antrieb 18 verschiebbar gelagert ist. Ein durch die Verschie[not]
bung der Schienentrennsäge 17 zurückgelegter Weg wird durch eine
Wegmesseinrichtung 41 registriert.

   In unmittelbarer Nähe zu jedem Schie-
nenfahrwerk 6 ist je ein Paar 21 von Hubstempeln 22 mit dem Maschinen[not]
rahmen 8 verbunden, die durch einen Antrieb 23 auf das Gleis 7 absenk[not]
bar sind.
[0017] Eine durch Antriebe 19 höhenverstellbar am Maschinenrahmen 8 befestig[not]
te Schienenziehvonichtung 20 ist zum Erfassen zweier Schienenenden 24
einer Schiene 25 des Gleises 7 (s. Fig. 2) ausgebildet. Vorrichtungen 26 .. .. .. sind zum Eintreiben bzw. Ausziehen von Schienennägeln vorgesehen. Ei[not]
ne höhenverstellbare Schleifvorrichtung 27 dient zum Abschleifen von
Schienenstegabschnitten.
[0018] Die zweite Maschine 4 ist mit einer höhenverstellbaren Vorrichtung 28
zum Lösen von Schienenankem und einer drehbaren Rolle 29 zum Lösen
von an der Schiene 25 haftenden Unteriagsplatten ausgerüstet.

   Vor dem
vorderen Schienenfahrwerk 6 ist eine höhenverstellbare Transporteinrich[not]
tung 30 vorgesehen, durch die die dritte Maschine 5 auf der Fahrt zur
Gleisbaustelle transportierbar ist. Diese dritte Maschine 5 ist ebenfalls mit
einer Vorrichtung 28 zum Lösen von Schienenankern ausgestattet.
[0019] Die in Fig. 2 näher dargestellte Schienenziehvonichtung 20 weist zwei in
Maschinenlängsrichtung 15 voneinander distanzierte Paare 31 von zum
Erfassen der beiden Schienenden 24 ausgebildeten Schienenzangen 32
auf. Durch Beaufschlagung zweier Antriebe 33 sind die Schieneenden 24
zueinander ziehbar. Eine dafür erforderliche Kraft f ist durch eine Kraft[not]
messeinrichtung 34 registrierbar. Für die Erfassung einer aktuellen Schie[not]
nentemperatur ist eine Temperaturmesseinrichtung 35 vorgesehen.

   Diese
ist ebenso wie die Kraftmesseinrichtung 34 durch Leitungen 36 mit einer
ein Speichermedium 37 aufweisenden Steuer- und Recheneinheit 38 ver[not]
bunden. Im Speichermedium 37 sind die verschiedenen Längen der auf
der Schienenlagereinrichtung 13 als Vorrat gelagerten Ersatzschienen 14
sowie ein jeweiliges Identifikationsmerkmal gespeichert.

   Zur Messung ei , . ner durch die Distanz der beiden Schienenenden 24 zueinander definier[not]
ten Schienenlücke 39 ist eine Wegmesseinrichtung 40 vorgesehen.
[0020] In Verbindung mit den weiteren Figuren 3 bis 15 wird nun das Verfahren
zum Entfernen schadhafter Schienenstücke 42 und zur Schweissvorberei[not]
tung näher beschrieben, wobei durch eine strichpunktierte Linie die in den
Fig. 3 bis 15 unveränderte, durch das zu entfernende Schienenstück 42
bestimmte örtliche Einbaustelle 43 am Gleis 7 angedeutet ist.
[0021] Die Maschinenanordnung 1 wird in der durch einen Pfeil 44 dargestellten
Richtung verfahren und vor der Einbaustelle 43 gestoppt (Fig. 3).

