DD254749A5 - Verfahren zum messen und schleifen des profils eines schienenkopfes und schienenschleifwagen zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Abstract

Mit Messfuehlern werden kontinuierlich die Istabstaende mehrerer Mantellinien des Schienenkopfprofils zu einer Bezugsbasis gemessen und mit Sollabstaenden verglichen. Die auf eine Mantellinie eingestellten Schleifkoepfe, die eine Facette mit vorgegebenem Neigungswinkel schleifen, werden immer dann automatisch abgehoben, wenn die Facette die dem Sollabstand entsprechende Lage erreicht. Die Schleifkopfsteuerung wird so auf einen einfachen Soll-Istwert-Vergleich von Abstaenden zurueckgefuehrt. Indem der Abstand zu einer eine Scheitellinie zweier benachbarter Facetten bildenden Mantellinie gemessen wird, kann ein Messfuehler zwei Facetten gleichzeitig kontrollieren, welche mit einem Doppelschleifkopf mit unterschiedlich geneigten Schleifscheiben geschliffen werden. Fig. 5

Description

Hierzu 6 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen und Schleifen des Profils eines Schienenkopfs, wonach zwecks Ermittlung des Ist-Profils die Abstände einer durch ein Meßgestell definierten Bezugsbasis zu mehreren, quer über das Profil verteilten Mantellinien gemessen werden und aufgrund eines Sollwert-Istwert-Vergleichs das Soll-Profil durch das Schleifen mehrerer Facetten mit unterschiedlichen, dem Soll-Profil entsprechend vorgegebenen Neigungswinkeln angenähert wird; ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Schienenschleifwagen zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Durch die DE-AS 2701 216 sind bereits ein derartiges Verfahren und ein derartiger Schienenschleifwagen bekannt. Dieses bekannte Verfahren beruht im wesentlichen auf folgenden Schritten:

Als Größen, welche den Zustand des Schienenkopfes charakterisieren, werden die mittlere Amplitude der kurzen Schienenwellen, die Amplitude der langen Schienenwellen, die Amplitude der Fehler des Schienenkopfprofils und dergleichen gemessen, wobei diese Größen aus Meßdaten, die das Schienenprofil abtastende Fühler liefern, in einer Meßwertschaltung ermittelt werden. Die diesen Größen entsprechenden Signale werden einem Rechner zugeführt, in welchen außerdem die bekannten Werte der Arbeitsleistung der Schleifwerkzeuge, wie zum Beispiel der Schleifdruck, die Bearbeitungsgeschwindigkeit, der Neigungswinkel der Schleifwerkzeuge und die Vorrückgeschwindigkeit längs der Schiene, eingegeben werden. Dieser Rechner ist so ausgelegt, daß er nach einem gespeicherten Rechenprogramm Signale abgibt, welche den Sollwerten der verschiedenen Arbeitsdaten der Schleifwerkzeuge entsprechen. Diese Sollwerte werden Steuerkreisen zugeführt, welche die Schleifwerkzeuge entsprechend steuern. Dabei wird so vorgegangen, daß die den Zustand des Schienenkopfes charakterisierenden Größen sowohl vor dem Nachbearbeiten als auch nach dem Nachbearbeiten mit Hilfe zweier Meßgestelle gemessen werden, die am vorderen und am hinteren Ende des Schienenschleifwagens angeordnet sind. Aufgrund der zweiten nach dem Nacharbeiten vorgenommenen Messung werden Korrekturen angebracht.

Dieses Verfahren und die zu seiner Durchführung erforderlichen Rechen- und Steuerschaltungen sind offensichtlich ziemlich kompliziert. Außerdem muß das Sollprofil des Schienenkopfes dadurch angenähert werden, daß bei der Bearbeitung insbesondere der Schleifdruck, die Schleifgeschwindigkeit, der Neigungswinkel des Schleifwerkzeugs und die Vorrückgeschwindigkeit längs der Schiene gesteuert werden, wobei.diese Arbeitsgrößen von einem angegebenen Sollwert abhängig sind, welcher seinerseits in Abhängigkeit von der Bearbeitungstiefe festgestellt wird. Den Ausführungen der genannten Druckschrift ist nicht zu entnehmen, wann genau die Schleifarbeiten unterbrochen werden müssen, damit das Sollprofil längs einer oder mehrerer Mantellinien optimal angenähert wird, und es werden auch keinerlei Beziehungen zwischen den Mantellinien, aufweiche die Meßfühler eingestellt sind, und denjenigen Mantellinien angegeben, auf welche ein oder mehrere Schleifwerkzeuge zwecks Schleifens einer entsprechende Facette eingestellt werden. Nach dem in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 44885 beschriebenen Verfahren zum Messen eines Schienenkopfprofils werden die Abstände der beiden, die Schienenlauffläche begrenzenden Mantellinien sowie einer dazwischenliegenden, mittleren Mantellinie zu einer Bezugsbasis bestimmt, um daraus die Krümmung der Schienenlauffläche zu ermitteln. Zu diesem Zwecke werden aus den drei gemessenen Abständen einerseits die Pfeilhöhe des Profilbogens der Schienenlauffläche am Orte der mittleren Mantellinie und andererseits die Neigung der die beiden äußeren Mantellinien verbindenden Sehne in bezug auf die Gleisebene bestimmt. Zur Messung werden dabei elektronische Meßfühler verwendet, die berührungslos, zum Beispiel kapazitiv, optisch oder nach dem Wirbelstromprinzip arbeiten.

Ferner ist ein Schienenschleifwagen bekannt (veröffentlichte europäische Patentanmeldung 32 214), bei welchem die in der Höhe verstellbaren Schleif kopfträger, an denen jeweils mehrere Schleifwerkzeuge installiert sind, winkelmäßig in bezug auf das Fahrgestell in einer senkrecht zur Gleisachse orientierten Ebene einstellbar sind und außerdem jedes Schleifwerkzeug individuell in bezug auf den Schleifkopfträger verschwenkt und unter einem bestimmten Neigungswinkel gegen die Schiene gepreßt werden kann.

Eine bekannte Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung eines Schienenkopfprofils (veröffentlichte europäische Patentanmeldung 114284) weist eine Vielzahl von Schienentastern auf, welche in platzsparender Weise ausgebildet und installiert sind.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die Messung und das Schleifen von Schienenkopfprofilen zu rationalisieren und einen dazu geeigneten Schienenschleifwagen mit erhöhten Gebrauchswerteigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Messen und das Nachbearbeiten von Schienenkopfprofilen so zu gestalten, daß das Sollprofil mit Hilfe verhältnismäßig einfacher Steuereinrichtungen genauer als bisher angenähert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abstände zwischen der Bezugsbasis und den Profil-Mantellinien kontinuierlich als Istwerte gemessen und während der Schleifoperation mit vorgegebenen Abstands-Sollwerten verglichen werden, und daß immer dann, wenn eine geschliffene Facette die dem Abstands-Sollwert entsprechende Lage relativ zur Bezugsbasis erreicht, die diese Facette schleifende Schleifscheibe automatisch in eine Außerbetriebsstellung abgehoben wird. Die wesentlichen Vorteile bestehen darin, daß erfindungsgemäß das Istprofil lediglich durch die direkt gemessenen Abstände an einer hinreichenden Zahl von Mantellinien charakterisiert wird, ohne daß diese direkten Meßdaten in andere Größen, wie beispielsweise den Neigungswinkel, die Pfeilhöhe oder dergleichen, umgewandelt oder umgerechnet zu werden brauchen; ebenso wird die Bearbeitung bis zum Erreichen des Sollprofils lediglich durch eine elektronisch leicht durchzuführenden Vergleich zwischen den Istabständen und den vorgegebenen Sollabständen gesteuert, wodurch sich auf einfache und direkte Weise das Sollprofil optimal annähern läßt, weil die Schleifoperation an jeder Mantellinie automatisch dann unterbrochen wird, wenn die Differenz zwischen Sollabstand und Istabstand verschwindet.

