[0001] Die Erfindung betrifft eine Gleiswegsanierungsmaschine, welche ausgebildet ist, um
Altschotter und Altplanumsschutzschicht (PSS) auszuheben und eine neue Planumsschutzschicht
und eine neue Schotterschicht einzubringen.
[0002] Insbesondere betrifft die Erfindung eine Gleiswegsanierungsmaschine, umfassend eine
erste Aushubvorrichtung zum Ausheben des Schotters der bestehenden Schotterschicht,
eine zweite Aushubvorrichtung zum Ausheben einer bestehenden Planumsschutzschicht
oder Bodenschicht (nachfolgend nur PSS) unter der bestehenden Schotterschicht, eine
erste PSS- Aufbereitungseinheit mit einer ersten Siebeinrichtung zum Trennen von Grobanteilen
und Feinanteilen aus der ausgehobenen PPS, einem Brecher zum Brechen der daraus ausgesiebten
groben Bestandteile in Bruchteile, einer Grobteilfördervorrichtung zum Fördern der
ausgesiebten groben Bestandteile von der ersten Siebeinrichtung zu dem Brecher, und
eine erste Alt-PSS-Fördervorrichtung zum Fördern der ausgehobenen Planumsschutzschicht
von der zweiten Aushubvorrichtung zu der ersten PSS- Aufbereitungseinheit, eine zweite
PSS-Aufbereitungseinheit zum Aufbereiten der ausgehobenen Planumsschutzschicht, welche
eine Mischvorrichtung zur Mischung der ausgehobenen PSS mit einem Aufbereitungszuschlagmaterial
umfasst und eine Feinteilfördervorrichtung zum Fördern von Feinanteilen aus der ersten
PSS- Aufbereitungseinheit zu der zweiten PSS- Aufbereitungseinheit
[0003] Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Gleiswegsanierung.
[0004] Gleiswegsanierungsmaschinen dieser Funktionsweise werden dazu eingesetzt, um bestehende
Gleiswege zu sanieren. Bei dieser Sanierung wird der Unterbau des Gleises, der typischerweise
aus zumindest einer Schotterschicht, in der Regel aber auch einer unter der Schotterschicht
liegenden Planumsschutzschicht, die für die ausreichende Tragfähigkeit, Drainagefähigkeit
und Frostsicherheit des Gleisweges erforderlich ist, saniert. Diese Sanierung wird
so durchgeführt, dass bei bestehendem Gleis eine gleisgebundene Gleiswegsanierungsmaschine
über das Gleis geführt wird. Die Gleiswegsanierungsmaschine rollt auf einem in Arbeitsrichtung
vorne angeordneten Fahrgestell auf dem Gleis und dem alten Unterbau und mit einem
hinteren Fahrgestell auf dem Gleis und dem neuen Gleiswegunterbau. Zwischen dem vorderen
und dem hinteren Fahrgestell wird die Sanierung des Unterbaus durchgeführt, in dem
hierzu an einer Brücke zwischen vorderem und hinterem Fahrgestell aufgehängte Vorrichtungen
den Gleisunterbau ausheben und den neuen Gleisunterbau einbringen und verdichten.
Dabei wird in der Regel das Gleis leicht angehoben und bleibt mit den Schwellen montiert,
könnte aber auch im Bereich zwischen vorderem und hinterem Fahrgestell solcher Art
demontiert und montiert werden, dass die Schwellen vom Gleis entfernt werden, die
Gleisstränge gespreizt und seitlich an der Maschine vorbeigeführt werden, um sie im
hinteren Bereich der Brücke wieder zusammenzuführen, die Schwellen zu montieren und
auf dem neuen Gleisunterbau abzulegen. Bei bestimmten anderen Gleiswegsanierungsmaschinen
kann gleichzeitig ein Austausch der Schwellen und/oder der Gleisstränge erfolgen.
[0005] Gleiswegsanierungsmaschinen dieser Bauart sind beispielsweise aus
DE 198 07 677 C1 oder aus
EP 2 025 810 B1 bekannt. Bei diesen Gleiswegsanierungsmaschinen wird der Gleisunterbau mittels mehreren
Ketten ausgehoben, wobei insbesondere gemäß
EP 2 025 810 B1 vorgesehen ist, die Effizienz der Gleiswegsanierungsmaschinen zu verbessern, indem
der Gleiswegunterbau mittels insgesamt drei Aushubketten ausgehoben wird.