   Nach
dem Aufsetzen der dritten Maschine 5 auf das Gleis 7 (Fig. 4) werden die -
in der Zeichnung links von der Einbaustelle 43 liegenden - Schwellenan[not]
ker mit Hilfe der Vorrichtung 28 gelöst, bis die Maschine 5 eine in Fig. 5
ersichtliche Endposition erreicht hat.
[0022] Parallel dazu wird die zweite Maschine 4 in Richtung zur Einbaustelle 43
verfahren, wobei durch die entsprechende Vorrichtung 28 die - in Bildebe[not]
ne rechts von der Einbaustelle 43 positionierten - Schwellenanker gelöst
werden (Fig. 6). Die Länge jener Schienenabschnitte, in denen die Schie[not]
nenanker gelöst werden, wird durch ein Wegmessrad erfasst und per Funk
an die Steuer- und Recheneinheit 38 weitergegeben. Im Bereich dieser
Schienenabschnitte werden auch die Schienennägel entfernt bzw. gelo[not]
ckert.

   Mit Hilfe der abgesenkten Rolle 29 erfolgt eine Ablösen der Unter[not]
lagsplatten vom Schienenfuss der geringfügig von den Schwellen abgeho benen Schienen.
[0023] Die erste Maschine 2 wird zur Einbaustelle 43 verfahren und jene Stelle an
der Schiene 25 markiert, an der ein erster Trennschnitt erfolgen soll
(Fig-7).
[0024] Gemäss Fig. 8 wird in weiterer Folge die Schienentrennsäge 17 über der
markierten Stelle positioniert und der erste Trennschnitt durchgeführt,
durch den die beiden voneinander distanzierten Schienenenden 21 unter
Bildung einer Schienenlücke 39 (s. Fig. 2) entstehen. Verstellbar am Ma[not]
schinenrahmen 8 gelagerte, rotierbare Drahtbürsten 45 werden an einen
Schienensteg der beiden Schienenenden 24 angepresst, um die für das
Schweissaggregat vorgesehenen Kontaktstellen zu optimieren.

   Ein an ei[not]
nem Ende der ersten Maschine 2 positioniertes Schienenfahrwerk 6 wird
durch Absenken der zugeordneten Hubstempeln 22 und geringfügig vom
Gleis 7 abgehoben.
[0025] Die Schienenziehvomchtung 20 wird auf die beiden Schienenenden 21
aufgelegt (Fig. 9 bzw. 2), um diese unter Beaufschlagung der beiden An[not]
triebe 33 solange zueinander zu ziehen, bis die Schienenlücke 39 elimi[not]
niert ist. Die dazu erforderliche Kraft f wird durch die Kraftmesseinrichtung
34 registriert und aufgezeichnet. Um mit Sicherheit eine gegebenenfalls
durch Verklemmung der Schienen verursachte falsche Kraftmessung aus[not]
zuschliessen, werden die beiden Schienenenden wiederholt zusammenge[not]
zogen, bis sich die durch Entfernung der Schienennägeln begrenzten .. , ..
Schienenabschnitte in einem spannungslosen Zustand befinden.

   Parallel
dazu werden mit Hilfe der Temperaturmesseinrichtung 35 die aktuelle
Schienentemperatur und durch die Wegmesseinrichtung 40 die Länge I
der Schienenlücke gemessen. Die zweite und dritte Maschine 4, 5 wurden
inzwischen zum nächsten schadhaften Schienenstück verfahren, um die
Schwellenanker in der erforderlichen Länge zu lösen.
[0026] Auf Basis der an die Steuer- und Recheneinheit 38 weitergegebenen
Messwerte sowie der im Speichermedium 37 abgespeicherten Längen der
vorrätigen und für eine optimale Schweissung bereits vorpräparierten Er[not]
satzschienen 14 wird automatisch die geeignete Ersatzschiene 14 er[not]
rechnet.

