WO2025003092A1 - Verfahren und gleisbaumaschine zum unterstopfen von schwellen eines gleises - Google Patents

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track
variable
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Christian KOCZWARA
Harald Daxberger
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    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/12—Tamping devices

Definitions

  • the invention relates to a method for tamping sleepers of a track using a tamping unit, the tamping tools of which are immersed in a ballast bed and placed next to each other, whereby the nature of the ballast bed is determined.
  • the invention also relates to a corresponding system for carrying out the method.
  • a generic method is known from AT 520698 A1.
  • a sensor is used to record the load on the tamping unit in addition to determining the condition of a ballast bed. Specifically, a penetration force is determined during the penetration process of a tamping tool into a ballast bed. A load-time curve derived from this forms the basis for evaluating the ballast condition.
  • a tamping tool is also used to immerse it in order to draw conclusions about the condition of a ballast bed. This involves a controlled lowering movement of the tamping tools, with at least one variable processed in the control loop being fed to an evaluation device to derive a characteristic variable for the ballast bed.
  • AT 520056 A1 discloses another method for determining the condition of a ballast bed. This involves recording the force transmitted to the track ballast due to a horizontal vibration movement of tamping tools in order to draw conclusions about the condition of the ballast bed.
  • AT 521798 A1 discloses a method for determining the condition of a ballast bed using a working unit for ballast compaction, wherein the working unit comprises an electric drive.
  • a ballast bed characteristic is derived from at least one operating variable of the electric drive using an evaluation device.
  • the invention is based on the object of enabling improved operation of the tamping unit on the basis of the method of the type mentioned at the outset. It is also an object of the invention to provide a correspondingly improved system for tamping sleepers on a track.
  • a setting value for a supply pressure for applying the supply cylinders of the tamping unit is automatically specified.
  • the supply pressure is an important value in asynchronous constant pressure tamping, in which tamping tools located opposite one another are tamped with the same pressure in relation to a sleeper to be tamped. The same pressure is achieved by jointly activating the supply cylinders assigned to the tamping tools.
  • the specified setting time and the set setting pressure are important variables for influencing the compaction quality of the ballast.
  • the current condition of the ballast bed is of key importance here.
  • the information on the condition of the ballast bed can in particular contain information on a grain size, a fine fraction, a degree of compaction, a degree of contamination, in particular a degree of vegetation, and/or a ballast bed stiffness.
  • the condition can also include information on a layer thickness of the track ballast, in particular on a filling height relative to the underside of a track sleeper.
  • the nature of the ballast bed is understood to mean at least one property that is crucial for the operation of the track.
  • the properties that are particularly important are those that affect the load-bearing capacity, the rigidity and/or the damping properties of the ballast bed.
  • the spectrum here extends from a relatively loose ballast bed at the start of track construction (new track, soft ballast bed) to a heavily contaminated and compact ballast bed towards the end of a maintenance period (hard ballast bed). In the latter case, a significantly higher setting pressure is required in order to move ballast grains into a new, compacted structure during a setting process.
  • the method according to the invention automatically sets the auxiliary pressure depending on the The properties of the ballast bed are determined prior to the tamping tool being used. This makes it possible to adapt the tamping pressure to the conditions of the ballast bed during each tamping process.
  • the adjustment is in a range of 8 MPa to 12 MPa (80-120 bar), which generally results in a tamping force of 3 kN to 12 kN at the free end of the respective tamping tool (pick plate).
  • the automatic setting of the supply pressure depending on the ballast bed condition ensures a consistent tamping quality.
  • the risk of sleeper displacement is eliminated.
  • the demands placed on an operator are reduced.
  • the automatic supply pressure according to the invention subsequently forms a subsystem of a track construction machine that operates partially or completely autonomously.
  • the setting value of the auxiliary pressure is specified as a proportion of the available system pressure of a hydraulic system coupled to the tamping unit.
  • Pressure chambers of the auxiliary cylinders are connected to the hydraulic system via servo or proportional valves.
  • a pressure reduction in a rod-side pressure chamber leads to the execution of an auxiliary movement.
  • a pressure reduction in a piston-side pressure chamber causes a return movement of the auxiliary cylinder.
  • the rod-side pressure chamber is switched to almost pressureless so that the entire system pressure in the piston-side pressure chamber is present as auxiliary pressure.
  • the setting value is 100% of the system pressure.
  • the servo or proportional valves are used to The piston-side pressure chamber and/or the rod-side pressure chamber are subjected to reduced system pressure.
  • the current auxiliary pressure results from the pressure differences in the two pressure chambers, taking into account the ratio of the piston area to the ring area of the respective auxiliary cylinder.
  • the setting value is advantageously displayed in an output device. This gives an operator the opportunity to monitor the specification and make adjustments if necessary. For example, the setting value is further reduced during a new laying if only a minimal track lift is planned at the current track location during the tamping process. In addition, the setting value is logged for each tamping process so that the tamping results can be traced later.
  • the setting value initially specified on the basis of the ballast bed condition is automatically adjusted depending on a lifting value and/or a tamping time and/or a number of tamping cycles. This further increases the level of automation.
  • the setting value is adjusted so that with each tamping process, enough ballast is pushed into a cavity created by the lifting process under the respective sleeper.
  • the vibrating tamping tools cause the ballast pushed under the sleeper to be compacted.
  • the tamping process should be completed as soon as the optimum compaction of the ballast is achieved.
  • the relationship between a determined ballast condition, the tamping pressure and the tamping time as well as the lifting value is preferably determined before setting up the automatic
  • the tamping pressure specification for each tamping unit type is determined empirically. If optimum compaction cannot be achieved with one tamping process, another tamping cycle is carried out at the same track location. In such a case, the number of tamping cycles is also taken into account when specifying the setting value.
  • a control method is preferred in which the setting variable is fed to a control device of the tamping unit, the auxiliary cylinders being controlled by the control device in accordance with the setting variable.
  • the auxiliary cylinders being controlled by the control device in accordance with the setting variable.
  • servo or proportional valves are controlled, by means of which the auxiliary cylinders are connected to a hydraulic system.
  • a control in which the tamping pressure is automatically adjusted during a tamping process depending on a detected movement variable of the tamping tool and/or a reaction force acting on the tamping tool.
  • This optimized method ensures that the tamping pressure specified with the setting variable leads to the desired tamping effect in the ballast bed. For example, the tamping pressure is increased if a localized clumping of the ballast under a threshold slows down the tamping movement.
  • the tamping speed and/or the maximum dynamic reaction force are recorded during the tamping process.
  • the latter occurs as a result of a vibration movement that is superimposed on the positioning movement.
  • the dynamic reaction force is greatest when the direction of vibration coincides with the positioning direction. Following this compaction phase, during a vibration cycle to a relief phase with a vibration direction opposite to the setting direction.
  • a measurement value correlating with a penetration force is recorded to determine the condition of the ballast bed during an immersion process of the tamping tools into the ballast bed, the setting value for the additional pressure being derived from the measurement value.