Vorzugsweise wird so vorgegangen, daß als Istwert jeweils der Abstand zu einer Mantellinie gemessen wird, auf welcher eine Scheitellinie zweier benachbarter Facetten eines Facettenpaares liegt, daß dieser Istwert mit dem vorgegebenen Sollwert des Abstands dieser Scheitellinie zur Meßbasis verglichen wird und daß die beiden Facetten dieses Facettenpaares mit einem auf die Scheitellinie eingestellten Doppelschleifkopf mit zwei Schleifscheiben geschliffen werden, deren Schleifebenen einen vorgegebenen, dem Sollprofil entsprechenden Arbeitswinkel miteinander bilden. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß durch eine einzige Messung, also mit einem einzigen Meßfühler, gleichzeitig zwei Facetten gemessen und kontrolliert werden können, so daß mit einer gegebenen Anzahl von Fühlern die doppelte Anzahl von Facetten kontrolliert wird und damit aufgrund der größeren Facettenzahl das Sollprofil besonders gut angenähert werden kann.

Beim Schleifen einer seitlichen Überwalzung wird zweckmäßigerweise der Abstand zur Schienenoberfläche nur mit einem Meßfühler längs einer vorgegebenen Mantellinie gemessen und die Schleifoperation im Bereich dieser Mantellinie mit wenigstens einer Schleifscheibe in mehreren Schleifschritten bei jeweils unterschiedlicher Orientierung der Schleifscheibe derart durchgeführt, daß der Neigungswinkel der Schleifebene nach jedem Schritt sukzessive vergrößert wird und bei jedem Schleifschritt das Schleifen dann unterbrochen wird, wenn der Abstand der Mantellinie von der Bezugsbasis einen vorgegebenen Zwischen-Sollwert erreicht, bei welchem die entstandene Facette wenigstens näherungsweise eine Tagentialebene an das Sollprofil des Schienenkopfes bildet, woraufhin der folgende Neigungswinkel eingestellt und erneut mit dem Schleifen begonnen wird. Dabei erfolgt das schrittweise Schleifen einer Überwalzung mittels eines Doppelschleifkopfs, dessen beide Schleifscheiben einen bestimmten Arbeitswinkel einschließen.

Der Meßfühler wird vorzugsweise ungefähr auf die 45°-Tangente eingestellt, und bei jedem Schleifschritt wird der erwähnte Neigungswinkel um 10° bis 15° verstellt.

Im Falle erheblicher abzuschleifender Materialmengen von zum Beispiel mehr als 0,2 mm Dicke wird zunächst bis zum Erreichen eines als Zwischen-Sollprofil vorgegebenen Schrupprofils mit starker Schleifkraft und anschließend in einer getrennten Feinschleifoperation bis zum Erreichen des endgültigen Soll-Profils mit verminderter Schleifkraft geschliffen. Diejenigen Schleifscheiben, welche auf eine Mantellinie eingestellt sind, die bereits ihren Sollabstand von der Bezugsbasis erreicht hat, werden vorzugsweise automatisch auf eine andere Mantellinie verstellt, längs welcher der Soll-Abstand noch nicht erreicht worden ist.

Der Schienenschleifwagen zur Durchführung des Verfahrens hat ein Meßgestell, das mehrere, auf vorgegebene Mantellinien des Schienenkopfs einstellbare, vorzugsweise berührungslos arbeitende Meßfühler trägt, mehrere Schleifköpfe, die in der Höhe und in der Neigung verstellbar sind, sowie Steuer- und Anzeigevorrichtungen, und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Analysator aufweist, welcher an die Ausgänge aller Meßfühler angeschlossen ist und Signale erhält, die den gemessenen Istwerten der Abstände entsprechen, daß dieser Analysator ferner dazu eingerichtet ist, die Sollwerte der Abstände aller Mantellinien des gewünschten Schienenprofils zu speichern, diese mit den gemessenen Istwerten zu vergleichen und Befehle an eine Steuereinheit zu geben, welche dazu eingerichtet ist, alle Schleifköpfe automatisch dann in eine Außerbetriebsstellung abzuheben, wenn die von diesen bearbeitete Mantellinie ihren Sollabstand erreicht. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß wenigstens jeweils ein Paar von Schleifköpfen, die einen Doppelschleifkopf bilden, in einem gemeinsamen Schleifkopfträger montiert sind, welcher schwenkbar und auf eine bestimmte Mantellinie ausrichtbar ist, und daß die beiden Schleif köpfe eines Doppelschleifkopfs relativ zueinander schwenkbar und zum Schleifen von Facettenpaaren benachbarter Facetten in einer Schleifoperation so einstellbar sind, daß ihre Schleifebenen einen vorgegebenen, dem Sollprofil entsprechenden Arbeitswinkel einschließen. Der Analysator und die Steuereinheit sind dazu eingerichtet, die Schleifköpfe automatisch auf die zu bearbeitenden Mantellinien auszurichten und die Schleifkraft als Funktion der Dicke des abzutragenden Materials zu steuern. Außerdem können der Analysator und die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Schleifköpfe bei Einstellung auf eine Mantellinie automatisch auf den entsprechenden Neigungswinkel einzustellen. Beim Arbeiten mit Doppelschleifköpfen sind der Analysator und die Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, den Arbeitswinkel jedes Doppelschleifkopfs als Funktion der Mantellinie einzustellen, aufweiche dieser Doppelschleifkopf ausgerichtet ist. Die Anzeigevorrichtungen, welche an d.en Analysator angeschlossen sind, bestehen zweckmäßigerweise aus einem Drucker zur Aufzeichnung des Istprofils und des Sollprofils sowie zur Anzeige der Abstandsdifferenzen und/oder aus einer Registriervorrichtung zur kontinuierlichen Aufzeichnung der positiven und der negativen Abstandsdifferenzen und/oder aus einer Sichtanzeige, welche matrizenförmig angeordnete Lampen hat, die für jede Mantellinie anzeigen, ob die bestehende Abstandsdifferenz positiv oder negativ ist oder verschwindet.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: die Seitenansicht eines Schienenschleifwagens nach der Erfindung, Figur 2: eine Ansicht des Meßgestells, gesehen quer zum Gleis,

Figur 3: eine schematische Darstellung der Fühler eines Meßkopfes,

Figur 4: eine schematische Darstellung eines Doppelschleifkopfs mit seinen beiden Schleifscheiben, Figur 4a: schematisch eine konstruktive Ausbildung eines Doppelschleifkopfs, Figur 5: den Querschnitt durch eine Schiene mit Angaben, welche die Messung und Bearbeitung der Lauffläche einer Schiene

veranschaulichen, Figur 6: eine der Figur 5 entsprechende Darstellung zur Veranschaulichung der Messung und Bearbeitung einer Überwalzung am Schienenaußenbogen,

Figur 7: ein Blockschaltbild der Steuer- und Anzeigevorrichtung,

Figur 8: eine der Figur 6 entsprechende Darstellung zur Veranschaulichung der Bearbeitung und Figur 9: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Überwalzung nach Figur 8.

Nach Figur 1 ist ein Schienenschleifwagen 2, der mit seinen beiden Fahrgestellen 3 auf dem Gleis 1 verfahrbar ist, an seinem einen Ende mit einem Meßgestell 4 ausgerüstet. Dieses Meßgestell 4 hat, wie in Figur 2 schematisch gezeigt, für jede Schiene 1 einen Meßkopf 5, an welchem mehrere berührungslos arbeitende Meßfühler C befestigt sind. Im betrachteten Beispiel nach Figur 3 sind je Meßkopf 5 sieben Fühler C1 bis C7 vorgesehen. Beide Meßköpfe 5 stützen sich mit Gleitschuhen 6 auf der Mitte der Schiene 1 ab und sind durch gelenkig angebrachte Zugstangen 10 mit dem Schienenschleifwagen 2 verbunden. Diebeiden Meßköpfe 5 werden durch seitliche Rollen 7 geführt; diese rollen an den Innenseiten der Schienen 1 ab und werden durch eine zwischen beiden Meßköpfen 5 installierte Spreizvorrichtung 8, die von einem hydraulischen Kolben 9 beaufschlagt wird, ständig, wie durch den Doppelpfeil angedeutet, gegen die Schienen 1 gedrückt.

