CH656658A5 - Maschine zum unterstopfen der querschwellen eines gleises. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Unterstopfen der Querschwellen eines Gleises gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind - z.B. gemäss CH-PS 553 883 - Gleisstopfmaschi-io nen bekannt, bei welchen die - zum Eintauchen im Kreuzungsbereich jeweils einer Schiene und einer Schwelle bestimmten - insgesamt vier Stopfwerkzeuge eines Stopfaggregates einzeln schwenkbar gelagert und mit je einem separaten hydraulischen Kolbenzylinder-Beistellantrieb verbun-15 den sind. Jeweils ein Stopfwerkzeugpaar mit zwei gegeneinander verstellbaren und zum Eintauchen an einer Schienenseite vorgesehenen Stopfwerkzeugen sind hiebei mit einem gemeinsamen, mittig angeordneten Vibrationsantrieb verbunden. Somit können die vier, im Kreuzungsbereich Schiene/ 20 Schwelle eintauchbaren und jeweils mit einem oder zwei Stopfplatten versehenen Stopfwerkzeuge voneinander unabhängig beistellen bzw. es ergeben sich je nach Schotterbeschaffenheit voneinander unabhängige Beistellwege, wobei jedoch an den Stopfpickelplatten aller vier Stopfwerkzeuge 25 dieselbe Beistellkraft wirksam ist. Dadurch ergibt sich unabhängig vom örtlichen Schotterzustand und dem jeweiligen Beistellweg sowie von im Schotter vorhandenen Hindernissen im Bereich jeder Stopfpickelplatte der gewünschte Schotterverdichtungsgrad. Diese Stopftechnik ist in der Fachwelt seit 30 Jahrzehnten als sogenanntes «asynchrones Stopfprinzip» bekannt - gegenüber den - ebenso bekannten sogenannten wegabhängigen, insbesondere über Gewindespindel und -mutter zwangsläufig, somit synchron antreibbaren - Stopfwerkzeugen. Nach diesem voll asynchronen Stopfprinzip 35 betriebene Ein- sowie auch Mehrschwellen-Gleisstopfmaschinen haben sich in vielen Ländern mit grossem Erfolg bestens bewährt, da mit diesem asynchronen Stopfprinzip selbst bei sehr ungünstigen und ungleichmässigen Gleislage- und Bettungsverhältnissen sowie auch bei Schräglage einzelner 40 Schwellen gleichmässige sowie hochverdichtete Schwellenauflager über den gesamten zu bearbeitenden Gleisabschnitt geschaffen werden können.

Weiter ist - gemäss AT-PS 357 190 - eine Gleisstopfmaschine leichter Bauart, insbesondere für Weichenbearbeitung, 45 bekannt, deren am Maschinenrahmen vorkragend angeordnete, höhenverstellbare Stopfaggregate jeweils vier, für Stopfarbeiten in Weichenbereichen seitwärts ausschwenkbare, zum Eintauchen im Kreuzungsbereich der jeweiligen Schiene und einer Schwelle bestimmte Stopfpickel aufweisen. Die bezüg-5o lieh der Schiene jeweils einander gegenüberliegenden bzw. an der selben Schwellenlängsseite eintauchbaren Stopfpickel sind an einer gemeinsamen, gabelartigen Halterung gelagert, die ihrerseits am Stopfwerkzeugträger des Stopfaggregates um eine quer zur Maschinenlängsachse verlaufende 55 Schwenkachse gelagert ist. Am oberen Ende einer der beiden Halterungen ist ein als Exzenterwellenanordnung ausgebildeter gemeinsamer Vibrationsantrieb für alle vier Stopfwerkzeuge angeordnet, mit dem das obere Ende der anderen Halterung über einen Kolbenzylinder-Beistellantrieb gelenkig 60 bzw. drehbar verbunden ist. Am Stopfwerkzeugträger ist weiter eine Führungsvorrichtung angeordnet, welche federelastische Anschläge für beide Stopfwerkzeughalterungen - die mit jeweils quer zur Maschinenlängsachse seitenverschwenkbaren Stopfwerkzeugen für Weichenbearbeitungen ausgestattet sind 65 - aufweist, um diese in einer, zur Längsmitte des Stopfaggregates im wesentlichen symmetrischen Lage zu halten. Gegenüber der im Fall der erstgenannten, bekannten Maschinenausführung voll asynchronen Verstellbarkeit jedes einzelnen