[0006] Ein grundsätzliches Problem, welches im Zusammenhang mit Gleiswegsanierungsmaschinen
besteht, ist die Begrenzung der Arbeitsgeschwindigkeit, die beim Gleiswegbau erreicht
wird. Um die Ausfallzeiten eines Gleisweges zu reduzieren, wird eine möglichst schnelle
Gleiswegsanierung angestrebt und dies kann insbesondere erreicht werden, wenn die
Gleiswegsanierung bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit der Gleiswegsanierungsmaschine
und möglichst wenigen oder keinen Unterbrechungen der Sanierungsfahrt durchgeführt
werden kann. Als begrenzender Faktor für diese angestrebte schnelle Gleiswegsanierung
hat sich in der Vergangenheit die Problematik des Abtransportes der ausgehobenen Alt-Materialien
und des Heranführens der neu einzubringenden Neu-Materialien erwiesen. Für den Bereich
des Schotterbettes hat sich insoweit teilweise eine Aufbereitungstechnik als vorteilhaft
erwiesen, bei der der ausgehobene Altschotter einer Aufbereitung in Form einer Schotterbrechung
und damit Schärfung des Altschotters zugeführt wird. Aus dieser Schotteraufbereitung
kann zumindest ein Anteil des ausgehobenen Altschotters wieder in solcher Weise gewonnen
werden, dass dieser als Neuschotter zum Einsatz kommen kann und folglich die Volumina
des abzutransportierenden Altschotters und des heranzuführenden Neuschotters teilweise
reduziert werden.
[0007] Auch für den Bereich der Planumsschutzschicht sind aus dem Stand der Technik Ansätze
bekannt, um eine Wiederaufbereitung der ausgehobenen Materialien in solcher Weise
zu erzielen, dass diese in Form eines Recyclings für die neue Planumsschutzschicht
eingesetzt werden können. So ist aus
DE 20 2005 007 362 ein Verfahren bekannt, bei dem die ausgehobene Planumsschutzschicht aufbereitet wird,
in dem Festmaterialien wie Ton, Gips oder Kalk mit dieser Schicht vermischt werden
und dann die solcher Art erstellte Mischung als neue PSS in den Gleisweg wieder eingebracht
wird. Aus
EP 1 939 355 A1 ist eine Gleisbaumaschine bekannt, bei der die PSS ebenfalls wieder aufbereitet wird.
Bei diesem Stand der Technik ist die Problematik adressiert worden, dass mit den bisher
bekannten Aufbereitungseinrichtungen keine ausreichende Tragfähigkeit, insbesondere
im Hinblick auf dynamische Belastungen, mit solchen aufbereiteten Planumsschutzschicht
erreicht wird und zur Abhilfe wird hier vorgeschlagen, eine zusätzliche mechanische
Dämpfungsschicht einzubringen.
[0008] Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass mit den bekannten Verfahren zur Gleiswegsanierung
keine Planumsschutzschicht mit ausreichender Tragfähigkeit realisiert werden kann,
wenn hierbei in der bekannten Weise das ausgehobene Altmaterial der Planumsschutzschicht
eingesetzt wird. Die Erfindung vorliegende befasst sich grundsätzlich mit der Aufgabenstellung,
eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welches eine effizientere Gleiswegsanierung
ermöglicht.
[0009] Aus
EP2428612A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gleiswegsanierung bekannt, bei dem ausgehobenes
PSS Material gesiebt und gebrochen und hiernach mit einem Binder und Wasser in einer
Mischeinrichtung vermischt wird. Das so aufbereitete PSS-Material wird anschließend
wieder als tragende Schicht in das Gleisbett eingebracht.
[0010] Es hat sich gezeigt, dass mit den so bekannten Verfahren zwar bis zu einem gewissen
Anteil die Wiedernutzung von ausgehobenem Material wie PSS-Material oder Schotter
erreicht werden kann. Allerdings stehen dieser Wiedernutzung sowohl anlagentechnische
als auch qualitative Grenzen gegenüber. So wird mit den bekannten Anlagen lediglich
eine Qualität des aufbereiteten Materials erzielt, die für Trag- und Füllschichten
unterhalb der Planumsschutzschicht ausreichend ist, wohingegen die Planumsschutzschicht
selbst aus Neumaterial, das im Gleisbauzug mitzuführen ist, hergestellt werden muss.
Dies setzt der Menge des wiederaufbereiteten Materials Grenzen, da nur ein begrenztes
Volumen des wiederaufbereiteten Materials als Trag- und Füllschicht verarbeitet werden
kann, überschüssiges Altmaterial muss wiederum auf dem Gleisbauzug gebunkert werden.
[0011] Nach Erkenntnis des Erfinders ist eine Erhöhung der Qualität des aufbereiteten Materials
nur mit einem nennenswertem Verschleiß der Aufbereitungsanlagen auf dem Gleisbauzug
zu erreichen, insbesondere der Mischer und der Brecher erfordern erheblich verkürzte
Wartungsintervalle, wenn die bekannten Anlagen so betrieben werden, dass eine erhöhte
Qualität des wiederaufbereiteten Materials erzielt wird. Solcherart verkürzte Wartungsintervalle
sind aber sowohl aufgrund der damit verbundenen Ausfallzeiten der gesamten Gleisbettsanierungsmaschine
als auch dem dafür erforderlichen Materialeinsatz nicht wünschenswert und letztlich
einer schnellen Gleisbettsanierung kontraproduktiv.
[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren für
eine schnellere Gleissanierung bereitzustellen als es mit den bekannten Maschinen
und Verfahren möglich ist, ohne hierbei die Effizienz der Vorrichtung bzw. des Verfahrens
herabzusetzen.