Außerdem sorgt eine am Chassis des Schienenschleiffahrzeugs 2 aufgehängte und auf die beiden Meßköpfe 5 wirkende hydraulische Einrichtung, die in Figur 1 lediglich schematisch durch den Pfeil 11 angedeutet ist, dafür, daß die Gleitschuhe 6 ständig mit hinreichender Kraft auf den Schienen 1 aufliegen. Dadurch wird gewährleistet, daß beim Vorschub des Schienenschleifwagens 2 jeder Fühler C einer bestimmten Mantellinie des Schienenkopfes folgt.

Nach Figur 3 sind die Fühler C1 bis C 6 mit ihren Achsen auf sechs Mantellinien si bis s6 ausgerichtet. Diese sechs vorgegebenen Mantellinien sind ungefähr gleichmäßig über den Bereich der Schienenlauffläche verteilt, die sich längs eines mittleren Bogens des Schienenkopfprofils erstreckt Dieser mittlere Bogen hat einen verhältnismäßig großen Radius von typischerweise ungefähr 300 mm, und die vom Mittelpunkt dieses Bogens zu den Bogenenden gezogenen Radien schließen mit der Mittelsenkrechten, also dem durch die Schienenkopfmitte verlaufenden Radius, je einen Winkel von ungefähr 15° ein.

Im Beispiel nach Figur 3 ist außerdem noch ein siebter Fühler C7 vorgesehen, welcher nur durch seine Achse angedeutet und auf eine Mantellinie s7 eingestellt ist. Dieser Fühler C7 dient, wie später anhand der Figuren 6,8 und 9 noch näher erläutert wird, zur Messung der im allgemeinen an der Schienenaußenseite auftretenden Überwalzung und des Außenbogens der Schiene 1; ankn^an ,,ArA Ui₁₁Kr. oii^l-i öle

Bei den Fühlern C handelt es sich beispielsweise um induktiv messende Instrumente. Jeder Fühler C ist dazu eingerichtet, den Abstand h zu derjenigen Mantellinie zu messen, aufweiche er eingestellt ist. Dabei bildet das Meßgestell 4, das sich mit seinen Gleitschuhen 6 auf der Schienenmitte abstützt, eine Bezugsbasis, in bezug auf die die Abstände h kontinuierlich gemessen werden. Die Bezugspunkte dieser Basis sind im betrachteten Beispiel nach Figur 3 die unteren Enden der Fühler C. DerSchienenschleifwagen 2 ist zwischen seinen beiden Fahrgestellen 3 mit zwei Schleifeinheiten 12 und 13 je Schiene 1 ausgerüstet, welche in bekannter Weise am Wagenchassis 20 aufgehängt sind und sich auf den Schienen abstützen. Jede Schleifeinheit 12 und 13 weist zwei Schleifkopfträger 14 und 18 auf, die jeweils einen Doppelschleifkopf 15 bzw. 19 mit zwei Schleifköpfen 16 und 16' bzw. 17 und 17'tragen, wie für die Schleifeinheit 12 in Figur 1 schematisch angedeutet. Jeder Schleifkopfträger 14 und 18 ist in an sich bekannter Weise in einer senkrecht zur Gleisachse orientierten Ebene schwenkbar und in der Höhe verstellbar. Figur 4 zeigt schematisch den Schleifkopfträger 14 im von der Schiene 1 abgehobenen Zustand. Er kann um einen bestimmten Neigungswinkel β gekippt und mit seiner Mittelachse B auf eine vorgegebene Mantellinie s ausgerichtet werde und ist im Sinne des Doppelpfeils auf und abbewegbar.

Im Beispiel nach Figur 4 ist der Neigungswinkel β der Winkel, den die Horizontale H mit derjenigen, an das Kopf profil der Schiene 1 gelegten Tangente T einschließt, welche durch die die Mittelachse B des Schleifkopfträgers 14 schneidende Mantellinie s verläuft. Dieser Neigungswinkel β ist aus geometrischen Gründen selbstverständlich gleich demjenigen Winkel, den der zur Mantellinie s führende Radius des Kopfprofilbogens mit der Mittelsenkrechten der Schiene einschließt. Außerdem können an jedem Schleif kopfträger 14,18 die beiden Schleifköpfe 16,16' bzw. 17,17'individuell in einer ebenfalls senkrecht zur Schienenachse orientierten Ebene verschwenkt und in Richtung ihrer Drehachsen verstellt werden. Auf diese Weise können die beiden Schleifköpfe jedes Schleifkopfträgers 14,18 relativ zueinander so eingestellt werden, daß sich ihre beiden Schleifebenen in einem vorgegebenen Arbeitswinkel α schneiden, wie schematisch in Figur 4 für den Schleifkopfträger 14 angedeutet. Dort sind die beiden Schleifscheiben 16a und 16a'der beiden Schleifköpfe 16 und 16'mit ihren Drehachsen A bzw. A' gezeigt, wobei ihre beiden Schleifebenen den Arbeitswinkel «einschließen. Dieser Doppelschleifkopf 15 erzeugt während eines Arbeitsgangs gleichzeitig die beiden Facetten f und f, wiegestrichelt in Figur 4 angedeutet. Der Neigungswinkel β des Schleifkopfträgers braucht nicht notwendigerweise in bezug auf die Neigung der Winkelhalbierenden des von den Drehachsen A und A' der Schleif köpfe gebildeten Winkels bzw. auf die Mittelachse B des Schleifkopfträgers definiert zu sein, sondern kann sich auch auf eine andere Bezugslinie desselben beziehen, zum Beispiel auf die Drehachse eines der Schleifköpfe 16 oder 16', vor allem dann, wenn dieser Schleifkopf relativ zum Schleifkopfträger fest montiert ist und nur der andere Schleifkopf zwecks Einstellung des Arbeitswinkels α gegen den Schleifkopfträger verstellbar ist. In diesem Falle fällt der Neigungswinkel des Doppelschleifkopfs mit dem der einen Schleifscheibe und daher der betreffenden Facette zusammen. Figur 4a zeigt schematisch den konstruktiven Aufbau eines Doppelschleifkopfs mit dem Schleifkopfträger 14, an welchem hintereinanderliegend die beiden Schleifköpfe 16 und 16' mit ihren Antriebsmotoren 16b und 16'b sowie ihren Schleifscheiben 16aund16'a montiert sind. Der Schleifkopfträger 14 besteht im wesentlichen aus Trägerteilen, an denen die Schleifköpfe 16 und 16' befestigt sind und von denen in Figur 4a der Trägerteil 28 des Schleifkopfs 16 zu sehen ist, aus einem im Querschnitt L-förmigen Gestell 23, einem die unteren Enden des Trägerteils 28 und des Gestells 23 gelenkig verbindenden Hebelarm 27 und einem Verstellzylinder 24, der einerseits am oberen Ende des Trägerteils 28 und andererseits im mittleren Bereich des Gestells 23 angelenkt ist. Das Gestell 23 ist am Chassis 20 des Schienenschleifwagens 2 aufgehängt, und zwar derart, daß sich sein oberer Teil 23a auf einem am Chassis 20 befestigten Führungssegment 21 abstützt und auf diesem längs des Segmentbogens verschiebbar oder abrollbar gelagert ist.