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Stopfwerkzeuges der beiden Stopfwerkzeugpaare ist bei diesem leichteren Stopfaggregat die Asynchronität nur für die an der einen Halterung angeordneten beiden, zum Eintauchen links und rechts einer Schiene vorgesehenen Stopfwerkzeuge gegenüber den an der anderen Halterung gelagerten, gegenüberliegenden beiden Stopfwerkzeugen gegeben. Dieses gewissermassen halb asynchrone Stopfprinzip hat sich bei Gleisstopfmaschinen kleinerer bis mittlerer Bauart, nicht zuletzt wegen der einfacheren und kostengünstigen Leichtbauweise der Stopfaggregate, in der Praxis gut bewährt. Der Vorteil der Vollasynchronität aller Stopfwerkzeuge wird bei dieser Konstruktionsweise mit gemeinsamer gabelförmiger Halterung nicht erreicht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Gleisstopfmaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich durch eine möglichst einfache, aber doch mit allen Vorteilen des voll asynchronen Stopfprinzips ausgestattete Bauweise aller ihrer Stopfwerkzeuge auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Gesamtkonstruktion durch den Wegfall separater hydraulischer Beistellantriebe für jedes einzelne Stopfwerkzeug, einschliesslich der hiefür erforderlichen Zubehörteile, hydraulischen Leitungen, Lagerstellen sowie Anschlüssen und so fort. Weiter ist damit verbunden eine räum- und gewichtsparende Bauweise der Aggregate. Zusätzlich tritt aber durch die erfindungsgemässe Gestaltung ein neuartiger Effekt in Erscheinung, welcher in einer auch bei unterschiedlichen Schotterverhältnissen praktisch von selbst sich einstellenden Aufteilung - nicht nur des Beistellweges, also in bezug auf den Effekt der belastungsabhängigen Beistellung -, sondern auch der Vibrationsbewegung, insbesondere der Gesamtvibrationsamplitude, jedes Stopfwerkzeugpaares auf seine beiden Einzelwerkzeuge besteht. Dieser Effekt ist darin begründet, dass jede, jeweils einem Stopfwerkzeugpaar zugeordnete Zentriervorrichtung zwar grössere Abweichungen der Einzelwerkzeuge von ihrer Symmetrielage verhindert, jedoch bei unterschiedlichem Schotterwiderstand, z.B. bei ungleichmässig verkrusteter bzw. verhärteter Bettung sowie bei nicht zu beseitigenden Stopfhindernissen, wie grossen Steinen und so fort, bedingte Ausgleichsbewegungen der Stopfwerkzeuge auch gegenüber dem Stopfwerkzeugträger zulässt. Demzufolge vergrössert sich bei einer Bewegungshemmung des einen, beispielsweise in eine verhärtete Stelle des Schotterbettes eingetauchten Werkzeugs - insbesondere beim Eintauchvorgang - die Schwingungsamplitude des anderen Werkzeugs, je nach Art und Ausmass der Bewegungshemmung bis auf den doppelten Betrag. Durch das erleichterte Eindringen dieses Werkzeugs in den Schotter (vergrösserte Vibrationsamplitude und gegebenenfalls auch vergrösserte B.eistellkraft) verstärkt sich die mit dem anderen Werkzeug wirksame Eindringkraft, so dass auch dieses Werkzeug den Eindringwiderstand des an dieser Stelle verhärteten Schotterbettes überwindet und bis in die vorgesehene gewünschte Tiefe eindringt. Bei Vorhandensein eines nicht zu beseitigenden Stopfhindernisses im Bereich eines Stopfwerkzeuges, z.B. eines relativ grossen Steins, übernimmt das andere Stopfwerkzeug - gemäss dem neuen asynchronen Stopfprinzip mit entsprechend vergrössertem Beistellweg -die Stopfarbeit bis zur Erreichung der gewünschten Schotterverdichtung. Wenn schliesslich ein Stopfwerkzeug beim Eindringen in die Bettung zwischen zwei derartige Hindernisse gerät, so dass es auch keine Vibrationsbewegung auszuführen vermag, dann vergrössert sich die Schwingungsamplitude des anderen Stopfwerkzeuges dieses Stopfwerkzeugpaares bis auf den doppelten Betrag. Die Erfindung schafft somit ein neues Stopfprinzip mit den durch diese neuartigen Effekte erzielbaren Vorteilen in Verbindung mit der Vibrationsbewegung bzw. -amplitude der Stopfwerkzeuge mit der neuen asynchronen Stopftechnik.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung 5 sind der Kolben und der Zylinder des gemeinsamen hydraulischen Beistellantriebes jedes Stopfwerkzeugpaares jeweils mit den oberen Enden der beiden - etwa in ihrer Längsmitte schwenkhebelartig am Stopfwerkzeugträger gelagerten Stopfwerkzeuge drehbar verbunden und der vorzugsweise hydrau-io lisch beaufschlagbare und als Exzenter ausgebildete Vibrationsantrieb steht mit dem oberen Ende des einen, vorzugsweise des mit dem Zylinder des Beistellantriebes verbundenen Stopfwerkzeuges in Verbindung. Diese Variante zeichnet sich durch die besondere Einfachheit der durch mechanische 15 Hintereinanderschaltung von Vibrations- und Beistellantrieb gebildeten Antriebsbaueinheit aus. Diese Ausbildung bietet insbesondere die Vorteile der Anwendung der bekannten und vielfach bewährten Konstruktionsbauarten mit allen Vorteilein einer derartigen Anlenkung an den oberen Enden der 20 Stopfwerkzeuge in Verbindung mit den arbeitstechnischen Vorzüge des neuen Stopfprinzips.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Konstruktion besteht darin, dass die Vibrationsantriebe sowie die Beistellantriebe der beiden Stopfwerkzeugpaare in bezug zur 25 Schienenvertikallängsebene zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Hiedurch ergeben sich für das Stopfaggregat und seine Führungen symmetische Belastungs- und Beanspruchungsverhältnisse und ein geringerer Verschleiss der betreffenden Bauteile, dies wieder in Verbindung mit den 30 beschriebenen Vorteilen des neuen Stopfprinzips.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die jedem Stopfwerkzeugpaar zugeordnete elastische Zentriervorrichtung aus zwei, jeweils mit einem Ende gemeinsam am Stopfwerkzeug-35 träger gelagerten und mit ihren anderen Enden jeweils gegen ein Stopfwerkzeug unmittelbar oberhalb seiner Schwenkachsen geführten Federträgern besteht, auf welchen zu Überlagerung der Vibration mit einer zusätzlichen Federkraft vorzugsweise Druckfedern angeordnet sind, die voneinander unab-« hängig, einerseits gegen ein mit dem Stopfwerkzeug drehbar verbundenes Widerlager und andererseits gegen das obere Ende des Federträgers bzw. gegen den Stopfwerkzeugträger abstützbar sind. Es kommt somit zu einer Überlagerung der den Stopfwerkzeugen erteilten Vibration mit einer zusätzli-45 chen Federkraft, welche in Richtung der Beistellbewegung wirkt und daher zur Beistellkraft stopfdruckerhöhend hinzukommt. Das bisher mehr oder minder kraftlose Öffnen der Stopfwerkzeuge nach Beendigung des Stopfvorganges wird nunmehr zum Vorspannnen der Druckfedern, also zur Spei-50 cherung von Federenergie benutzt, die dann beim nächsten Stopfvorgang als Zusatzkraft zur Verfügung steht. Bei vorgegebenen Dimensionen des jeweiligen Beistellantriebes für ein Stopfwerkzeugpaar steht also an den Stopfpickeln eine um die Federkraft erhöhte Gesamtkraft zur Verfügung, so dass 55 die Vorzüge des neuen Stopfsystems mit der neuen asynchronen Stopftechnik mit noch grösserer Effektivität zum Tragen kommen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Federträger im Bereich des dem Stopfwerkzeug zugekehrten Endes 60 mit einem Längsschlitz ausgebildet, der an einem, mit dem Stopfwerkzeug verbundenen und vorzugsweise zur drehbaren Lagerung des Widerlagers vorgesehenen Querbolzen geführt ist. Diese Ausführung zeichnet sich durch die einfache und robuste Ausbildung der Führungsteile von Federträger und 65 Stopfwerkzeug aus. Darüber hinaus wird mit dieser konstruktiven Gestaltung eine besonders solide Basis für die Abstüt-zung der Kräfte am Federträger und Stopfwerkzeug erzielt, insbesondere mit dem Vorteil der etwa parallelen Federkraft