   Die Schienentrennsäge 17 wird unter Messung ihres Verschie[not]
beweges solange auf der Sägeführung 16 in Arbeitsrichtung 44 sowie in
Maschinenlängsrichtung nach vorne verschoben, bis die durch die Steuer-
und Recheneinheit 38 errechnete Länge für das zu entfernende Schie[not]
nenstück 42 erreicht ist. Diese Länge wurde unter Berücksichtigung der
Länge der ausgewählten Ersatzschiene 14 sowie der Differenz zwischen
der aktuellen Schienentemperatur und einer abgespeicherten Neutraltem[not]
peratur berechnet. Bei der erforderlichen Länge der Ersatzschiene 14
muss auch der durch die zweifache Abbrennstumpfschweissung anfallende
Abbrand sowie die Schienenverkürzung nach dem Stauchschlag berück[not]
sichtigt werden, um schliesslich trotz dieser Verkürzungen mit der An[not]
schweissung der Ersatzschiene 14 eine gewünschte Soll ..
Schienenspannung zu erhalten.

   Nach einem zweiten Trennschnitt (Fig.
10) durch die Schienentrennsäge 17 und der Entfernung der Schienennä[not]
geln wird das abgetrennte schadhafte Schienenstück 42 entfernt. Es ist
natürlich auch möglich, insbesondere wenn keine passende Ersatzschiene
14 vorhanden ist, von einer längeren Ersatzschiene 14 ein Stück in pas[not]
sender Länge abzutrennen.
[0027] Mit Hilfe des Kranauslegers 12 wird die von der Steuer- und Rechenein[not]
heit 38 ausgewählte Ersatzschiene 14 auf das Gleis 7 abgelegt, wobei ein
Ende an ein Schienenende 24 anliegend positioniert wird (Fig. 11,12). Das
zweite Ende der Ersatzschiene 14 wird bezüglich des zweiten Schiene[not]
nendes 24 gegebenenfalls - in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-
und Neutraltemperatur - überlappend angeordnet.

   Zur Lagesicherung der
auf dem Gleis 7 positionierten Ersatzschiene 14 werden die entsprechen[not]
den Schienennägel in die Schwellen eingetrieben (Fig. 13).
[0028] Wie in Fig. 14 ersichtlich, wird die erste Maschine 2 - nach Absenkung des
angehobenen Schienenfahrwerkes 6 - in Arbeitsrichtung 44 soweit vorge[not]
fahren, dass eine Bearbeitung der Schienenenden 24 durch die Schleifvor[not]
richtung 27 möglich ist.

   Anschliessend (Fig. 15) erfolgt eine Weiterfahrt der
Maschine 2 zur nächstfolgenden Einbaustelle 43, bei der sich die be[not]
schriebenen Arbeitsschritte wiederholen.
[0029] Die beiden Schweissungen für die Anschweissung der Ersatzschiene 14
werden durch eine nachfolgende, nicht näher dargestellte Schweissma .. .. ..
schine im Abbrennstumpfschweissverfahren durchgeführt, wobei die rele[not]
vanten Messdaten per Funk oder Diskette von der Steuer- und Rechen[not]
einheit 38 auf eine Steuereinheit der Schweissmaschine weitergegeben
werden.

Claims (12)

Ansprüche

1. Verfahren zum Entfernen schadhafter Schienenstücke (42) von verschweissten, eine aktuelle Schienenspannung sowie eine aktuelle Schienentemperatur aufweisenden Schienen (25) eines Gleises (7), wobei nach zwei Trennschnitten - unter Bildung einer Schienenlücke (39) sowie zweier Schienenenden (24) - eine Ersatzschiene (14) an die beiden Schienenenden (24) angeschweisst wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) nach dem ersten Trennschnitt werden beide Schienenenden (24) durch eine diese miteinander verbindende Schienenziehvomchtung (20) erfasst sowie unter Aufbringung einer Zugkraft f zur Beseitigung der Schienenlücke (39) zueinander gezogen, b) dabei werden die für das Zusammenziehen der Schienenenden (24) erforderliche Zugkraft f sowie eine aktuelle Schienentemperatur für eine Berechnung jener Länge einer Ersatzschiene (14) registriert, die für die Herstellung einer - nach beidseitiger Anschweissung der Ersatzschiene (14) an beide Schienenenden (24) vorliegenden - Soll-Schienenspannung erforderlich ist, c) der zweite Trennschnitt wird unter entsprechender Wegmessung in einer auf Basis der gewählten Länge der Ersatzschiene (14) berechneten Distanz zum ersten Trennschnitt distanziert durchgeführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Trennschnitt die durch eine Distanz der beiden Schienenenden (24) gebildete Schienenlücke (39) gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Ersatzschienen (14) in verschiedener Länge vorrätig gehalten werden und bezüglich ihrer jeweiligen Länge in einem Speichermedium (37) einer Steuerund Recheneinheit (38) abgespeichert sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der erforderlichen Länge der Ersatzschiene (14) durch die Steu . * ^ er- und Recheneinheit (38) automatisch auf eine der vorrätigen Ersatzschienen (14) abgestimmt wird, so dass diese in ihrer unveränderten Länge unter Erzielung der Soll-Schienenspannung an beide Schienenenden (24) anschweissbar ist.