  • the condition of the ballast bed is recorded by a measurement process during the immersion of the tamping tools into the ballast bed.
  • the automatic additional pressure setting reacts immediately to suddenly changing conditions of the ballast bed.
  • a preferred parameter for ballast categorization is the determined penetration force of the tamping tools. This is calculated from the resulting force of a sinking cylinder, by means of which the tamping tools are immersed in the ballast bed.
  • the decisive factors here are a sinking pressure, a counterpressure, a piston area and an annular area of the sinking cylinder. Furthermore, a change in momentum resulting from the acceleration and the mass of the lowered components of the tamping unit must be taken into account.
  • an average, a weighted or a maximum sinking force can be determined from a penetration force curve.
  • the ballast bed is categorised based on the recorded results (e.g. low penetration force, medium penetration force, high penetration force).
  • a quality index can correlate with an energy that is required to move at least one of the tamping tools, in particular to the maximum penetration depth, into the ballast bed.
  • the penetration energy can be determined as the integral of a vertical driving force acting on the at least one tamping tool over the path, in particular the vertical path, that the tamping tool travels in the ballast bed.
  • a particularly meaningful quality index results from the quotient of the penetration energy and a maximum penetration depth. The resulting quality index is thus largely independent of the respective penetration depth of the tamping tools.
  • the pressure curve of the lowering pressure and a measured trajectory of the lowering movement of the lowered unit components - essentially a tool carrier with the tamping tools and the tool drives - are used to automatically specify the supply pressure.
  • the system according to the invention for tamping sleepers of a track comprises a tamping unit with tamping tools that can be immersed in a ballast bed and positioned relative to one another, and is designed to determine the nature of the ballast bed, wherein a parameter for the nature of the ballast bed is fed to an evaluation device for deriving a setting value for a tamping pressure for applying tamping cylinders of the tamping unit.
  • a categorization of the ballast bed recorded in the system is used to automatically set the tamping pressure. This increases process reliability and relieves the workload of an operator of the tamping unit.
  • Fig. 1 System with a train travelling on a track
  • Fig. 2 Tamping unit of the track construction machine
  • Fig. 3 Hydraulic circuit diagram for controlling an auxiliary cylinder of the tamping unit.
  • the system 1 shown in Fig. 1 comprises a track construction machine 2 for tamping a track 3.
  • the track construction machine 2 is designed as a cyclically operating tamping machine with a machine frame 5 supported on rail carriages 4, on which a tamping unit 6 and a lifting and straightening unit 8 in front of it in a working direction 7 are arranged.
  • Any other track construction machine 2 equipped with a tamping unit 6 can also be used to carry out the method according to the invention.
  • the invention relates to a tamping process in which a track grid formed from sleepers 9 and rails 10 fastened thereto is fixed by means of the tamping unit 6 in a position raised from a ballast bed 11 and possibly directed sideways. Fixing is carried out by first dipping tamping tools 12 arranged on the tamping unit 6 into the ballast bed 11 on both sides of the sleeper 9 currently to be tamped. By means of a subsequent positioning movement 13, ballast grains are pushed under the sleeper 9 and compacted. A vibration movement 14 of the tamping tools 12 during dipping and positioning facilitates the displacement of the ballast grains.
  • a higher vibration frequency e.g. 45 Hz
  • the positioning process e.g. 35 Hz.
  • the opposing tamping tools 12 are designed as swing levers and are mounted on a common tool carrier 15 (Fig. 2). Upper lever arms of the tamping tools 12 are connected to a vibration drive 17 via auxiliary cylinders 16.
  • the vibration movement 14 is generated by the auxiliary cylinders 16 by hydraulic fluid being pumped into the Vibration frequency is moved back and forth between a piston-side pressure chamber 18 and a rod-side pressure chamber 19. Tamping picks 20 for immersion in the ballast bed 11 are attached to the lower lever arms of the tamping tools 12.
  • the adjusting movement 13 of the respective adjusting cylinder 16 is carried out by applying an adjusting pressure p B .
  • this adjusting pressure p B is set on the basis of a determined condition of the ballast bed 11 .
  • the condition of the ballast bed 11 is recorded during a separate measuring run before the track processing carried out by the track construction machine 2.
  • This preliminary recording is carried out by the track construction machine 2 itself or by another component of the system 1, in particular by a measuring vehicle 21 which travels along the track 3 in front of the track construction machine 2.
  • the track construction machine 2 or the measuring vehicle 21 comprises a measuring device 22 for the contactless detection of the ballast bed 11.
  • the measuring device 22 has at least one transmitting unit for emitting an electromagnetic primary radiation into the ballast bed 11 and at least one receiving unit for detecting a secondary radiation caused by the primary radiation and reflected back from the ballast bed 11, wherein the receiving unit is spaced apart from the transmitting unit.
  • the transmitting frequency is preferably in a range from 1 MHz to 5000 MHz, in particular between 400 MHz and 600 MHz.
  • Condition of the ballast bed 11 can be determined.
  • the primary radiation is emitted at a single transmitting position and the secondary radiation is detected at several detection positions.
  • a plurality of measurement signals are detected that correlate with the nature of the ballast bed 11.
  • the distance between the transmitting unit and the at least one receiving unit enables radiation to spread in the ballast bed 11 without being shaded by a sleeper 9 or a rail 10. This also allows the ballast under the respective sleeper 9 and the respective rail 10 to be qualitatively detected.
  • a position is detected, for example by means of a GNSS antenna 23.
  • Data indicating the condition of the ballast bed 11 linked to a measuring position 25 on the track 3 are sent to a system center 26 via a mobile radio network 24 and stored in a database 27. For subsequent track processing, these data are transferred to an evaluation device 28 of the track construction machine 2. If data has been recorded previously by the track construction machine 2, they are stored immediately in the evaluation device 28. A transfer to the system center 26 is used for documentation purposes if necessary.
  • a current position is determined by means of a GNSS antenna 23 arranged on the track construction machine 2 in order to assign the corresponding data on the condition of the ballast bed 11 to a current working position 29 of the tamping unit 6.
  • the measuring device 22 is arranged on the track construction machine 2
  • the local assignment is carried out in particular via a distance measuring device 30, in particular via a rotary encoder arranged on one of the rail bogies 4.
  • the nature of the ballast bed 11 is determined by means of the tamping unit 6 during an immersion process of the tamping pick 20.
  • a measurement value is determined that correlates with a penetration force F E , from which the nature of the ballast bed 11 emerges.
  • the penetration force F E results from a resulting cylinder force F z of a lowering cylinder 31 and a change in the momentum of the lowered masses.
  • pressure sensors 32 for recording the pressures in the cylinder pressure chambers and an acceleration sensor 33 are arranged on the tool carrier 15.
  • an average penetration force F E can be determined, which correlates to a high degree with the nature of the ballast bed 11.
  • the working position 29 corresponds to a current measuring position 25'. This also applies if the measurements of several consecutive tamping processes are used to determine the condition of the ballast bed 11.