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beaufschlagung des jeweiligen Stopfwerkzeugträgers gegenüber den gegensinnig wirksamen Beistellkräften.

Schliesslich ergeben sich weitere Vorteile dadurch, dass das gegen das Stopfwerkzeug geführte Ende der Federträger innerhalb der beiden oberen Arme eines gabelartig ausgebildeten Stopfwerkzeuges angeordnet und das andere, am Stopfwerkzeugträger gelagerte Ende der Federträger mit einem Federabstützschuh in einer gabelartigen und eine nach oben offene Halterung bildenden Lagerung des Stopfwerkzeugträgers gelagert ist. Diese Konstruktionsvariante kommt mit wenigen einfach gestalteten Bauteilen aus und gewährleistet ausserdem eine solide sowie platzsparende Lagerung der Federträger am Stopfwerkzeugträger.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines, nach dem neuen asynchronen Stopfprinzip arbeitenden, höhenverstellbaren Stopfaggregates einer Gleisstopfmaschine nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Stopfaggregates entsprechend dem Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht des Aggregates nach der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise Schnittdarstellung einer Lagerstelle des Stopfaggregates entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine teilweise geschnittene, vergrösserte Vorderansicht des die elastische Zentriervorrichtung aufweisenden Bereiches des Stopfaggregates,

Fig. 6 eine weitere Schnittdarstellung entsprechend der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der äusseren Lagerstelle der elastischen Zentriervorrichtung am Stopfwerkzeug gemäss der Linie VII-VII in Fig. 5 und

Fig. 8 eine Draufsicht eines Gleisabschnittes mit schematischen Darstellungen der Stopfpickelplatten eines erfin-dungsgemässen Stopfaggregates bei unterschiedlichen Stopfbedingungen.