Der Hebelarm 27 ist über den Gelenkpunkt mit dem Gestell 23 hinaus verlängert und mit seinem dem Trägerteil abgewandten Ende an der Unterseite eines Pneumatikzylinders 25 angelenkt. Dieser Pneumatikzylinder 25, dessen oberes Ende an einem fest mit dem Gestell 23 verbundenen Vorsprung 26 angelenkt ist, dient zur Entlastung des Doppelschleifkopfs und zur Einstellung der Schleifkraft mit welcher die Schleifscheiben 16a und 16'a am Kopf der Schiene 1 anliegen. Zum Abheben wird der Kolben des Pneumatikzylinders 25 ausgefahren, wodurch der Hebelarm 27 um seinen Gelenkpunkt mit dem Gestell 23 im Uhrzeigersinne nach Figur 4a geschwenkt wird und dabei den Trägerteil 28 mit den beiden Schleifköpfen von der Schiene 1 abhebt. Umgekehrt werden beim Einziehen des Kolbens des Pneumatikzylinders 25 die Schleifscheiben 16a und 16' a gegen die Schiene 1 gepreßt. Zur Verschwenkung des gesamten Doppelschleifkopfs, also zum Einstellen eines Neigungswinkels ß, dient ein Verstellzylinder 22, der einerseits an der einen Seite des Chassis 20 und andererseits am oberen Teil 23a des Gestells 23 angelenkt ist. Bei Betätigung dieses Verstellzylinders 22 bewegt sich der obere Teile 23a des Gestells 23 längs des Bogens des Führungssegments 21, wobei das Gestell 23 um seinen Gelenkpunkt mit dem Hebelarm 27 verschwenkt wird und dabei den Trägerteil 28 mittels des Verstellzylinders 24 mitnimmt Hierbei fungiert der Verstellzylinder 24 lediglich als starre Verbindung zwischen Gestell 23 und Trägerteil 28, der seinerseits mit dem Schleifkopf 16 um seinen Gelenkpunkt mit dem Hebelarm 27 kippt. Im betrachteten Beispiel ist angenommen, daß der Trägerteil des anderen Schleifkopfs 16', welcher hinter dem Schleifkopf 16 liegt, fest am Gestell 23 angebracht ist. Bei Verschwenkung des Gestells 23 werden daher gemeinsam beide Schleifköpfe mitgenommen, und zwar der Schleifkopf 16' direkt und der Schleifkopf 16 über den Verstellzylinder 24.

Zur Einstellung des Arbeitswinkels α zwischen beiden Schleifscheiben 16a und 16'a bzw. zwischen den beiden von diesen Schleifscheiben zu erzeugenden Facetten wird im betrachteten Beispiel mittels des Verstellzylinders 24 nur der eine Schleifkopf 16 relativ zum anderen Schleifkopf 16' verstellt, dessen Lage relativ zum Gestell 23 fest und unveränderbar ist. Der Arbeitswinkel α ist vorzugsweise zwischen 0° und 10° verstellbar, und zwar entweder stetig oder aber schrittweise. ImFaIIe der Bearbeitung der Schienenlauffläche können es beispielsweise die drei Winkel 1°, 2° und 4° sein.

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß jeder der beiden Schleif köpfe 16 und 16' individuell relativ zum Gestell 23 durch je einen Verstellzylinder entsprechend dem Verstellzylinder 24 eingestellt werden kann.

Die Anordnung kann ferner auch so getroffen sein, daß jedem der beiden Schleifköpfe 16 und 16'eines Doppelschleifkopfsein individueller Pneumatikzylinder 25 zur Entlastung und Schleifkrafteinstellung zugeordnet ist, so daß die Schleifkraft beider Schleifköpfe unabhängig voneinander einstellbar ist. Der Trägerteil jedes Schleifkopfs ist dann durch getrennte Hebelarme 27 mit dem zugehörigen Pneumatikzylinder 25 verbunden.

Wenn mehr als ein Paar von Schleifköpfen an einem gemeinsamen Schleifkopfträger 14 installiert sind, dann können zweckmäßigerweise alle jeweils ein und dieselbe Facette bearbeitenden Schleifköpfe, die also alle auf einen gemeinsamen Facettenneigungswinkel eingestellt sind, an einem gemeinsamen Pneumatikzylinder angelenkt sein, so daß sie mit der gleichen Schleifkraft arbeiten

Um bei einer Nachbearbeitung das Sollprofil des Schienenkopfes möglichst gut annähern zu können, sollte das Istprofil im

Bereich der Schienenlauffläche auf wenigstens sechs Mantellinien und das vollständige Profil auf wenigstens 14 Mantellinien gemessen und kontrolliert werden. Imfolgenden wird zunächst die Bearbeitung der Schienenlauffläche erläutert. Wenn man zur Messung und Kontrolle der Schienenlauffläche sechs Fühler vorsieht, die entsprechend auf sechs Mantellinien eingestellt sind, und wenn, wie es naheliegend erscheint, längs jeder Mantellinie eine Facette geschnitten wird, dann würde das Laufflächenprofil durch sechs Facetten angenähert. Das ist jedoch im allgemeinen ungenügend. Häufig wird verlangt, daß die Schienenlauffläche durch wenigstens zwölf Facetten mit einer Breite von jeweils 4 bis 5mm angenähert werden muß, damit die nach dem Schleifen vorhandenen Scheitel zwischen benachbarten Facetten nicht zu ausgeprägt sind und daher relativ schnell durch den darüberrollenden Verkehr ausgeglichen werden.

Man kann nun jedoch vorteilhafterweise die Anzahl der zu kontrollierenden Facetten bei gleichbleibender Zahl von Fühlern dadurch verdoppeln, daß man mit einem Fühler nicht den Abstand zur Mitte einer Facette, sondern vielmehr den Abstand zur Scheitellinie zweier benachbarter Facetten eines Facettenpaares mißt. Bei einem vorgegebenen Arbeitswinkel α zwischen den Schleifscheiben, die benachbarte Facetten erzeugen, kann nämlich ohne weiteres derjenige Sollabstand zwischen Fühler und Scheitellinie beider Facetten bestimmt und vorgegeben werden, bei welchem die beiden Facetten gerade das Sollprofil optimal annähern, insbesondere in an das Sollprofil gelegten Tangentialebenen liegen. Aus diesem Grunde sind die bereits beschriebenen Doppelschleifköpfe 15,19 vorgesehen, bei denen die beiden Schleifköpfe auf den jeweils gewünschten Arbeitswinkel α einstellbar sind.

Die Anordnung auf dem Schienenschleifwagen wird also so getroffen, daß jeweils ein Fühler C und einer der Schleifkopfträger 14,18 mit seiner Mittelachse B auf ein und dieselbe Mantellinie s eingestellt werden, welche dann mit der Scheitellinie der beiden benachbarten Facetten zusammenfällt, welche von den beiden Schleifscheiben dieses Doppelschleifkopfs geschliffen werden. Dadurch mißt und kontrolliert ein einziger Fühler C gleichzeitig die Lage zweier Facetten, so daß mit einer gegebenen Anzahl von Fühlern, im betrachteten Beispiel mit sechs Fühlern, das Sollprofil der Schienenlauffläche durch die doppelte Anzahl von Facetten, im betrachteten Beispiel durch zwölf Facetten, angenähert wird.

Figur 5 veranschaulicht schematisch die Kontrolle des Profils der Schienenlauffläche mit Hilfe der sechs Fühler C1 bis C6, welche auf die Mantellinien s 1 bis s 6 ausgerichtet sind und vor und während der Schleifoperation ständig deren Abstände h 1 bis h 6 von der Bezugslinie 0 messen. Diese Bezugslinie 0, welche durch die die Bezugsbasis definierenden unteren Fühlerenden bestimmt wird, ist der Einfachheit halber in den Figuren 5,6,8 und 9 durch eine horizontale Gerade dargestellt. Die sechs Mantellinien s 1 bis s6 fallen mit den Scheitellinien zweier benachbarter Facetten zusammen, welche gemeinsam jeweils von den beiden Schleifscheiben 16,16' eines Doppelschleifkopfs 15 (Figur 4) geschliffen werden. Dabei schließen die beiden Schleifebenen jedes Doppelschleifkopfs einen vorgegebenen, dem Sollprofil angepaßten Winkel a 1 bis «6 ein. Da für jede gewählte Mantellinie s ein bestimmter Neigungswinkel α vorgegeben ist, kann die Anordnung vorzugsweise so getroffen sein, daß sich die beiden Schleifscheiben eines Schleifkopfträgers, bei Ausrichtung desselben auf eine bestimmte Mantellinie, automatisch auf den dieser Mantellinie entsprechenden Arbeitswinkel α einstellen.