  • a setting value E for the auxiliary pressure p B for the application of the auxiliary cylinders 16 is automatically specified.
  • an allocation scheme is stored which shows the additional pressure values assigned for different quality indicators.
  • an average penetration force F E recorded during the current immersion process of the tamping pick 20 is defined as the quality indicator of the ballast bed 11. If this average penetration force F E is less than 25 kN, the ballast bed 11 is categorised accordingly (low penetration force) and an additional pressure p B of 8 MPa is set. If the average penetration force F E is in a range from 25 kN to 45 kN, for example, an additional pressure p B of 10 MPa is specified. If the average penetration force F E is above 45 kN, an additional pressure p B of 12 MPa is set.
  • the measured values determined can also be continuously mapped to the auxiliary pressure p B .
  • the setting variable E or the auxiliary pressure p B is stored in the evaluation device 28 as a continuous function 34 of a quality measurement variable, in particular the penetration force F E .
  • the setting variable E is automatically determined by means of a corresponding function 34 and specified to a control device 35 of the tamping unit 6 .
  • tamping pressure p B can be taken into account in the evaluation device 28.
  • these are, for example, a lifting value H, by which the track grid is lifted at the current location by means of the lifting and straightening unit 8, and/or a specified tamping time t B , which specifies the duration of a tamping process, and/or a number A of tamping interventions at the same track location.
  • the number A of tamping interventions is automatically specified.
  • the filling of the cavity under the tamped sleeper 11 is controlled by means of a recorded filling speed, with insufficient filling of the cavity causing an automatic repetition of the tamping process.
  • measurement data of the positioning movement such as the positioning speed and/or a maximum dynamic reaction force F R
  • a movement and/or force measuring sensor 36 arranged on the respective tamping tool 12 supplies a corresponding measurement signal.
  • the measurement data is fed back into the control device 35, which results in a control of the positioning pressure p B during the positioning process.
  • Fig. 3 shows a preferred arrangement for adjusting the auxiliary pressure p B by means of two control valves 37, which are designed as 3/3-way valves.
  • Each auxiliary cylinder 16 is connected to a hydraulic system via such control valves 37.
  • This comprises a hydraulic pump, which applies a predetermined system pressure to a hydraulic medium, as well as a tank and, if necessary, an oil cooler, an oil filter, etc.
  • valve slide In the passive middle position (valve rest position) of the respective control valve 37 shown, a valve slide is held in position with the help of two return springs. In this case, on each side of the Valve slide has a spring force so that there is no connection between a system pressure connection 38 and a tank discharge connection 39 on the one hand and a pressure chamber connection 40 on the other. The corresponding auxiliary cylinder 16 is blocked.
  • the respective control valve 37 is moved from the passive middle position into a position proportional to the control signal by the control element on one side pressing against the spring force of the return spring on the opposite side.
  • the switching state of the valve slide to the left of the middle position connects the pressure line connection 38 with the respective pressure chamber connection 40, which allows the hydraulic medium to flow in the direction of the lower pressure level if necessary.
  • the connection to the tank discharge connection 39 remains interrupted.
  • the position of the valve slide to the right of the middle position connects the respective pressure chamber 18, 19 with the tank of the hydraulic system, whereby a flow of the hydraulic medium occurs in the direction of the lower pressure level. In this case, the connection to the system pressure connection 38 remains interrupted.
  • Pressure sensors 32 are connected in a fluid-conducting manner to the piston-side pressure chamber 18 and the rod-side pressure chamber 19. This measures the pressure in the respective pressure chamber 18, 19 and converts it into an electrical signal that can be recognized by the control device 35.
  • a position measuring sensor 41 is arranged in the vicinity of the respective auxiliary cylinder 16. A measured position signal is read into the control device 35 and processed, from which the position of the piston 42 in the respective auxiliary cylinder 16 can be deduced.
  • the control valves 37 are controlled taking the measurement signals into account in such a way that the desired supply pressure p B is obtained in accordance with the predetermined setting value E.
  • a respective pressure can be set in each pressure chamber 18, 19 via the position of the valve slides and the resulting proportional connections of the pressure chambers 18, 19 with the system pressure connection 38 and the tank discharge connection 39.
  • the supply pressure p B results from the pressure in the piston-side pressure chamber 18 minus the pressure in the rod-side pressure chamber 19, taking into account the ratio between the piston area and the ring area.
  • the piston area of the piston 42 delimits the piston-side pressure chamber 18 and the ring area of the piston 42 delimits the rod-side pressure chamber 19.
  • the resulting auxiliary pressure p B is advantageously specified as a function of an existing system pressure, for example as a percentage of the system pressure.
  • a corresponding output device 43 is arranged in the field of vision of an operator, which enables continuous monitoring. If necessary, the value is adjusted by the operator via an input device 44 in order to take into account aspects independent of the nature of the ballast bed 11. Further adjustment options for the auxiliary pressure p B are available through the use of digital valves or through a variable system pressure. Furthermore, different pressure levels can be provided in the hydraulic system. Alternatingly connecting the respective auxiliary cylinder 16 to one of these pressure levels results in a corresponding adjustment of the auxiliary pressure p B.

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Abstract

Verfahren zum Unterstopfen von Schwellen (9) eines Gleises (3) mittels eines Stopfaggregats (6), dessen Stopfwerkzeuge (12) in ein Schotterbett (11) eingetaucht und zueinander beigestellt werden, wobei die Beschaffenheit des Schotterbetts (11) ermittelt wird. Dabei wird auf Basis der ermittelten Beschaffenheit des Schotterbetts (11) eine Einstellgröße (E) für einen Beistelldruck (pB) zur Beaufschlagung von Beistellzylindern (16) des Stopfaggregats (6) automatisch vorgegeben. Damit ist es möglich, den Beistelldruck (pB) bei jedem Stopfvorgang an die Gegebenheiten des Schotterbetts (11) anzupassen. Darüber hinaus gibt es auch ein System zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises.

Description

Verfahren und Gleisbaumaschine zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises mittels eines Stopf aggregats , dessen Stopfwerkzeuge in ein Schotterbett eingetaucht und zueinander beigestellt werden, wobei die Beschaf fenheit des Schotterbetts ermittelt wird . Zudem betri f ft die Erfindung ein entsprechendes System zur Durchführung des Verfahrens .
Aus der AT 520698 Al ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt . Dabei wird ein Sensor zur Erfassung einer Belastung des Stopf aggregats zusätzlich zur Bestimmung der Beschaf fenheit eines Schotterbetts genutzt . Konkret wird während eines Eindringvorgangs eines Stopfwerkzeuges in ein Schotterbett eine Eindringkraft ermittelt . Ein daraus abgeleiteter Belastungs-Zeit-Verlauf bildet die Bewertungsgrundlage für die Schotterbeschaf fenheit .