Aus Fig. 1 und 2 ist der Gesamtaufbau eines Stopfaggregates 1 einer Gleisstopfmaschine nach der Erfindung ersichtlich. Am Maschinenrahmen 2 der auf dem aus Schienen 3 und Schwelle 4 bestehenden Gleis verfahrbaren Gleisstopfmaschine sind zwei quer zur Maschinenlängsachse sich erstreckende Führungssäulen 5 angeordnet, auf welchen das Stopfaggregat 1, quer zur Maschinenlängsachse verschiebbar, gelagert ist. Das Stopfaggregat 1 besteht aus einem etwa rechteckförmigen Rahmen 6, an welchem der Stopfwerkzeugträger 7 längs zweier vertikaler Führungssäulen 8 - mittels eines zentralen Kolbenzylinderantriebes 9 höhenverstellbar -gelagert ist. Der Stopfwerkzeugträger 7 weist zwei, quer zur Maschinenlängsachse verlaufende Seitenarme 10 auf, mit deren äusserem Ende jeweils ein plattenförmiger Tragteil 11 verbunden, z.B. verschweisst, ist. An jedem der beiden Tragteile 11 sind zwei schwenkhebelartige Stopfwerkzeuge 12,13 bzw. 14, 15 um quer zur Maschinenlängsachse verlaufende Achsen 16 verschwenkbar gelagert. Am unteren Ende jedes der Stopfwerkzeuge 12-15 sind jeweils zwei nebeneinander angeordnete Stopfpickel 17 mit Stopfpickel platten 18 lösbar befestigt. Jeweils zwei, an demselben Tragteil 11 gelagerte Stopfwerkzeuge 12,13 bzw. 14,15 bilden ein Stopfwerkzeug-paar 19 bzw. 20. Jedem Stopfwerkzeugpaar 19 bzw. 20 ist ein als Exzenter ausgebildeter Vibrationsantrieb 21 zugeordnet, welcher am oberen Armende jeweils des einen Stopfwerkzeuges 12 bzw. 14 des betreffenden Stopfwerkzeugpaares 19 bzw. 20 angeordnet ist. Am Vibrationsantrieb 21 ist jeweils der Zylinder 22 eines Kolbenzylinder-Beistellantriebes 23 angelenkt, dessen Kolbenstange 24 mit dem oberen Armende jeweils des anderen Stopfwerkzeuges 14 bzw. 15 des Stopfwerkzeugpaares 19 bzw. 20 gelenkig verbunden ist.

Jedes der Stopfwerkzeugpaare 19 bzw. 20 ist mit einer am Stopfwerkzeugträger 7 abstützbaren, elastischen Zentriervorrichtung 25 ausgestattet, welche zur im wesentlichen spiegelsymmetrischen Ausrichtung der Stopfwerkzeuge jedes Stopfwerkzeugpaares 19 bzw. 20 in bezug auf die Längsmitte des Stopfaggregates 1 dient, und die auch noch weitere, im folgenden näher beschriebene Funktionen zu erfüllen hat. Die Zentriervorrichtung 25 besteht im wesentlichen aus zwei stan-genförmigen Federträgern 26, auf welchen jeweils eine Druckfeder 27 angeordnet ist und die mit ihrem inneren Ende am Tragteil 11 des Stopfwerkzeugträgers 7 um eine Achse 28 schwenkbar gelagert sind. Das äussere Ende jedes Federträgers 26 ist in einem, mit dem jeweiligen Stopfwerkzeug 12-15 drehbar verbundenen, im folgenden noch näher beschriebenen Widerlager 29 gelagert, an welchem sich das äussere Ende der Druckfeder 27 abstützt.

Das Stopfaggregat 1 arbeitet nach dem neuen «asynchronen Stopfprinzip», bei welchem sich für die vier, im Kreuzungsbereich Schiene 3/Schwelle 4 eintauchbaren Stopfwerkzeuge 12-15, wenn erforderlich, je nach dem vorhandenen Schotterzustand, voneinander verschiedene Beistellwege ergeben können, wobei jedoch an den Stopfpickelplatten 18 aller vier Stopfwerkzeuge dieselbe Beistellkraft wirksam ist, Aufgrund der beschriebenen, erfindungsgemässen Ausbildung des Stopfaggregates 1 arbeitet dieses je nach Schotterzustand aber auch mit voneinander unterschiedlichen Vibrationsbewegungen aller vier Stopfwerkzeuge 12-15. Zum besseren Verständnis dieser neuen Stopftechnik sind im unteren Teil der Fig. 1 die Bewegungsverhältnisse der Stopfwerkzeuge für drei verschiedene Stopfstellen mit unterschiedlichen Schotterverhältnissen mit gestrichelten Linien eingezeichnet. Die mittlere Darstellung zeigt das Unterstopfen einer Schwelle 4 bei im wesentlichen gleichmässigem und verhältnismässig lockerem Zustand des Schotters in den, der Schwelle 4 beidseits benachbarten Schwellenfächern. Bei diesen regulären Schotterverhältnissen sind jeweils für beide Stopfwerkzeuge 12,13 bzw. 14,15 eines Stopfwerkzeugpaares 19 bzw. 20 übereinstimmende Verhältnisse für das Eindringen, Vibrieren und Beistellen der Stopfwerkzeuge in den Schotter gegeben. Die Stopfpickelplatten 18 der gegeneinander verstellbaren Stopfwerkzeuge 12, 13 des in Fig. 1 ersichtlichen Stopfwerkzeugpaares 19 führen daher Schwingungen mit übereinstimmender Schwingungsamplitude entsprechend den Doppelpfeilen 30 aus. Unabhängig davon ergibt sich in Anbetracht der homogenen Schotterverhältnisse für die Stopfpickelplatten 18 beider Stopfwerkzeuge 12, 13 bei Druckbeaufschlagung des Kolbenzylinder-Beistellantriebes 23 derselbe Beistellweg, wie durch die Pfeile 31 veranschaulicht. Die Zentriervorrichtung 25 unterstützt dabei die Gleichmässigkeit der Beistellbewegung beider Stopfwerkzeuge 12, 13 durch die Zentrierwirkung der auf beide Stopfwerkzeuge in gleichem Ausmass wirksamen Federkraft der Druckfedern 27. Bei der Schliess-bewegung der Stopfwerkzeuge 12, 13 zu der dazwischenliegenden, zu unterstopfenden Schwelle 4 hin summieren sich die den Stopfwerkzeugen vom Beistellantrieb 23 und von den Druckfedern 27 erteilten Kräfte, so dass an den Stopfpickelplatten 18 eine entsprechend vergrösserte Gesamtkraft zur Verfügung steht.