Der Innenbogen und der Außenbogen jeder Schiene, fachmännisch auch Innenradius und Außenradius genannt, lassen sich im Prinzip ebenfalls mit Hilfe der beschriebenen Fühler kontrollieren. Jedoch sollte jeder dieser Bogen, welche einen wesentlich kleineren Radius als der die Schienenlauffläche bildende mittlere Bogen haben, durch wenigstens vier Fühler kontrolliert werden, so daß insgesamt wenigstens 14 Fühler je Schienenstrang zur Messung des vollständigen Profils erforderlich wären. Aus diesem Grunde ist es im allgemeinen vorteilhaft, den Innen- und den Außenbogen nach einem anderen Verfahren mit einer Schleifvorrichtung zu kontrollieren und zu bearbeiten, wie sie in der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 125348 der gleichen Anmelderin beschrieben wird. Diese bekannte Schleifvorrichtung arbeitet mit einer direkten Kontrolle und Steuerung der Schleifköpfe. Zumindest empfiehlt es sich, den Innenbogen der Schienen, welcher den Spurkranz der Räder führt, nach diesem anderen bekannten Verfahren zu bearbeiten.

Es ist jedoch auch möglich, den Außenbogen, der im allgemeinen nach längerer Verkehrszeit eine mehr oder weniger starke Überwalzung aufweist, und gegebenenfalls auch den Innenbogen nach dem Verfahren und mit einer Maschine nach der vorliegenden Erfindung zu bearbeiten. Beim Innenbogen oder Innenradius, der sich über einen großen Winkelbereich erstreckt und ziemlich genau bearbeitet werden sollte, muß dann mit wenigstens vier Fühlern kontrolliert werden. Dagegen kann bei der Bearbeitung des Außenbogens oder Außenradius vorteilhafterweise mit nur einem einzigen Fühler im Bereich der Überwalzung gearbeitet werden, wie nachstehend erläutert.

Figur 6 veranschaulicht schematisch die Anordnung der den Fühlern C1 bis C 6 zugeordneten Doppelschleifköpfe durch Angabe ihres Neigungswinkels ß, den sie bei Ausrichtung auf die Mantellinie s 1 bis s6 aufweisen, und durch die Angabe des jeweiligen Arbeitswinkels α zwischen ihren beiden Schleifebenen. Die negativen /3-Werte beziehen sich auf die innen liegende Schienenkopfhälfte'. Die Schienenlauffläche erstreckt sich beiderseits der Mittelsenkrechten bis zu einem Winkel von je 15°. Außerdem veranschaulicht Figur 6 schematisch die Bearbeitung des Außenbogens der Schiene 1 mit Hilfe eines einzigen, nur schematisch angedeuteten Fühlers C7, der die Mantellinie s7 kontrolliert und auch in Figur 3 angedeutet ist, und mit Hilfe eines auf die Mantellinie s7 ausgerichteten Doppelschleifkopfs, dessen a- und /3-Werte angegeben sind und dessen Neigung schrittweise verstellt wird.

Das ursprüngliche Istprofil ist mit a und das Sollprofil mit b bezeichnet. Strichpunktiert ist ferner ein theoretisches Schrupprofil b + 0,2 mm angegeben, welches das Sollprofil b um eine Höhe von 0,2 mm überragt und welches ein Grobprofil darstellt. Wenn erhebliche Materialmengen abzutragen sind, empfiehlt es sich in derTat, zunächst in einer Grobschleifoperation mit maximalem Schleifdruck bis zu diesem theoretisch vorgegebenen Schrupprofil zu schleifen, und dann erst mit verringertem Schleifdruck bis zum eigentlichen Sollprofil b weiterzuschleifen.

Es ist angenommen, daß der Innenbogen der Schiene 1, der sich bei dem hier als Beispiel betrachteten Schienenprofil über einen Winkelbereich von -15° bis -80° erstreckt, mit seitlichen Schleifscheiben gemäß dem genannten bekannten Verfahren bearbeitet wird. Für die Bearbeitung der Schienenlauffläche gelten nach Figur 6 beim betrachteten Profil folgende Einstellungen: Für die Doppelschleifköpfe, die auf die Mantellinien s 1 unds4ausgerichtetsind,ist/3 = 0,5° bzw. -0,5° und a = 1°; für die auf die Mantellinien s2 und s 5 gerichteten Doppelschleifköpfe ist β = 4,5° bzw. -4,5° und a = 3°, und für die auf die Mantellinien s3 und s6 gerichteten Doppelschleifköpfe ist β = 10,5° bzw. -10,5° und ebenfalls α = 3°. Danach wird also jede Hälfte der Schienenlauffläche durch sechs Facetten angenähert, welche die Facetten-Neigungswinkel 0°, Γ, 3°, 6°, 9° und 12° haben, wenn nach Figur 4 die beiden Schleifköpfe symmetrisch zur Mittelachse des Doppelschleifkopfs liegen, welche den Winkel β definiert

Zur Kontrolle des Außenbogens ist der Fühler C7 auf diejenige Mantellinie s7 eingestellt, welche durch den Berührungspunkt der

45°-Tangente an das theoretische Schrupprofil geht, das heißt auf denjenigen Radius, welcher mit der Mittelsenkrechten der Schiene einen Winkel von 45° einschließt. Bei dem auf diese Mantellinie s7 ausgerichteten Doppelschleifkopf bilden die beiden Schleifscheiben im betrachteten Beispiel einen Arbeitswinkel a = 6°. Dieser Doppelschleifkopf wird zunächst auf einen kleinen Neigungswinkel ßvon beispielsweise 20°eingestellt und bearbeitet in dieserStellung die Überwalzungeso lange, bisderFühlerC7 einen vorgegebenen Zwischenabstand mißt, bei welchem die innenliegende Schleifscheibe gerade in einerTangentialebene an das Schrupprofil liegt. Dann wird der Schleifvorgang unterbrochen, und der Doppelschleifkopf wird auf einen Neigungswinkel β = 30° eingestellt, woraufhin die Bearbeitung bis zum Erreichen eines weiteren vorgegebenen Zwischenabstands wiederholt wird, an welchem wiederum die innenliegende Schleifscheibe in einerTangentialebene an das Schrupprofil liegt. In einem letzten Schleifschritt beträgt der Neigungswinkel β = 45°, und mit diesem Schleifschritt wird das vorgegebene Schrupprofil erreicht. Nun wird die beschriebene, schrittweise Schleifoperation im Bereich des Fühlers C7 mit verringertem Schleifdruck bis zum Erreichen des Sollprofils b wiederholt.

Es ist natürlich auch möglich, die Schleifoperation bei jedem Neigungswinkel β solange durchzuführen, bis die innen liegende Schleifscheibe direkt in der Tangentialebene an das Sollprofil liegt, wobei also auf die Verwendung eines Schrupprofils verzichtet

Jeder Doppelschleifkopf ist vorzugsweise im Winkelbereich von -15° bis +45°, also über den Gesamtbereich von Schienenlauffläche und Außenbogen, einstellbar montiert, damit nach Bedarf jeder Doppelschleifkopf längs jeder Mantellinie arbeiten kann. Der Arbeitswinkel α ist vorzugsweise stetig oder schrittweise aufwerte bis zu 10° einstellbar.

Die beschriebene schrittweise Bearbeitung des Außenbogens erlaubt es, mit Hilfe eines einzigen Fühlers mehrere, nacheinander erzeugte Facettenpaare zu kontrollieren, was natürlich die Installation außerordentlich vereinfacht und die benötigte Anzahl der Fühler verringert. Ferner erhält man günstigerweise mit nur drei Schleifschritten sechs Facetten, so daß eine gute Annäherung an das Sollprofil des Außenbogens erzielt wird. Im betrachteten Beispiel nach Figur 6 wird mit den angegebenen a- und /3-Werten der Außenbogen durch Facetten mit den Neigungswinkeln 17°, 23°, 27°, 33°, 42° und 48° angenähert.