Auch in der AT 521850 Al wird ein Eintauchvorgang eines Stopfwerkzeugs genutzt , um Rückschlüsse auf die Beschaf fenheit eines Schotterbetts zu erhalten . Dabei erfolgt eine geregelte Absenkbewegung der Stopfwerkzeuge , wobei zumindest eine im Regelkreis verarbeitete Größe einer Auswerteeinrichtung zur Ableitung einer Kenngröße für das Schotterbett zugeführt wird .
Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Beschaf fenheit eines Schotterbetts of fenbart die AT 520056 Al . Dabei wird eine aufgrund einer hori zontalen Vibrationsbewegung von Stopfwerkzeugen auf den Gleisschotter übertragene Kraft erfasst , um daraus Rückschlüssen auf die Beschaf fenheit des Schotterbetts zu ziehen . Die AT 521798 Al of fenbart ein Verfahren zur Bestimmung einer Schotterbettbeschaf fenheit mittels eines Arbeitsaggregats zum Schotterverdichten, wobei das Arbeitsaggregat einen elektrischen Antrieb umfasst . Wenigstens aus einer Betriebsgröße des elektrischen Antriebs wird mittels einer Auswerteeinrichtung eine Schotterbettkenngröße abgleitet .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , auf Basis des Verfahren der eingangs genannten Art eine verbesserte Bedienung des Stopf aggregats zu ermöglichen . Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechend verbessertes System zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises anzugeben .
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 10 . Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an .
[Anspruch 1 ] Dabei wird auf Basis der ermittelten Beschaf fenheit des Schotterbetts eine Einstellgröße für einen Beistelldruck zur Beaufschlagung von Beistell zylindern des Stopf aggregats automatisch vorgegeben . Der Beistelldruck ist eine wichtige Größe beim asynchronen Gleichdruckstopfen, bei welchem bezüglich einer zu unterstopfenden Schwelle gegenüberliegende Stopfwerkzeuge mit gleichem Druck zueinander beigestellt werden . Der gleiche Druck ergibt sich durch eine gemeinsame Aktivierung der den Stopfwerkzeugen zugeordneten Beistell zylinder . Während einer vorgegebenen Beistell zeit führen gegebenenfalls unterschiedliche Reaktionskräfte des Schotters auf das j eweilige Stopfwerkzeug zu unterschiedlichen Beistellwegen . Die vorgegebene Beistell zeit und der eingestellte Beistelldruck sind wichtige Größen zur Beeinflussung der Verdichtungsqualität des Schotters . Beide Größen werden in Abhängigkeit der lokalen Gegebenheiten an der zu stopfenden Gleisstelle gewählt . Von wesentlicher Bedeutung ist hier der aktuelle Zustand des Schotterbetts . Die Information über die Beschaf fenheit des Schotterbetts kann insbesondere eine Information zu einer Korngröße , einem Feinanteil , einem Verdichtungsgrad, einem Verschmutzungsgrad, insbesondere einem Grad an Bewuchs , und/oder zu einer Schotterbettstei figkeit enthalten . Die Beschaf fenheit kann auch Informationen zu einer Schichtdicke des Gleisschotters , insbesondere über eine Füllhöhe relativ zu einer Gleisschwellenunterseite , umfassen .
Insbesondere wird unter der Beschaf fenheit des Schotterbetts mindestens eine für den Betrieb des Gleises maßgebliche Eigenschaft verstanden . Maßgeblich sind insbesondere diej enigen Eigenschaften, welche die Tragfähigkeit , die Stei figkeit und/oder die Dämpfungseigenschaften des Schotterbetts betref fen . Die Bandbreite reicht hier von einem relativ lockeren Schotterbett zu Beginn einer Gleiserrichtung (Neulage , weiches Schotterbett ) bis hin zu einem stark verschmutzen und kompakten Schotterbett gegen Ende einer Instandhaltungsperiode (hartes Schotterbett ) . Bei Letzterem ist ein deutlich höherer Beistelldruck erforderlich, um Schotterkörner während eines Beistellvorgangs in ein neues , verdichtetes Gefüge zu verschieben .
Bisher oblag es einer Bedienperson, anhand abschätzbarer Einfluss faktoren einen passenden Beistelldruck einzustellen . Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine automatische Vorgabe des Beistelldrucks in Abhängigkeit der vor einem Beistellvorgang der Stopfwerkzeuge ermittelten Beschaf fenheit des Schotterbetts . Somit ist es möglich, den Beistelldruck bei j edem Stopfvorgang an die Gegebenheiten des Schotterbetts anzupassen . Typischerweise erfolgt eine Anpassung in einem Bereich von 8 MPa bis 12 MPa ( 80- 120 bar ) , woraus sich in der Regel am freien Ende des j eweiligen Stopfwerkzeugs ( Pickelplatte ) eine Beistellkraft von 3 kN bis 12 kN ergibt .
Durch die automatische Vorgabe des Beistelldrucks in Abhängigkeit der Schotterbettbeschaf fenheit ist eine gleichbleibende Stopf qualität sichergestellt . Das Risiko einer Schwellenverschiebung wird ausgeschlossen . Zudem werden die an eine Bedienperson gestellten Anforderungen reduziert . In weiterer Folge bildet die erfindungsgemäße Beistelldruckautomatik ein Teilsystem einer teilautonom oder gänzlich autonom arbeitenden Gleisbaumaschine .
[Anspruch 2 ] In einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Einstellgröße des Beistelldrucks als Anteil eines zur Verfügung stehenden Systemdrucks eines mit dem Stopf aggregat gekoppelten Hydrauliksystems vorgegeben . Druckkammern der Beistell zylinder sind über Servo- oder Proportionalventile an das Hydrauliksystem angeschlossen . In der Regel führt eine Druckabsenkung in einer stangenseitigen Druckkammer zur Aus führung einer Beistellbewegung . Eine Druckabsenkung in einer kolbenseitigen Druckkammer bewirkt eine Rückstellbewegung des Beistell zylinders . Zur Erzeugung eines maximalen Beistelldrucks wird die stangenseitige Druckkammer nahezu drucklos geschaltet , sodass der gesamte Systemdruck in der kolbenseitigen Druckkammer als Beistelldruck anliegt . Die Einstellgröße beträgt 100% des Systemdrucks . Zur Absenkung des Beistelldrucks unter 100% des Systemdrucks wird mittels der Servo- oder Proportionalventile die kolbenseitige Druckkammer und/oder die stangenseitige Druckkammer mit reduziertem Systemdruck beaufschlagt . Der aktuelle Beistelldruck ergibt sich aus den Druckunterschieden in den beiden Druckkammern unter Berücksichtigung des Verhältnisses der Kolbenfläche zur Ringfläche des j eweiligen Beistell zylinders .
[Anspruch 3 ] Vorteilhafterweise wird die Einstellgröße in einer Ausgabeeinrichtung angezeigt . Auf diese Weise erhält eine Bedienperson die Möglichkeit , die Vorgabe zu überwachen und gegebenenfalls Anpassungen vorzunehmen . Beispielsweise wird die Einstellgröße bei einer Neulage weiter reduziert , wenn während des Stopfvorgangs an der aktuellen Gleisstelle nur eine minimale Gleishebung vorgesehen ist . Zusätzlich wird die Einstellgröße bei j edem Stopfvorgang protokolliert , damit die Stopf ergebnisse später nachvoll ziehbar sind .