Im linken unteren Teil der Fig. 1 ist das Unterstopfen einer Schwelle 4 bei stark verkrustetem Schotterbett veranschaulicht. Beim Absenken des Stopfwerkzeugträgers 7 treffen die mit gleicher Schwingungsamplitude vibrierenden Stopfpickelplatten der Stopfwerkzeuge 12, 13 im wesentlichen gleichzeitig auf der Schotteroberfläche auf. Da sich auf der Auftreffstelle des Stopfwerkzeuges 13 eine besonders stark verkrustete Schotterzone befindet, dringt dieses Werkzeug 13 nur geringfügig in die Schotteroberfläche ein, wogegen das andere Stopfwerkzeug 12, entsprechend der etwas

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loseren Beschaffenheit des Schotters, etwas tiefer in den Schotter eindringt. Die kompakte Beschaffenheit des Schotters in dem rechts der Schwelle 4 gelegenen Schwellenfach verhindert zunächst jede weitere Bewegung, insbesondere die Schwingbewegung des Stopfwerkzeugs 13, demzufolge die dem Stopfwerkzeugpaar 19 vom Vibrationsantrieb 21 aufgezwungene Vibrationsbewegung nunmehr ausschliesslich auf das Stopfwerkzeug 12 übertragen wird, so dass dieses mit der doppelten Vibrationsamplitude zu schwingen beginnt. Die damit verbundene Auflockerung des Schotters führt zu einem raschen, weiteren Eindringen des Stopfwerkzeugs 12,

wodurch gleichzeitig ein wesentlich grösserer Anteil der vertikalen Belastungskraft des Stopfaggregates 1 auf das Stopfwerkzeug 13 einzuwirken beginnt. Dieses durchstösst daher den verhärteten Oberflächenbereich des Schotters und dringt tiefer in die darunterliegenden Schotterbereiche ein, wobei gleichzeitig seine Vibrationsbewegung wieder einsetzt, wie schematisch durch die tieferliegende strichlierte Teildarstellung des Stopfwerkzeuges 13 erkennbar ist. Auch beim Stopfwerkzeug 13 kann gegebenenfalls die Vibrationsamplitude bis auf die doppelte Grösse anwachsen, wenn das andere Stopfwerkzeug 12 auf besonders verhärtete Stellen der Bettung trifft. Aufgrund dieser Wechselwirkung und der sich den Gegebenheiten selbsttätig anpassenden Verteilung der Vibrationsamplitude auf die beiden Werkzeuge erreichen dieselben auch bei sehr stark verkrusteter Bettung die vorgesehene Absenktiefe. Unabhängig davon erfolgt auch unter diesen Verhältnissen eine voneinander verschiedene Beistellbewegung der beiden Stopfwerkzeuge 12, 13, entsprechend dem neuen asynchronen Stopfprinzip. Das Zusammenwirken der beschriebenen Vibrationsvorgänge mit der unterschiedlichen Beistellung der Stopfwerkzeuge wirkt sich in einer Vergleich-mässigung der Stopfqualität auch unter ungünstigen bzw. wechselnden Schotterverhältnissen aus.

Im rechten unteren Teil der Fig. 1 ist das Beispiel einer vollständigen Bewegungshemmung des einen Stopfwerkzeugs 13 des Stopfwerkzeugpaares 19 dargestellt. Die Stopfpickelplatte 18 dieses Werkzeugs ist beim Eintauchen in das Schotterbett zwischen zwei nicht zu beseitigende Hindernisse, z.B. grosse Steine 32, gedrungen, so dass sie weder eine Vibrations noch eine Beistellbewegung auszuführen in der Lage ist. Infolgedessen kommt die für beide Stopfwerkzeuge 12,13 gemeinsame Vibrationserregung durch den Vibrationsantrieb 21 nunmehr ausschliesslich dem Stopfwerkzeug 12 zugute. Somit verdoppelt sich die Schwingungsamplitude des Stopfwerkzeugs 12, und es tritt, wie bereits zuvor beschrieben, eine verstärkte vertikale Belastung des Stopfwerkzeugs 13 ein, so dass dieses trotz der vorhandenen Hindernisse in grössere Tiefe abgesenkt werden kann. Dabei kann es in Anbetracht der Keilwirkung der nach dem unteren Ende zu sich verjüngenden Stopfpickel 17 zu einem Auseinanderdrängen der die Bewegungshemmung verursachenden Steine 32 kommen, so dass auch in diesem Fall mit beiden Stopfwerkzeugen 12,13 des Stopfwerkzeugpaares 19 die vorgesehene Absenktiefe erreicht wird. Unabhängig von den Vibrationsvorgängen und der Verdoppelung der Vibrationsamplitude des Stopfwerkzeugs 12, stellt sich zufolge der Bewegungshemmung des Stopfwerkzeugs 13 bei dem mit doppelter Amplitude schwingerregten Stopfwerkzeug 12 ebenso eine Verdoppelung des Beistellweges, entsprechend dem Pfeil 31 ein. Da nunmehr die Arbeitskräfte des Vibrationsantriebes 21 und des Beistellantriebes 23 gemeinsam am Stopfwerkzeug 12 wirksam sind, wird trotz der Bewegungshemmung des anderen Stopfwerkzeuges 13 unterhalb der Schwelle 4 der gewünschte hohe Schotterverdichtungsgrad erreicht.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Stopfwerkzeugpaare 19,20 mit ihrem jeweiligen Vibrationsantrieb 21 und Beistellantrieb 23 spiegelsymmetrisch in bezug zur Schienen-