Die beschriebene Bearbeitung der Überwalzung e im Bereich des Schienenaußenbogens läßt sich natürlich auch mit nur jeweils einer Schleifscheibe durchführen, welche auf die Mantellinie s7 ausgerichtet ist und welche sukzessive mit ihrer Schleifebene auf größer werdende Neigungswinkel eingestellt wird. In diesem Falle wird der Außenbogen der Schiene durch weniger Facetten angenähert als bei Verarbeitung mit einem Doppelschleifkopf, es sei denn, man erhöht die Anzahl der Schritte. Im betrachteten Beispiel wären es, wenn die angegebenen Winkel β die Neigungswinkel der Schleifscheibe bedeuten, drei Facetten mit den Neigungswinkels 20°, 30° und 45°, welche alle mit demselben, auf die 45°-Facette eingestellten Meßfühler C7 kontrolliert werden.

Nachstehend wird anhand der Figuren 7 bis 9 die Steuer- und Anzeigevorrichtung beschrieben. Gemäß dem Blockschaltbild nach Figur 7 weist diese auf dem Schienenschleifwagen installierte Vorrichtung einen Analysator 20' auf, an den die Ausgänge aller Fühler C der Meßköpfe angeschlossen sind und welcher die von diesen Fühlern C abgegebenen Signale erhält, welche die jeweils gemessenen Ist-Abstände h darstellen. In diesem Analysator 20' sind die verschiedenen theoretischen Profile der Schienen in Form der Sollabstände gespeichert, welche das Sollprofil der zu bearbeitenden Schiene an den vorgegebenen Mantellinien von der Bezugslinie 0 haben soll.

Im betrachteten Beispiel nach den Figuren 8 und 9, welches dem Beispiel nach Figur 6 entspricht, sind für die zu bearbeitende Schiene im Bereich der Schienenlauffläche die sechs Sollabstände h 1 bis h 6, die von den Fühlern C1 bis C 6 kontrolliert werden, im Analysator gespeichert. Das durch diese Sollabstände definierte Sollprofil bist auf den Abstand h0 bezogen, den die mittlere Mantellinie, also die Schienenachse, von der Bezugslinie hat und welcher durch die sich auf der Schienenmitte abstützenden Gleitschuhe 6 (Figur 3) und die Meßgestellkonstruktion bestimmt ist und daher natürlich konstant bleibt. Zu Beginn der Schleifarbeiten werden sich natürlich zwischen Sollprofil b und Istprofil a praktisch immer sowohl positive als auch negative Abstandsdifferenzen Ah ergeben, wie in Figur 8 veranschaulicht. Die endgültige Lage b' des Sollprofils liegt dann natürlich so tief, daß keine negativen Abstandsdifferenzen mehr auftreten; entsprechend weit ist die Schienenmitte abzuschleifen.

Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 8 nur die Abstände h0, h 3, h4 und h 6 und in Figur 9 die Abstände h5 und h6 durch Bezugszeichen bezeichnet. Für das Profil des Außenbogens im Bereich des Fühlers C7 sind, wie in Figur 9 angegeben, die Zwischen-Sollabstände h7 (20°) und h7 (30°) sowie der endgültige Sollabstand h7 (45°) gespeichert, und zwar zwecks Durchführung der vorstehend beschriebenen schrittweisen Bearbeitung des Außenbogens. Im Analysator 20' werden diese gespeicherten Sollabstände mit den gemessenen Istabständen verglichen, und die daraus resultierenden Steuerbefehle werden auf eine Steuereinheit 21' gegeben, welche direkt die verschiedenen Schleifköpfe derart steuert, daß jeder Schleifkopf automatisch in seine Außerbetriebsstellung abgehoben wird, wenn der vom betreffenden Fühler gemessene Istabstand dem vorgegebenen Sollabstand entspricht.

Außerdem sind irrt betrachteten Beispiel an den Analysator 20' ein Drucker 22', ein Registriergerät 23' und eine Sichtanzeige 24' angeschlossen. Praktisch genügt es jedoch, wenn wenigstens eines dieser Anzeigegeräte installiert ist.

Der Drucker 22' zeichnet jeweils das gemessene Istprofil aufgrund der gemessenen Istabstände und erlaubt einen visuellen Vergleich mit dem Sollprofil, indem für jede Mantellinie die Abstandsdifferenz Ah angegeben wird. Da die Profiländerungen direkt durch die Gleisgeometrie beeinflußt werden und im allgemeinen niemals sprungartig auftreten, genügt es, die Profile nur alle 20,50.oder 100m aufzuzeichnen, was automatisch geschehen kann; es ist auch möglich, daß der Bedienende nach Bedarf die Profilaufzeichnungen von Hand abruft, beispielsweise bei jeder Änderung des Profils, wie beispielsweise vor, in der Mitte

oder nach einer Übergangskurve und alle 100 min einer vollen Kurve oder auf der geraden Strecke. Dieser Drucker ist vor allem bei der Arbeitsvorbereitung sehr nützlich, wenn die Profile vor der Schleifoperation aufgezeichnet werden, weil der Bedienende so auf verhältnismäßig einfache Weise in der Lage ist, ein spezielles Schleifprogramm für jeden spezifischen Gleisabschnitt aufzustellen.

Die Registriereinrichtung 23'zeichnet für jeden Fühler die Abstandsdifferenzen Ah als Funktion des zurückgelegten Weges auf, wobei diese Abstandsdifferenzen zunächst, wie bereits erwähnt, positiv oder negativ sein können. Im Beispiel nach Figur 8 und 9 sind die Abstandsdifferenzen Ah 5, Ah 6 und Ah 7 positiv und die Abstandsdifferenzen Ah 1, Ah 2 und Ah 3 negativ, während die Abstandsdifferenz Ah4 praktisch verschwindet.

Diese Aufzeichnung der Ah-Werte durch die Registriereinrichtung 23' erlaubt es, längs einer Mantellinie die Längswellen der Schiene zu erkennen, und durch Vergleich der Aufzeichnungen längs aller Mantellinien auch die eventuellen seitlichen Wellen zu erfassen. Maßnahmen zum Ausgleich der Schienenlängswellen gehören nicht zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung und können in bekannter Weise berücksichtigt werden, wie zum Beispiel in der DE-PS 2.843.649 der gleichen Anmelderin

beschrieben. Interessant ist, daß die Aufzeichnung der Abstandsdifferenzen längs der Mantellinien die Schienenwellungen klar zu erfassen erlaubt, was bei den bisher bekannten vorgeschlagenen Aufzeichnungen des Schienenkopfprofils nicht ohne weiteres möglich ist.

Die Sichtanzeige 24' weist drei Reihen von matrizenförmig angeordneten Kontrollampen 25' auf, deren Spaltenzahl der Anzahl der kontrollierten Mantellinien entspricht. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kontrollampen der oberen Reihe aufleuchten, wenn und so lange die Abstandsdifferenz der betreffenden Mantellinie positiv ist, die Kontrollampen oder unteren Reihe aufleuchten, wenn und so lange die Abstandsdifferenz der betreffenden Mantellinie negativ ist, und die Kontrollampen der mittleren Reihe nur dann aufleuchten, wenn der Istabstand der Mantellinie innerhalb der zulässigen Toleranzen dem Sollabstand entspricht. Zweckmäßigerweise werden für die obere und die untere Reihe rote Lampen und für die mittlere Reihe grüne Lampen vorgesehen. Indem also jede Fühler drei Kontrollampen zugeordnet sind, läßt sich auf einfache Weise und auf einen Blick der jeweilige Istzustand des Profils überwachen und feststellen, längs welcher Mantellinie noch Material abgetragen werden muß. Um zu vermeiden, daß die Lampen, insbesondere wenn sich das Istprofil dem Sollprofil nähert, ständig blicken, kann der Analysator die Kontrollampen so steuern, daß nur alle 20,50 oder 100 m die Lampen entsprechend der in diesem Intervall gemessenen mittleren Abstandsdifferenz eingeschaltet werden.