[Anspruch 4 ] Zur weiteren Verbesserung des Verfahrens wird während eines Hebe- und Stopfvorgangs des Gleises die zunächst auf Basis der Schotterbettbeschaf fenheit vorgegebene Einstellgröße in Abhängigkeit eines Hebewertes und/oder einer Beistell zeit und/oder einer Anzahl von Stopf zyklen automatisch angepasst . Damit wird der Automatisierungsgrad weiter erhöht . Die Einstellgröße wird dabei so angepasst , dass bei j edem Beistellvorgang genügend Schotter in einen durch den Hebevorgang unter der j eweiligen Schwelle entstehenden Hohlraum geschoben wird . Die in Vibration versetzten Stopfwerkzeuge bewirken eine Verdichtung des unter die Schwelle geschobenen Schotters . Der Beistellvorgang soll beendet sein, sobald die optimale Verdichtung des Schotters erreicht ist . Der Zusammenhang zwischen einer ermittelten Schotterbeschaf fenheit , dem Beistelldruck und der Beistell zeit sowie dem Hebewert wird vorzugsweise vor der Einrichtung der automatischen Beistelldruckvorgabe für den j eweiligen Stopf aggregattyp empirisch ermittelt . Falls eine optimale Verdichtung nicht mit einem Beistellvorgang erreicht werden kann, erfolgt ein weiterer Stopf zyklus an derselben Gleisstelle . Auf einem solchen Fall wird auch die Anzahl der Stopf zyklus bei der Vorgabe der Einstellgröße berücksichtigt .
[Anspruch 5 ] Bevorzugt ist ein Steuerungsverfahren, bei dem die Einstellgröße einer Steuerungseinrichtung des Stopf aggregats zugeführt wird, wobei die Beistell zylinder mittels der Steuerungseinrichtung entsprechend der Einstellgröße angesteuert werden . Beispielsweise erfolgt eine Ansteuerung von Servo- oder Proportionalventilen, mittels derer die Beistell zylinder an ein Hydrauliksystem angeschlossen sind .
[Anspruch 6 ] Vorteilhafterweise ist eine Regelung vorgesehen, bei welcher der Beistelldruck während eines Beistellvorgangs in Abhängigkeit einer erfassten Bewegungsgröße des Stopfwerkzeugs und/oder einer auf das Stopfwerkzeug wirkenden Reaktionskraft automatisch angepasst wird . Mit diesem optimierten Verfahren ist sichergestellt , dass der mit der Einstellgröße vorgegebene Beistelldruck zu der gewünschten Beistellwirkung im Schotterbett führt . Beispielsweise wird der Beistelldruck erhöht , wenn eine punktuelle Verklumpung des Schotters unter einer Schwelle die Beistellbewegung verlangsamt . Insbesondere werden während des Beistellvorgangs die Beistellgeschwindigkeit und/oder die maximale dynamische Reaktionskraft erfasst .
Letztere tritt infolge einer Vibrationsbewegung auf , die der Beistellbewegung überlagert ist . Die dynamische Reaktionskraft ist dann am größten, wenn die Vibrationsrichtung mit der Beistellrichtung übereinstimmt . Im Anschluss an diese Verdichtungsphase kommt es während eines Vibrations zyklus zu einer Entlastungsphase mit einer Vibrationsrichtung entgegen der Beistellrichtung .
[Anspruch 7 ] In einer voreilhaften Ausprägung des Verfahrens wird zum Bestimmen der Beschaf fenheit des Schotterbetts während eines Eintauchvorgangs der Stopfwerkzeuge in das Schotterbett eine mit einer Eindringkraft korrelierender Messgröße erfasst , wobei aus der Messgröße die Einstellgröße für den Beistelldruck abgeleitet wird . Auf diese Weise wird unmittelbar vor einem Beistellvorgang an der aktuell bearbeiteten Gleisstelle die Schotterbettbeschaf fenheit durch einen Messvorgang während des Eintauchens der Stopfwerkzeuge in das Schotterbett erfasst . Die automatische Beistelldruckvorgabe reagiert sofort auf plötzlich wechselnde Verhältnisse des Schotterbetts .
Eine bevorzugte Kenngröße zur Schotterkategorisierung stellt die ermittelte Eindringkraft der Stopfwerkzeuge dar . Diese errechnet sich aus der resultierenden Kraft eines Senkzylinders , mittels dem die Stopfwerkzeuge in das Schotterbett eingetaucht werden . Maßgeblich sind hierbei ein Senkdruck, ein Gegendruck, eine Kolbenfläche und eine Ringfläche des Senkzylinders . Des Weiteren ist eine aus der Beschleunigung und der Masse der abgesenkten Komponenten des Stopf aggregats resultierende Impulsänderung zu berücksichtigen .
[Anspruch 8 ] Zur qualitativen Verbesserung des Verfahrens werden während eines Eintauchvorgangs mehrere Messwerte der Messgröße zu unterschiedlichen Mess zeiten erfasst , um daraus die Einstellgröße abzuleiten . Grundlage für die Bestimmung der Schotterbettbeschaf fenheit ist somit ein Reaktionsverlauf des Schotterbetts auf das vertikal bewegte Stopfwerkzeug . Das Resultat ist aussagekräftiger als eine singuläre Messung pro Eintauchvorgang .
Beispielsweise sind aus einem Eindringkraftverlauf eine gemittelte , eine gewichtete oder eine maximale Senkkraft ermittelbar . Anhand der erfassten Resultate wird das Schotterbett kategorisiert ( z . B . niedrige Eindringkraft , mittlere Eindringkraft , hohe Eindringkraft ) .
Insbesondere kann eine Beschaf fenheitskennzahl mit einer Energie korrelieren, die erforderlich ist , um zumindest eines der Stopfwerkzeuge , insbesondere bis zur maximalen Eindringtiefe , in das Schotterbett zu verlagern . Die Eindringenergie kann bestimmt werden als Integral einer vertikalen Antriebskraft , die auf das mindestens eine Stopfwerkzeug wirkt , über dem Weg, insbesondere dem vertikalen Weg, den das Stopfwerkzeug in dem Schotterbett zurücklegt . Eine besonders aussagekräftige Beschaf fenheitskennzahl ergibt sich aus dem Quotienten der Eindringenergie und einer maximalen Eindringtiefe . Die resultierende Beschaf fenheitskennzahl ist damit weitgehend unabhängig von der j eweiligen Eindringtiefe der Stopfwerkzeuge .
Insbesondere werden zur automatischen Vorgabe des Beistelldrucks der Druckverlauf des Senkdrucks und eine gemessene Traj ektorie der Senkbewegung der abgesenkten Aggregatkomponenten - im Wesentlichen sind das ein Werkzeugträger mit den Stopfwerkzeugen und den Werkzeugantrieben - herangezogen .