vertikallängsebene 33 am Stopfwerkzeugträger 7 angeordnet. Wie insbesondere aus dem oberen Teil der Fig. 3 ersichtlich, ist die Kolbenstange 24 des Beistellantriebes 23 am oberen, als Doppelarm ausgebildeten Ende des Stopfwerkzeugs 15 um die Achse 34 drehbar gelagert. Weiter sind, insbesondere im Bereich des Stopfwerkzeuges 13, die Stopfpickelplatten 18 sowohl in ihrer neutralen Mittelstellung (voll ausgezogene Darstellung) als auch in ihren Zwischen- bzw. Endstellungen (gestrichelte Darstellung) eingezeichnet.

Fig. 4 zeigt die Anordnung des Vibrationsantriebes 21 an dem, in seinem oberen Bereich ebenfalls doppelarmig ausgebildeten Stopfwerkzeug 13. An den beiden Armen 35, 36 sind Lagerstellen für die Exzenterwelle 37 des Vibrationsantriebes 21 vorgesehen. Am Arm 35 ist ein mit der Exzenterwelle 37 antriebsverbundener Hydraulikmotor 38 angeordnet. Am gegenüberliegenden freien Ende der Exzenterwelle 37 ist ein Schwungrad 39 montiert. Am Exzenterteil 40 der Exzenterwelle 37 ist ein Lagerteil 41 drehbar gelagert, mit dem der Zylinder 22 des Beistellantriebes 23 fest verbunden ist.

Aus den Fig. 5 bis 7 gehen die konstruktiven Einzelheiten der Zentriervorrichtung 25 hervor. Das dem jeweiligen Stopfwerkzeug - 12 in Fig. 5 - zugewendete, äussere Ende des Federträgers 26 geht durch eine Öffnung 42 des Widerlagers 29 hindurch, welches an den beiden Armen 35,36 des Stopfwerkzeugs 12 um einen Querbolzen 43 schwenkbar gelagert ist. Der Querbolzen 43 durchsetzt einen Längsschlitz 44 des Federträgers 26, der gleichzeitig zur Führung des Federträgers 26 und zur Begrenzung der Verschwenkbewegung des Stopfwerkzeugs 12 um die Achse 16 dient. In Fig. 5 ist mit gestrichelten Linien die äussere Endlage des Stopfwerkzeugs 12 eingezeichnet, in welcher der Querbolzen 43 an der äusseren Endfläche 45 des Längsschlitzes 44 anschlägt. Das innere Ende des Federträgers 26 ist mit einem Federabstützschuh 46 bzw. 47 am Tragteil 11 des Stopfwerkzeugträgers 7 in einer gabelartigen und eine nach oben offene Halterung bildenden Lagerung 48 (Fig. 6) um die Achse 28 gelagert.

Fig. 8 zeigt schematisch das Verhalten der Stopfwerkzeuge 12-15 eines Stopfaggregates nach der Erfindung beim Unterstopfen der Kreuzungsbereiche einer Schiene 49 mit den Schwellen 50, 51 und 52 unter jeweils unterschiedlichen Bedingungen hinsichtlich des Schotterzustandes bzw. der Schwellenlage. Die mit starken Linien eingezeichneten Stopfpickelplatten sind aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit durch die Bezugsziffer des die jeweiligen beiden Stopfpickelplatten tragenden Stopfwerkzeugs bezeichnet. Beim Unterstopfen der Schwelle 50 liegen folgende Bedingungen vor. Im gleisaussenseitigen Endbereich der Schwelle 50 ist der Schotter in den benachbarten Schwellenfächern verhärtet bzw. verkrustet, wie durch die Kreuzschraffur angedeutet. In dem rechts der Schwelle 50 gelegenen Schwellenfach befindet sich ein nicht zu beseitigendes Hindernis, z.B. ein Stein 53. Beim Absenken des Stopfaggregates gerät die der Schiene 49 näherliegende Stopfpickelplatte des Stopfwerkzeuges 13 mit dem Stein 53 in Berührung. Da ausserdem die Bettung im Umgebungsbereich beider Stopfpickelplatten des Stopfwerkzeugs 13 stark verhärtet ist, kommt die Vibrationsbewegung des Stopfwerkzeugs 13 völlig zum Stillstand. Das Stopfwerkzeug 12 beginnt daher mit der doppelten Vibrationsamplitude zu schwingen, lockert dabei den verhärteten Schotter auf und dringt rasch in die Bettung ein. Das Zuschalten des zugeordneten Beistellantriebes bleibt auf das durch den Stein 53 an einer Verstellbewegung gehemmten Stopfwerkzeug 13 ohne Einfluss. Dadurch verdoppelt sich der Beistellweg des Stopfwerkzeuges 12, mit dem Effekt, dass die Schwelle 50 durch das mit doppelter Amplitude vibrierende und über den doppelten Beistellweg gegen die Längsseite der Schwelle 50 bewegte Stopfwerkzeug 12 trotz der ungünstigen Schotterverhältnisse mit dem gewünschten Verdichtungsdruck unter5