Mit der beschriebenen Steuereinrichtung wird die verhältnismäßig große Anzahl von Informationen, das heißt Abstandswerten, welche die Fühler liefern, automatisch praktisch momentan verarbeitet und zur automatischen Steuerung der Schleifköpfe verwendet. Dabei sind sowohl die Messung als auch die Auswertung sehr einfach, da lediglich Abstände gemessen werden und aufgrund von Abständen gesteuert wird. Es ist also nicht nötig, andere charakteristische Größen des Schienenprofils, wie etwa Winkel, zu messen oder aufgrund der Meßdaten in einer besonderen Rechenschaltung auszurechnen. Ebensowenig spielen im Prinzip für die Erzielung des gewünschten Profils die Schleifgeschwindigkeit, der Schleifdruck oder die Vorschubgeschwindigkeit des Schienenschleifwagens eine Rolle, da ja das Profil lediglich aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs von Abständen der ausgewählten Mantellinien kontrolliert und erreicht wird. Die Steuerung der Schleifkraft und der Schleifgeschwindigkeit dient lediglich dazu, die Schleifoperationen rationell und rasch durchzuführen.

Außer der Speicherung der Sollabstände im Analysator ist es natürlich erforderlich, die Werte der erwähnten Neigungswinkel β der Doppelschleifköpfe und der erwähnten Arbeitswinkel α der beiden Schleifscheiben jedes Doppelschleifkopfs gemäß dem gewünschten Schienenprofil vorzugeben und einzustellen, wobei diese Werte von der Mantellinie abhängen, längs der geschliffen wird.

Bei einer halbautomatischen Steuerung richtet der Bedienende aufgrund der Beobachtungen der Anzeigeeinrichtungen die Doppelschleifköpfen durch Einstellung ihres Neigungswinkels auf die jeweiligen Mantellinien aus und stellt deren beide Schleifköpfe auf den derjeweiligen Mantellinie zugeordneten Arbeitswinkel α ein. Um diese Steuerung von Handzu erleichtern, ist jeder Schleifkopfträger mit einem Arbeitswinkel-Indikator und mit einem Selektor ausgerüstet, der es erlaubt, den Schleifkopfträger genau auf eine der Mantellinien zu justieren.

Die Schleifoperation wird so durchgeführt, daß zunächst an den Mantellinien mit großen positiven Abstandsdifferenzen und, sofern negative Abstandsdifferenzen auftauchen, im mittleren Bereich der Lauffläche so lange geschliffen wird, bis das Meßgestell mit dem Gleitschuh 6 so weit abgesunken ist, daß alle negativen Abstandsdifferenzen verschwinden. Im Beispiel nach den Figuren 6,8 und 9 werden zunächst alle Doppelschleifköpfe auf die Mantellinien s5 bis s7 eingestellt, und es wird mit maximalem Schleifdruck so lange gearbeitet, bis das in Figur 6 angedeutete Schrupprofil b + 0,2mm erreicht ist. Dann werden zur Feinbearbeitung die Doppelschleifköpfe auf alle Mantellinien verteilt, bei denen die Abstandsdifferenz positiv ist, wobei ein Doppelschleifkopf automatisch in seine Außerbetriebsstellung abgehoben wird, wenn er auf eine Mantellinie eingestellt wird, die eine negative oder verschwindende Abstandsdifferenz hat. Mit verringertem Schleifdruck wird dann so lange gearbeitet, bis das Sollprofil b erreicht ist. Vorzugsweise wird also die Schleifkraft schrittweise oder stetig als Funktion der Dicke des abzugebenden Materials gesteuert. Auch können, sobald längs einer oder mehrerer Mantellinien das Sollprofil erreicht worden ist, alle Schleifkopfträger.von Hand oder automatisch auf diejenigen Mantellinien eingestellt werden, an denen noch Material abgetragen werden muß. Dadurch wird die Schleifoperation rationalisiert, weil stets alle Schleifköpfe wirkungsvoll verwendet werden können. In jedem Falle wird die Schleifoperation automatisch an einer Mantellinie unterbrochen, sobald die Abstandsdifferenz verschwindet.

Die Schleifoperation kann jedoch auch vollautomatisch durchgeführt werden. In diesem Falle sind die betreffenden a- und /3-Werte im Analysator gespeichert, und der Analysator 20' und die Steuereinheit 21' liefern außerdem Steuerbefehle, durch welche die Doppelschleifköpfe automatisch auf die zu schleifenden Mantellinien ausgerichtet werden, wobei gleichzeitig ebenfalls automatisch der jeweilige Arbeitswinkel α eingestehe wird. Ein derartiges Steuerprogramm kann beispielsweise so beschaffen sein, daß beim ersten Schleifdurchgang alle Schleifköpfe auf die Mantellinien s6 und s7 und anschließend auf die Mantellinien s 5 bis s7 konzentriert werden, bis das Schrupprofil b + 0,2 mm erreicht ist. Dabei wird die Schleif kraft kontinuierlich als Funktion der Dicke des noch abzutragenden Materials eingestellt. Anschließend erfolgt dann die Feinbearbeitung, bei welcher die Doppelschleifköpfe automatisch auf die verschiedenen Mantellinien ausgerichtet und mit verringerter Schleifkraft betrieben werden, bis das Sollprofil b erreicht ist.

Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, daß die Nachbearbeitung eines Schienenkopfprofils praktisch immer in einer größeren Anzahl von Arbeitsgängen verfolgen muß, weil bei jedem Durchgagn nur immer eine verhältnismäßig kleine Materialmenge, die nur einem Bruchteil der insgesamt abzutragenden Materialdicke entspricht, abgeschliffen werden kann. Bei Annäherung an das Sollprofil, wenn mit verringertem Schleifdruck gearbeitet wird, werden bei jedem Durchgang im allgemeinen nur ein Zehntel oder einige Zehntel Millimeter abgetragen. Der Schienenschleifwagen muß also den zu bearbeitenden Schienenschleifwagen mehrere Male überfahren, wobei vorzugsweise sowohl bei jeder Hinfahrt als auch bei jeder Herfahrt geschliffen wird. Aus diesem Grunde genügt es, wenn gemäß der vorliegenden Erfindung nur ein Meßgestell mit Meßfühlern verwendet wird, welches am einen oder anderen Ende des Schienenschleifwagens installiert ist. Es wird dann also, je nachdem ob sich das Meßgestell in Vorschubrichtung gesehen im vorderen oder hinteren Wagenende befindet, bei jedem Schleifdurchgang nur entweder unmittelbar vor oder unmittelbar hinter den Schleifköpfen gemessen, was vollkommen ausreicht, das jeweilige . Istprofil mit hinreichender Genauigkeit zu messen.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung wird also einerseits die Messung des Istprofils lediglich auf einfache Abstandsmessungen zurückgeführt, ohne daß komplizierte Profilgrößen gemessen oder berechnet werden müßten, und ebenso erfolgt die Steuerung bei der Profilbearbeitung lediglich aufgrund eines Soll-Ist-Vergleichs von Abstandswerten. Andererseits erlaubtes die Erfindung, mit einer bestimmten Anzahl von Fühlern die doppelte Anzahl von Facetten zu kontrollieren, so daß mit verhältnismäßig wenigem Fühlern ein optimal an das Sollprofil angenähertes Profil erzeugt werden

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt mannigfache Varianten zu, vor allem hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung der verstellbaren Doppelschleifköpfe. Ferner können beispielsweise in einem gemeinsamen Schleif kopfträger mehr als ein Paar von Schleifköpfen, also mehr als ein Doppelschleifkopf, installiert sein, so daß jeweils zwei oder mehrere Doppelschleifköpfe durch Einstellung ihres Schleifkopfträgers gemeinsam auf eine Mantellinie justiert werden können. Auch können im Prinzip zur Abstandsmessung an sich bekannte mechanische Taster als Meßfühler verwendet werden, die auf der Schiene aufliegen. Die beschriebene Steuerung mit einem einfachen Soll-Ist-Vergleich von Abständen läßt sich natürlich auch dann anwenden, wenn die Istabstände zu jeder einzelnen Facette, insbesondere zur Mitte jeder Facette, gemessen werden und entsprechend ein Meßfühler jeweils nur eine Facette kontrolliert und der Schienenschleifwagen mit einzeln einstellbaren Schleifköpfen arbeitet.