[Anspruch 9 ] Bei einer Weiterbildung dieser Verfahrensausprägung werden insbesondere bei einer erstmaligen Bearbeitung eines Gleises für mehrere Stopfvorgänge Messwerten der Messgröße erfasst , um diese gemeinsam aus zuwerten und so die Beschaf fenheit des Schotterbetts zu bestimmen . Auf diese Weise werden die Messdaten vorangegangener Stopfvorgänge , insbesondere Messdaten der Senkbewegung und der Beistellbewegung, für die Einstellung des Beistelldrucks eines aktuellen Stopfvorgangs genutzt . Damit ist sichergestellt , dass die Beschaf fenheit des Schotterbetts auch dann richtig erkannt wird, wenn störende Einflüssen auf einzelne Messvorgänge wirken .
[Anspruch 10 ] Das erfindungsgemäße System zum Unterstopfen von Schwellen eines Gleises umfasst ein Stopf aggregat mit in ein Schotterbett eintauchbaren sowie zueinander beistellbaren Stopfwerkzeugen und ist zum Bestimmen der Beschaf fenheit des Schotterbetts eingerichtet , wobei eine Kenngröße für die Beschaf fenheit des Schotterbetts einer Auswerteeinrichtung zur Ableitung einer Einstellgröße für einen Beistelldruck zur Beaufschlagung von Beistell zylindern des Stopf aggregats zugeführt ist . Somit dient eine im System erfasste Kategorisierung des Schotterbetts zur automatischen Einstellung des Beistelldrucks . Das erhöht die Prozesssicherheit und entlastet eine Bedienperson des Stopf aggregats .
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Es zeigen in schematischer Darstellung :
Fig . 1 System mit einer auf einem Gleis fahrenden
Gleisbaumaschine zum Unterstopfen von Schwellen des Gleises ;
Fig . 2 Stopf aggregat der Gleisbaumaschine ;
Fig . 3 Hydraulisches Schaltbild für die Ansteuerung eines Beistell zylinders des Stopf aggregats . Das in Fig . 1 dargestellte System 1 umfasst eine Gleisbaumaschine 2 zum Stopfen eines Gleises 3 . Beispielhaft ist die Gleisbaumaschine 2 als zyklisch arbeitende Stopfmaschine ausgebildet , mit einem auf Schienenfahrwerken 4 abgestützten Maschinenrahmen 5 , an dem ein Stopf aggregat 6 und in einer Arbeitsrichtung 7 davor ein Hebe- und Richtaggregat 8 angeordnet sind . Auch j ede andere mit einem Stopf aggregat 6 ausgestattete Gleisbaumaschine 2 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar .
Im Wesentlichen betri f ft die Erfindung einen Stopfvorgang, bei dem ein aus Schwellen 9 und darauf befestigten Schienen 10 gebildeter Gleisrost mittels des Stopf aggregats 6 in einer aus einem Schotterbett 11 gehobenen und gegebenenfalls seitlich gerichteten Position fixiert wird . Die Fixierung erfolgt , indem zunächst am Stopf aggregat 6 angeordnete Stopfwerkzeuge 12 beidseits der aktuell zu unterstopfenden Schwelle 9 in das Schotterbett 11 eintauchen . Mittels einer anschießenden Beistellbewegung 13 werden Schotterkörner unter die Schwelle 9 geschoben und verdichtet . Eine Vibrationsbewegung 14 der Stopfwerkzeuge 12 während des Eintauchens und des Beistellens erleichtert das Verlagern der Schotterkörner . Vorzugsweise wird für den Eintauchvorgang eine höhere Vibrations frequenz ( z . B . 45 Hz ) als für den Beistellvorgang ( z . B . 35 Hz ) gewählt .
In der Regel sind die gegenüberliegenden Stopfwerkzeuge 12 als Schwinghebel ausgebildet und auf einem gemeinsamen Werkzeugträger 15 gelagert ( Fig . 2 ) . Obere Hebelarme der Stopfwerkzeuge 12 sind über Beistell zylinder 16 mit einem Vibrationsantrieb 17 verbunden . In einer anderen Ausprägung wird die Vibrationsbewegung 14 durch die Beistell zylinder 16 erzeugt , indem Hydraulikflüssigkeit mit der Vibrations frequenz zwischen einer kolbenseitigen Druckkammer 18 und einer stangenseitigen Druckkammer 19 hin und her bewegt wird . An unteren Hebelarmen der Stopfwerkezeuge 12 sind Stopfpickel 20 zum Eintauchen in das Schotterbett 11 befestigt .
Die Beistellbewegung 13 des j eweiligen Beistell zylinders 16 erfolgt durch Beaufschlagung mit einem Beistelldruck pB . Erfindungsgemäß wird dieser Beistelldruck pB auf Basis einer ermittelten Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 eingestellt .
In einer Variante der Erfindung wird die Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 während einer separaten Mess fahrt vor der mittels der Gleisbaumaschine 2 durchgeführten Gleisbearbeitung erfasst . Diese Voraberfassung erfolgt durch die Gleisbaumaschine 2 selbst oder durch eine andere Komponente des Systems 1 , insbesondere durch ein Mess fahrzeug 21 , welches das Gleis 3 vor der Gleisbaumaschine 2 befährt . Beispielsweise umfasst die Gleisbaumaschine 2 oder das Mess fahrzeug 21 eine Messeinrichtung 22 zur berührungslosen Detektion des Schotterbetts 11 .
Insbesondere weist die Messeinrichtung 22 mindestens eine Sendeeinheit zum Ausstrahlen einer elektromagnetischen Primärstrahlung in das Schotterbett 11 und mindestens eine Empfangseinheit zum Erfassen einer von der Primärstrahlung bewirkten und aus dem Schotterbett 11 zurückgestrahlten Sekundärstrahlung auf , wobei die Empfangseinheit von der Sendeeinheit beabstandet ist . Die Sendefrequenz liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 MHz bis 5000 MHz , insbesondere zwischen 400 MHz bis 600 MHz . Durch eine
Auswertung der erfassten Sekundärstrahlung ist die
Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 ermittelbar . Insbesondere wird an einer einzigen Sendeposition die Primärstrahlung ausgestrahlt und an mehreren Erfassungspositionen wird die Sekundärstrahlung erfasst . Auf diese Weise erfolgt die Erfassung einer Mehrzahl an Messsignalen, die mit der Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 korrelieren . Der Abstand zwischen der Sendeeinheit und der mindestens einen Empfangseinheit ermöglicht eine Strahlungsausbreitung im Schotterbett 11 ohne Abschattung durch eine Schwelle 9 oder eine Schiene 10 . Damit ist auch der Schotter unter der j eweiligen Schwelle 9 und der j eweiligen Schiene 10 qualitativ erfassbar . Gleichzeitig mit der Messsignalerfassung erfolgt eine Positionserfassung, beispielsweise mittels einer GNSS-Antenne 23 .