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In dem an der Innenseite der Schiene 49 gelegenen Bereich der Schwelle 50 wird relativ lockere Beschaffenheit des Schotters angenommen. Es ist jedoch auch hier im Bereich der innenliegenden Stopfpickelplatte des Stopfwerkzeugs 14 ein nicht zu beseitigendes Hindernis, z.B. ein Stein 53, vorhanden, der eine zur Schwelle hin gerichtete Bewegung des Stopfwerkzeugs 14 verhindert. Da aber die Bettung von relativ loser Beschaffenheit ist, kann das Stopfwerkzeug 14 trotz des vorhandenen Steins 53 unbehindert vibrieren. Es schwingen daher beide Stopfwerkzeuge 14 und 15 mit im wesentlichen gleich grosser Vibrationsamplitude. Sofern beim weiteren Eintauchen der Stopfwerkzeuge 14, 15 der Stein 53 von der inneren Stopfpickelplatte des Stopfwerkzeuges 14 nicht unterfasst wird, legt auch in diesem Fall das andere Stopfwerkzeug 15 nach Zuschalten des Beistellantriebes den doppelten Beistellweg gemäss der neuen asynchronen Stopftechnik zurück.

Für das Unterstopfen der Schwelle 51 liegen folgende angenommene Bedingungen vor. Im gleisaussenseitigen Endbereich der Schwelle 51 liegt links eine verhärtete Stelle im Schotterbett vor. Beim Absenken des Stopfaggregates trifft das Stopfwerkzeug 12 zunächst auf die verhärtete Schotteroberfläche auf, dringt nur geringfügig in diese ein und wird an jeder weiteren Bewegung gehemmt. Das andere Stopfwerkzeug 13 vibriert nun mit der doppelten Schwingungsamplitude und verschafft sich dadurch ausreichende Bewegungsfreiheit sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung. Damit vergrössert sich die auf das Stopfwerkzeug 12 wirksame Vertikalbelastung, so dass nunmehr auch dieses tiefer in den Schotter eindringt. Das weitere Eindringen in das Schotterbett und das Unterstopfen der Schwelle erfolgt dann, wie anhand des linken unteren Teiles der Fig. 1 beschrieben.

In dem an der Innenseite der Schiene 49 gelegenen Bereich der Schwelle 51 sind im rechts anschliessenden Schwellenfach zwei Bewegungshindernisse, z.B. Steine 53, vorhanden. An dieser Stelle sei vermerkt, dass solche Bewegungshindernisse selbstverständlich auch durch Teile des Bahnkörpers, z.B. einbetonierte Pflöcke oder dgl., gebildet sein können. Beim Absenken des Stopfaggregates gerät die der Schiene 49 näherliegende Stopfpickelplatte des Stopfwerkzeugs 15 zwischen die beiden Steine 53 in eine Klemmstellung, so dass nunmehr das Stopfwerkzeug 14 mit doppelter Amplitude schwingt. Beim weiteren Absenken des Stopfaggregates unter nunmehr stärkerer vertikaler Belastung des

Stopfwerkzeugs 15 kann es durch die Keilwirkung der Stopfpickelplatte zu einem Auseinanderdrängen der beiden Steine 53 kommen, wodurch das Stopfwerkzeug 15 gegebenenfalls wieder eine gewisse Bewegungsfreiheit erhält und 5 gegebenenfalls sogar den Steinwiderstand überwinden und weiter beistellen kann. Den Aufbau des gewünschten Stopfdrucks unter der Schwelle 51 kann aber jedenfalls das auch mit grossem Verstellweg zur Schwellenlängsseite hin bewegbare Stopfwerkzeug 14 übernehmen.

io Beim Unterstopfen der schrägliegenden Schwelle 52 werden für den gleisaussenseitigen Bettungsbereich der Schwelle ungünstige Eintauchbedingungen, also relativ verkrusteter Schotter, angenommen. Beim Absenken des Stopfaggregates befindet sich die gleisaussenseitige Stopfpickelplatte des 15 Stopfwerkzeugs 12 zufolge der Winkelversetzung der Schwelle 52 gegenüber der Querachse des Stopfaggregates bereits beim Eintauchen in den Schotter dicht an der Schwellenlängsseite. Das andere Stopfwerkzeug 13 ist zum Eintauchzeitpunkt (gestrichelte Darstellung) von der Schwelle 52 noch 20 relativ weit entfernt. Das Stopfwerkzeug 12 ist zwischen Schwelle 52 und verhärteter Bettung gewissermassen «eingeklemmt», so dass es keine Vibrationsbewegung ausführen kann. Daher schwingt nun das Stopfwerkzeug 13 mit verdoppelter Vibrationsamplitude, lockert den Schotter auf und 25 dringt rasch in die Bettung ein. Das nunmehr stärker belastete Stopfwerkzeug 12 dringt - wie bereits beschrieben - gleichfalls tiefer in den Schotter ein. Nunmehr wird der Beistellantrieb, verstärkt auf das Werkzeug 13, wirksam und stellt dieses - mit vergrösserter Amplitude vibrierende - Stopfwerk-3o zeug 13 zur Schwelle 52 hin bei (voll ausgezogene Darstellung).