Claims (13)

1. - 1 - 2b4 /4a Patentansprüche:

   1. Verfahren zum Messen und Schleifen des Profils eines Schienenkopfs, wonach zwecks Ermittlung des Ist-Profils die Abstände einer durch ein Meßgestell definierten Bezugsbasis zu mehreren, quer über das Profil verteilten Mantellinien gemessen werden und aufgrund eines Sollwert-Istwert-Vergleichs das Soll-Profil durch das Schleifen mehrerer Facetten mit unterschiedlichen, dem Soll-Profil entsprechend vorgegebenen Neigungswinkeln angenähert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Abstände (h) kontinuierlich als Istwerte gemessen und während der Schleifoperation mit vorgegebenen Abstands-Sollwerten verglichen werden, und daß immer dann, wenn eine geschliffene Facette (f, f) die dem Abstands-Sollwert entsprechende Lage relativ zur Bezugsbasis erreicht, die diese Facette (f, f) schleifende Schleifscheibe (16a, 16'a) automatisch in eine Außerbetriebsstellung abgehoben wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Istwert jeweils der Abstand (h) zu einer Mantellinie (s 1 bis s7) gemessen wird, aufweicher eine Scheitellinie zweier benachbarter Facetten (f, f) eines Facettenpaares liegt, daß dieser Istwert mit dem vorgegebenen Sollwert des Abstands dieser Scheitellinie zur Bezugsbasis verglichen wird und daß die beiden Facetten dieses Facettenpaares mit einem auf die Scheitellinie eingestellten Doppelschleifkopf (15,19) mit zwei Schleifscheiben (16a, 16'a) geschliffen werden, deren Schleifebenen einen vorgegebenen, dem Soll-Profil entsprechenden Arbeitswinkel (α) miteinander bilden.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schleifen einer seitlichen Überwalzung (e) der Abstand zur Schienenoberfläche nur mit einem Meßfühler (C7) längs einer vorgegebenen Mantellinie (s7) gemessen wird und daß die Schleifoperation im Bereich dieser Mantellinie mit wenigstens einer Schleifscheibe in mehreren Schleifschritten bei jeweils unterschiedlicher Orientierung der Schleifscheibe derart durchgeführt wird, daß der Neigungswinkel (ß) der Schleifebene nach jedem Schritt sukkzessive vergrößert wird und bei jedem Schleifschritt das Schleifen dann unterbrochen wird, wenn der Abstand der Mantellinie von der Bezugsbasis einen vorgegebenen Zwischen-Sollwert (h7 [20⁰C], h 7 [3O⁰C]) erreicht, bei welchem die entstandene Facette wenigstens näherungsweise eine Tangentialebene an das Sollprofil des Schienenkopfes bildet, woraufhin der folgende Neigungswinkel eingestellt und erneut mit dem Schleifen begonnen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte schrittweise Schleifen einer Überwalzung (e) mittels eines Doppelschleifkopfs durchgeführt wird, dessen beide Schleifscheiben einen bestimmten Arbeitswinkel (a) einschließen.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (C7) ungefähr auf die 45°-Tangente eingestellt und bei jedem Schleifschritt der erwähnte Neigungswinkel iß) um 10° bis 15° verstellt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle erheblicher abzuschleifender Materialmengen von zum Beispiel mehr als 0,2 mm Dicke zunächst bis zum Erreichen eines als Zwischen-Sollprofil vorgegebenen Schrupprofils (b + 0,2 mm) mit starker Schleif kraft geschliffen und anschließend in einer getrennten Feinschleifoperation bis zum Erreichen des endgültigen Soll-Profils (b) mit verminderter Schleifkraft geschliffen wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Schleifscheiben, welche auf eine Mantel linie eingestellt sind, die bereits ihren Sollabstand von der Bezugsbasis erreicht hat, automatisch auf eine andere Mantellinie verstellt werden, längs welcher derSoll-Abstand noch nicht erreicht worden ist.
8. 8. Schienenschleifwagen zum Messen und Schleifen des Profils eines Schienenkopfes, mit einem Meßgestell, das mehrere, auf vorgegebene Mantellinien des Schienenkopfs einstellbare, vorzugsweise berührungslos arbeitende Meßfühler trägt, mit mehreren Schleifköpfen, die in der Höhe und in der Neigung verstellbar sind, und mit Steuer- und Anzeigevorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Analysator (20') aufweist, welcher an die Ausgänge aller Meßfühler (C) angeschlossen ist und Signale erhält, die den gemessenen Istwerten der Abstände entsprechen, daß dieser Analysator (20') ferner dazu eingerichtet ist, die Sollwerte der Abstände (h) aller Mantellinien (si bis s7) des gewünschten Schienenprofilszu speichern,

   diese mit den gemessenen Istwerten zu vergleichen und Befehle an eine Steuereinheit (21') zu geben, welche dazu eingerichtet ist, alle Schleifköpfe (16,16', 17,17') automatisch dann in eine Außerbetriebsstellung abzuheben, wenn die von diesen bearbeitete Mantellinie ihren Sollabstand erreicht.
9. 9. Schienenschleifwagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens jeweils ein Paar von Schleifköpfen (16,16'; 17,17'), die einen Doppelschleifkopf (15,19) bilden, in einem gemeinsamen Schleifkopfträger (14; 18) montiert sind, welcher schwenkbar und auf eine bestimmte Mantellinie (s 1 bis s7) ausrichtbar ist, und daß die beiden Schleifköpfe (16,16'; 17,17') eines Doppelschleifkopfs (15; 19) relativ zueinander schwenkbar und zum Schleifen von Facettenpaaren (f, f) benachbarter Facetten in einer Schleifoperation so einstellbar sind, daß ihre Schleifebenen einen vorgegebenen, dem Soll-Profil entsprechenden Arbeitswinkel (a) einschließen.
10. 10. Schienenschleifwagen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator (20') und die Steuereinheit (21') dazu eingerichtet sind, die Schleifköpfe automatisch auf die zu bearbeitenden Mantellinien (s 1 bis s7) auszurichten und die Schleifkraft als Funktion der Dicke des abzutragenden Materials zu steuern.
11. 11. Schienenschleifwagen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator (20') und die Steuereinheit (21') dazu eingerichtet sind, die Schleifköpfe bei Einstellung auf eine Mantellinie (s 1 bis s7) automatisch auf den entsprechenden Neigungswinkel (ß) einzustellen.
12. 12. Schienenschleifwagen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 der Analysator (20') und die Steuereinheit (21') dazu eingerichtet sind, den Arbeitswinkel (α) jedes Doppelschleifkopfs (15,19) als Funktion der Mantellinie (s 1 bis s7) einzustellen, aufweiche dieser Doppelschleifkopf ausgerichtet ist.
13. 13. Schienenschleifwagen nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtungen, welche an den Analysator (20') angeschlossen sind, einen Drucker (22') zur Aufzeichnung des Istprofils und des Sollprofils sowie zur Anzeige der Abstandsdifferenzen (Ah) und/oder eine Registriervorrichtung (23') zur kontinuierlichen Aufzeichnung der positiven und der negativen Abstandsdifferenzen und/oder eine Sichtanzeige (25') aufweisen, welche matrizenförmig angeordnete Lampen (25') hat, diefür jede Mantellinie (s 1 bis s7) anzeigen, ob die bestehende Abstandsdifferenz positiv oder negativ ist oder verschwindet.