Über ein Mobil funknetz 24 werden Daten, welche die Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 verknüpft mit einer Messposition 25 am Gleis 3 angeben, an eine Systemzentrale 26 gesendet und in einer Datenbank 27 gespeichert . Für eine nachfolgende Gleisbearbeitung werden diese Daten auf eine Auswerteeinrichtung 28 der Gleisbaumaschine 2 übertragen . Im Falle einer zuvor erfolgten Datenerfassung durch die Gleisbaumaschine 2 erfolgt eine unmittelbare Speicherung in der Auswerteeinrichtung 28 . Eine Übertragung an die Systemzentrale 26 dient gegebenenfalls der Dokumentation .
Mittels einer an der Gleisbaumaschine 2 angeordneten GNSS- Antenne 23 erfolgt eine aktuelle Positionsbestimmung, um die entsprechenden Daten über die Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 einer aktuellen Arbeitsposition 29 des Stopf aggregats 6 zuzuordnen . Bei einer Anordnung der Messeinrichtung 22 an der Gleisbaumaschine 2 erfolgt die örtliche Zuordnung insbesondere über eine Wegmesseinrichtung 30 , insbesondere über einen an einem der Schienenfahrwerke 4 angeordneten Drehgeber . In einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung erfolgt die Bestimmung der Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 mittels des Stopf aggregats 6 während eines Eintauchvorgangs der Stopfpickel 20 . Ermittelt wird dabei eine mit einer Eindringkraft FE korrelierende Messgröße , aus der die Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 hervorgeht . Die Eindringkraft FE ergibt sich aus einer resultierenden Zylinderkraft Fz eines Senkzylinders 31 und einer Impulsänderung der abgesenkten Massen . Zur Erfassung entsprechender Messsignale sind am Senkzylinder 31 Drucksensoren 32 zur Erfassung der Drücke in den Zylinderdruckkammern und am Werkzeugträger 15 ein Beschleunigungssensor 33 angeordnet .
Vorzugsweise werden während eines Eintauchvorgangs mehrere Messwerte zu unterschiedlichen Mess zeiten oder kontinuierliche Messwerteverläufe erfasst . Daraus lässt sich eine mittlere Eindringkraft FE ermitteln, welche in hohem Maße mit der Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 korreliert .
Eine örtliche Zuordnung zur Position am Gleis 3 ist nicht erforderlich, weil die weiteren Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens unmittelbar anschließend an derselben Stelle erfolgen . Die Arbeitsposition 29 entspricht einer aktuellen Messposition 25 ' . Das gilt auch, wenn die Messungen mehrerer aufeinanderfolgender Stopfvorgänge zur Bestimmung der Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 herangezogen werden .
Auf Basis der ermittelten Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 wird eine Einstellgröße E für den Beistelldruck pB zur Beaufschlagung der Beistell zylinder 16 automatisch vorgegeben . Beispielsweise ist in der Auswerteeinrichtung 28 ein Zuordnungsschema hinterlegt , aus dem für unterschiedliche Beschaf fenheitskennzahlen zugeordnete Beistelldruckwerte hervorgehen . Als Beschaf fenheitskennzahl des Schotterbetts 11 ist beispielsweise eine während des aktuellen Eintauchvorgangs der Stopfpickel 20 erfasste mittlere Eindringkraft FE festgelegt . Liegt diese mittlere Eindringkraft FE unter 25 kN, wird das Schotterbett 11 entsprechend kategorisiert (niedrige Eindringkraft ) und ein Beistelldruck pB von 8 MPa eingestellt . Bei einer mittleren Eindringkraft FE in einem Bereich von 25 kN bis 45 kN wird zum Beispiel ein Beistelldruck pB von 10 MPa vorgegeben . Liegt die mittlere Eindringkraft FE bei einem Wert von über 45 kN, wird ein Beistelldruck pB von 12 MPa eingestellt .
Neben der Einteilung der Schotterbettbeschaf fenheit in diskrete Kategorien können die ermittelten Messwerte auch kontinuierlich auf den Beistelldruck pB abgebildet werden . Dabei ist die Einstellgröße E oder der Beistelldruck pB als stetige Funktion 34 einer Beschaf fenheitsmessgröße , insbesondere der Eindringkraft FE, in der Auswerteeinrichtung 28 hinterlegt . Mittels einer entsprechenden Funktion 34 wird die Einstellgröße E automatisch bestimmt und einer Steuerungseinrichtung 35 des Stopf aggregats 6 vorgegeben .
Zusätzlich können in der Auswerteeinrichtung 28 weitere Parameter zur Anpassung des Beistelldrucks pB berücksichtigt werden . Das sind zum Beispiel ein Hebewert H, um den der Gleisrost an der aktuellen Stelle mittels des Hebe- und Richtaggregats 8 gehoben wird, und/oder eine vorgegebene Beistell zeit tB, welche die Dauer eines Beistellvorgangs vorgibt , und/oder eine Anzahl A an Stopf eingri f f en an derselben Gleisstelle . Mehrmalige Stopf eingri f f e mit einer bestimmten Anzahl A sind beispielsweise vorgeschrieben, wenn eine vorgegebene Grenze des Hebewert H überschritten wird .
Bei einer Verfüllkontrolle , wie in der AT 524861 A4 beschrieben, erfolgt eine automatische Vorgabe der Anzahl A der Stopf eingri f f e . Dabei wird nach j edem Beistellvorgang das Verfüllen des Hohlraums unter der gestopften Schwelle 11 mittels einer erfassten Beistellgeschwindigkeit kontrolliert , wobei eine mangelnde Verfüllung des Hohlraums eine automatische Wiederholung des Stopfvorgangs bewirkt .
Zusätzlich können Messdaten der Beistellbewegung wie zum Beispiel die Beistellgeschwindigkeit und/oder eine maximale dynamische Reaktionskraft FR verwendet werden, um den Beistelldruck pB während der Beistellbewegung anzupassen . Ein am j eweiligen Stopfwerkzeug 12 angeordneter Bewegungs- und/oder Kraftmesssensor 36 liefert ein entsprechendes Messsignal . Dabei erfolgt eine Rückführung der Messdaten in die Steuerungseinrichtung 35 , woraus sich eine Regelung des Beistelldrucks pB während des Beistellvorgangs ergibt .
Fig . 3 zeigt eine bevorzugte Anordnung zur Anpassung des Beistelldrucks pB mittels zweier Ansteuerventile 37 , die als 3/ 3 Wegeventile ausgebildet sind . Jeder Beistell zylinder 16 ist über solche Ansteuerventile 37 mit einem Hydrauliksystem verbunden . Dieses umfasst eine Hydraulikpumpe , die ein Hydraulikmedium mit einem vorgegebenen Systemdruck beaufschlagt , sowie einen Tank und gegebenenfalls einen Ölkühler, einen Öl filter etc .