Für den Gleisinnenbereich werden günstige Stopfbedingungen, also relativ lockerer Schotter, angenommen. Beim Absenken des Stopfaggregates tauchen die mit gleicher 35 Amplitude vibrierenden Stopfwerkzeuge 14, 15 relativ rasch und weiterhin gleichmässig schwingend in den Schotter. Die von der Schiene 49 weiter entfernte Pickelplatte des Stopfwerkzeugs 15 liegt zufolge der Schwellenschräglage bereits nahezu an der Schwellenlängsseite an, während die Pickel-40 platten des Stopfwerkzeuges 14 von der Schwelle 52 relativ weit entfernt sind (gestrichelte Darstellung). Beim Zuschalten des Beistellantriebes führt daher das Stopfwerkzeug 14 allein eine vergrösserte, gegebenenfalls die gesamte, also verdoppelte Beistellbewegung zur Schwelle 52 hin aus, bis der 45 gewünschte Verdichtungsgrad des Schotters unter der Schwelle erreicht ist (voll ausgezogene Darstellung).

G

2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

656 658 PATENTANSPRÜCHE

1. Maschine zum Unterstopfen der Querschwellen eines Gleises, mit wenigstens einem am Maschinenrahmen über einen Antrieb (9) höhenverstellbaren Stopfaggregat (1), das an einem gemeinsamen Stopfwerkzeugträger (7) jeweils paarweise angeordnete und zum Eintauchen in das Schotterbett -im Kreuzungsbereich Schwelle/Schiene - bestimmte und gegeneinander verstellbare Stopfwerkzeuge (12, 13; 14,15) aufweist, die über je einen, für jeweils ein Paar (19; 20) gegeneinander verstellbarer Stopfwerkzeuge (12, 13; 14,15) vorgesehenen Antrieb (21) in Vibration versetzbar sind, wobei die Beistellbewegungen der Stopfwerkzeuge (12,13; 14, 15) jedes Stopfwerkzeugpaares (19; 20) gegeneinander synchron oder bei auftretenden Bewegungshindernissen belastungsabhängig asynchron gegeneinander erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die zwei gegeneinander verstellbaren und zum Eintauchen in das Schotterbett - an einer Schienenseite -bestimmten Stopfwerkzeuge (12,13; 14,15) jedes Stopfwerkzeugpaares (19; 20) mit lediglich einem, gemeinsamen hydraulischen Kolbenzylinder-Beistellantrieb (23) verbunden sind und dass jedes dieser Stopfwerkzeugpaare (19; 20) zur im wesentlichen spiegelsymmetrischen Ausrichtung in bezug auf die Stopfaggregat-Längsmitte eine am Stopfwerkzeugträger (7) gestützte elastische Zentriervorrichtung (25) aufweist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (24) und der Zylinder (22) des gemeinsamen hydraulischen Beistellantriebes (23) jedes Stopfwerkzeugpaares (19 ; 20) jeweils mit den oberen Enden der beiden - etwa in ihrer Längsmitte schwenkhebelartig am Stopfwerkzeugträger (7) gelagerten Stopfwerkzeuge (12,13; 14,15) drehbar verbunden sind und der vorzugsweise hydraulisch beaufschlagbare und als Exzenter ausgebildete Vibrationsantrieb (21) mit dem oberen Ende des einen, vorzugsweise des mit dem Zylinder des Beistellantriebes (23) verbundenen Stopfwerkzeuges (12; 14) in Verbindung steht.

3. Maschine nach Anspruch 2 mit zwei Stopfwerkzeugpaaren, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsantriebe (21) sowie die Beistellantriebe (23) der beiden Stopfwerkzeug-paare (19; 20) in bezug zur Schienenvertikallängsebene (33) zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jedem Stopfwerkzeugpaar (19; 20) zugeordnete elastische Zentriervorrichtung (25) aus zwei, jeweils mit einem Ende gemeinsam am Stopfwerkzeugträger (7) gelagerten und mit ihren anderen Enden jeweils gegen ein Stopfwerkzeug 12,13; 14,15) unmittelbar oberhalb seiner Schwenkachsen (16) geführten Federträger (26) besteht, auf welchen zur Überlagerung der Vibration mit einer zusätzlichen Federkraft vorzugsweise Druckfedern (27) angeordnet sind, die voneinander unabhängig, einerseits gegen ein mit dem Stopfwerkzeug (12,13; 14,15) drehbar verbundenes Widerlager (29) und andererseits gegen das obere Ende des Federträgers (26) bzw. den Stopfwerkzeugträger (7) abstützbar sind.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federträger (26) im Bereich des dem Stopfwerkzeug (12,13; 14,15) zugekehrten Endes mit einem Längsschlitz (44) ausgebildet ist, der an einem, mit dem Stopfwerkzeug verbundenen und vorzugsweise zur drehbaren Lagerung des Widerlagers (29) vorgesehenen Querbolzen (43) geführt ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gegen das Stopfwerkzeug (12,13 ; 14,15) geführte Ende der Federträger (26) innerhalb der beiden oberen Arme (34,35) eines gabelartig ausgebildeten Stopfwerkzeuges angeordnet und das andere, am Stopfwerkzeugträger (7) gelagerte Ende der Federträger (26) mit einem Federabstützschuh (46) in einer gabelartigen und eine nach oben offene Halterung bildenden Lagerung (48) des Stopfwerkzeugträgers (7) gelagert ist.