5. Maschine (2) mit einem auf Schienenfahrwerken (6) verfahrbaren Maschinenrahmen (8) zur Vorbereitung einer Schienenschweissung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) eine Schienenlagereinrichtung (13) zur Lagerung einer Anzahl von Ersatzschienen (14), b) ein durch Antriebe (11) höhenverstell- und drehbarer Kranausleger (12) zum Erfassen und Abladen einer Ersatzschiene (14), c) eine höhenverstellbare Schienentrennsäge (17), die auf einer in Maschinenlängsrichtung verlaufenden Sägeführung (16) verstellbar gelagert ist, d) eine durch Antriebe (19) verstellbar auf dem Maschinenrahmen (8) gelagerte Schienenziehvomchtung (20) mit zwei voneinander distanzierten Paaren (31) von zum Erfassen und Zueinanderziehen von zwei Schienenenden (24) ausgebildeten Schienenzangen (32), e) ein in unmittelbarer Nähe zu einem Schienenfahrwerk (6) angeordnetes Paar (21)

von am Maschinenrahmen (8) befestigten, zur Auflage auf einem Gleis (7) absenkbaren, zum Abheben des angrenzenden Schienenfahrwerkes (6) vom Gleis (7) vorgesehenen Hubstempeln (22).

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenziehvomchtung (20) mit einer Kraftmesseinrichtung (34) zum Registrieren einer für das Zusammenziehen beider Schienenenden (24) erforderlichen Kraft f ausgestattet ist.

7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturmesseinrichtung (35) zum Registrieren einer aktuellen Schienentemperatur vorgesehen ist. .

8. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und Recheneinheit (38) mit einem Speichermedium (37) vorgesehen ist, in dem die verschiedenen Längen der in der Schienenlagereinrichtung (13) vorrätigen Ersatzschienen (14) speicherbar sind.

9. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienentrennsäge (17) mit einer Wegmesseinrichtung (41) zur automatischen Erfassung eines Verschiebeweges entlang der Sägeführung (16) gekoppelt ist.

10. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Recheneinheit (38) zur Eingabe eines Wertes für eine Neutraltemperatur ausgebildet und zur Registrierung der jeweiligen Messwerte mit der Wegmesseinrichtung (40), der Temperaturmesseinrichtung (35) und der Kraftmesseinrichtung (34) verbunden ist.

11. Maschinenanordnung zur Vorbereitung einer Schienenschweissung mit einer Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite, durch einen Fahrantrieb (9) selbstverfahrbare Maschine (4) mit einer Vorrichtung (28) zum Lösen von Schienenankern vorgesehen ist.

12. Maschinenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte, selbstverfahrbare Maschine (5) mit einer Vorrichtung (28) zum Lösen von Schienenankern vorgesehen ist, wobei diese dritte Maschine (5) mit Hilfe einer Transporteinrichtung (30) für eine Überstellfahrt zu einer Gleisbaustelle durch die zweite Maschine (4) transportierbar ist.