In der dargestellten passiven Mittelstellung (Ventilruhestellung) des j eweiligen Ansteuerventils 37 wird ein Ventilschieber mit Hil fe zweier Rückstell federn in Position gehalten . Dabei wirkt auf j eder Seite des Ventilschiebers eine Federkraft , sodass zwischen einem Systemdruckanschluss 38 sowie einem Tankableitungsanschluss 39 einerseits und einem Druckkammeranschluss 40 andererseits keine Verbindung gegeben ist . Der entsprechende Beistell zylinder 16 ist blockiert .
Mittels eines Steuersignals der Steuerungseinrichtung 35 wird das j eweilige Ansteuerventil 37 aus der passiven Mittelstellung in eine zum Ansteuersignal proportionale Stellung gebracht , indem das auf der einen Seite befindlichen Steuerelement gegen die Federkraft der auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen Rückstell feder drückt .
Der links der Mittelstellung befindliche Schalt zustand des Ventilschiebers verbindet den Druckleitungsanschluss 38 mit dem j eweiligen Druckkammeranschluss 40 , wodurch gegebenenfalls das Strömen des Hydraulikmediums in Richtung des geringeren Druckniveaus ermöglicht wird . Die Verbindung zum Tankableitungsanschluss 39 bleibt dabei unterbrochen .
Die rechts der Mittelstellung befindliche Stellung des Ventilschiebers verbindet die j eweilige Druckkammer 18 , 19 mit dem Tank des Hydrauliksystems , wobei sich eine Strömung des Hydraulikmediums in Richtung des geringeren Druckniveaus einstellt . In diesem Fall bleibt die Verbindung zum Systemdruckanschluss 38 unterbrochen .
Drucksensoren 32 sind fluidleitend mit der kolbenseitigen Druckkammer 18 sowie der stangenseitigen Druckkammer 19 verbunden . Damit wird den Druck in der j eweiligen Druckkammer 18 , 19 gemessen und in ein durch die Steuerungseinrichtung 35 erkennbares elektrisches Signal umgewandelt . Ein Wegmesssensor 41 ist in der Umgebung des j eweiligen Beistell zylinders 16 angeordnet . Ein gemessenes Positionssignal wird in die Steuerungseinrichtung 35 eingelesen und verarbeitet , woraus auf die Position des Kolbens 42 im j eweiligen Beistell zylinder 16 rückgeschlossen werden kann .
Die Ansteuerventile 37 werden unter Berücksichtigung der Messsignale in der Weise angesteuert , dass sich der gewünschte Beistelldruck pB entsprechend der vorgegebenen Einstellgröße E ergibt . Uber die Stellung der Ventilschieber und der sich daraus ergebenden proportionalen Verbindungen der Druckkammern 18 , 19 mit dem Systemdruckanschluss 38 sowie dem Tankableitungsanschluss 39 ist in j eder Druckkammer 18 , 19 ein j eweiliger Druck einstellbar . Konkret ergibt sich der Beistelldruck pB aus dem Druck in der kolbenseitigen Druckkammer 18 abzüglich des Drucks in der stangenseitigen Druckkammer 19 unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen Kolbenfläche und Ringfläche . Die Kolbenfläche des Kolbens 42 begrenzt die kolbenseitige Druckkammer 18 und die Ringfläche des Kolbens 42 begrenzt die stangenseitige Druckkammer 19 .
Vorteilhafterweise wird der resultierende Beistelldruck pB in Abhängigkeit eines vorhandenen Systemdrucks angegeben, beispielsweise als prozentualer Wert des Systemdrucks . Eine entsprechende Ausgabeeinrichtung 43 ist im Sichtfeld einer Bedienperson angeordnet , wodurch eine laufende Kontrolle ermöglicht wird . Gegebenenfalls wird der Wert durch die Bedienperson über eine Eingabeeinrichtung 44 angepasst , um von der Beschaf fenheit des Schotterbetts 11 unabhängige Aspekte zu berücksichtigen . Weitere Einstellmöglichkeiten des Beistelldrucks pB ergeben sich durch die Nutzung von Digitalventilen oder durch einen variablen Systemdruck . Des Weiteren können im Hydrauliksystem unterschiedliche Druckniveaus bereitgestellt werden . Eine abwechselnde Verbindung des j eweiligen Beistell zylinders 16 an eines dieser Druckniveaus bewirkt eine entsprechende Anpassung des Beistelldrucks pB .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Unterstopfen von Schwellen (9) eines Gleises (3) mittels eines Stopf aggregats (6) , dessen Stopfwerkzeuge (12) in ein Schotterbett (11) eingetaucht und zueinander beigestellt werden, wobei die Beschaffenheit des Schotterbetts (11) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der ermittelten Beschaffenheit des Schotterbetts (11) eine Einstellgröße (E) für einen Beistelldruck (pB) zur Beaufschlagung von Beistellzylindern (16) des Stopf aggregats (6) automatisch vorgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellgröße (E) als Anteil eines zur Verfügung stehenden Systemdrucks eines mit dem Stopf aggregat (6) gekoppelten Hydrauliksystems vorgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellgröße (E) in einer Ausgabeeinrichtung (43) angezeigt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Hebe- und Stopfvorgangs des Gleises (3) die Einstellgröße (E) in Abhängigkeit eines Hebewertes (H) und/oder einer Beistellzeit (tB) und/oder einer Anzahl (A) von Stopfzyklen automatisch angepasst wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellgröße (E) einer Steuerungseinrichtung (35) des Stopf aggregats (6) zugeführt wird und dass die Beistellzylinder (16) mittels der Steuerungseinrichtung (6) entsprechend der Einstellgröße (E) angesteuert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beistelldruck (pB) während eines Beistellvorgangs in Abhängigkeit einer erfassten Bewegungsgröße des Stopfwerkzeugs (6) und/oder einer auf das Stopfwerkzeug (12) wirkenden Reaktionskraft (FR) automatisch angepasst wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Beschaffenheit des Schotterbetts (11) während eines Eintauchvorgangs der Stopfwerkzeuge (12) in das Schotterbett (11) eine mit einer Eindringkraft (FE) korrelierender Messgröße erfasst wird und dass aus der Messgröße die Einstellgröße (E) für den Beistelldruck (pB) abgeleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschaffenheit des Schotterbetts (11) anhand mehrerer Messwerte der Messgröße zu unterschiedlichen Messzeiten während des Eintauchvorgangs bestimmt und daraus die Einstellgröße (E) abgeleitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass während mehrerer Stopfvorgänge Messwerte der Messgröße erfasst werden und daraus die Beschaffenheit des Schotterbetts (11) bestimmt wird.
10. System (1) zum Unterstopfen von Schwellen (9) eines Gleises (3) mittels eines Stopf aggregats (6) mit in ein Schotterbett (11) eintauchbaren und zueinander beistellbaren Stopfwerkzeugen (12) , wobei das System (1) zum Bestimmen der Beschaffenheit des Schotterbetts (11) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kenngröße für die Beschaffenheit des Schotterbetts (11) einer Auswerteeinrichtung (28) zur Ableitung einer Einstellgröße (E) für einen Beistelldruck (pB) zur Beaufschlagung von Beistellzylindern (16) des Stopf aggregats (6) zugeführt ist.
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