[0013] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Gleiswegsanierungsmaschine der eingangs
beschriebenen Bauart gelöst, bei der die erste PSS-Aufbereitungseinheit weiterhin
umfasst eine zweite Siebeinrichtung zum Trennen von Grobanteilen und Feinanteilen,
eine Bruchteilefördervorrichtung zum Fördern der Bruchteile aus dem Brecher zu der
zweiten Siebeinrichtung, und eine Rückführfördervorrichtung zum Rückführen der in
der zweiten Siebeinrichtung ausgesiebten Grobbestandteile in den Brecher.
[0014] Der erfindungsgemäßen Lösung liegt eine Analyse der Problematik bestehender Aufbereitungsverfahren
und - maschinen zugrunde. Hieraus hat sich ergeben, dass mit den Verfahren, die aus
dem Stand der Technik bekannt sind, zwar in bestimmten Fällen eine qualitativ ausreichende
Planumsschutzschicht durch die dort gelehrten Aufbereitungsmechanismen und Verlegetechniken
erreicht werden kann, dies jedoch weder über die gesamte Länge eines Gleisweges noch
für alle Bodenarten gewährleistet ist. Als Problematik, die zu diesem Defizit führt,
wurde hierbei identifiziert, dass sich die Qualität des ausgehobenen Materials über
die Länge eines Gleisweges und insbesondere von Einsatzort zu Einsatzort in aller
Regel deutlich verändert.
[0015] Als Hinderungsgrund für eine schnelle und zugleich effiziente Gleissanierung hat
sich hierbei neben den Anteilen an sandigen, lehmigen oder felsigen Bestandteilen
im ausgehobenen Material insbesondere die Form und Größe der Felsbestandteile bzw.
der steinigen Anteile herausgestellt. Diese können zwar in einem Brecher gebrochen
werden, jedoch wird dieser Verarbeitung eine Grenze gesetzt, weil eine Brechung in
besonders feine Bestandteile eine Auslegung des Brechers erfordern würde, die sich
effizienzvermindernd auswirkt. Auch kann zwar auch bei großen Korngrößen nach der
Aufbereitung des Altmaterials eine tragende Schicht als Unterbau unter einer PSS mit
dem aufbereiteten Material erzeugt werden, jedoch ist die Erzeugung eines wiederaufbereiteten
Materials mit einer Qualität, die für die Herstellung einer PSS geeignet ist, entweder
nur durch erhebliche Mengen an hochwertigen Zuschlagsstoffen, und einem damit verbundenen
erheblich höheren Mischereinsatz verbunden oder sogar mit den derzeit verfügbaren
Zuschlagstoffen unmöglich.
[0016] Erfindungsgemäß umfasst die Gleiswegsanierungsmaschine, worunter hier insbesondere
eine gleisgebundene Gleiswegsanierungsmaschine zu verstehen ist, zwei Aushubeinrichtungen,
nämlich eine in Arbeitsrichtung vorne liegende Aushubeinrichtung für Schotter und
eine in Arbeitsrichtung dahinterliegende Aushubeinrichtung für die alte PSS, wobei
diese zweite Aushubeinrichtung in der zuvor erläuternden Weise auch zum Aushub von
an Stelle einer PSS vorhandenen Erdreich ausgebildet ist. Grundsätzlich ist zu verstehen,
dass es vorteilhaft sein kann, die erfindungsgemäße Gleiswegsanierungsmaschine auch
mit drei oder mehr Aushubketten auszustatten, um hierdurch in einer selektiveren Weise
die Schichten des zu sanierenden Gleisbettes auszuheben und einem Recycling in der
Maschine zuzuführen.
[0017] Sowohl die ausgehobene Schotterschicht als auch die ausgehobene Alt-PSS wird innerhalb
der Gleiswegsanierungsmaschine durch entsprechende Fördereinrichtungen von der Aushubeinheit
weggefördert. Diese können dann vorzugsweise getrennten entsprechenden Aufbereitungseinrichtungen
zugeführt werden. Die Schotterschicht kann einer Siebung und Schärfung unterzogen
werden, um hierdurch aufbereiteten Neuschotter zu gewinnen, wobei zu verstehen ist,
dass hierbei anfallende Schotteranteile, die beispielsweise eine Mindestgröße unterschreiten,
auch mittels einer entsprechenden Fördereinrichtung der Aufbereitungseinheit für die
PSS zugeführt werden können, um in die neueinzubringende PSS eingebaut zu werden.
[0018] Die ausgehobene Alt-PSS wird zunächst einer ersten Aufbereitungseinheit zugeführt,
in der diese gesiebt und/oder gebrochen werden kann, wobei insbesondere bevorzugt
ist, die Vorgänge des Siebens und des Brechens aufeinanderfolgend durchzuführen und
nur die beim Sieben ausgesiebten Grobbestandteile dem Brecher zugeführt werden. Die
hierdurch erzeugten Kleinbestandteile der PSS können dann der zweiten Aufbereitungseinheit
zugeführt werden, wobei zu verstehen ist, dass gegebenenfalls durch einen Siebvorgang
ausgesiebte verschmutzte Anteile oder Anteile unterhalb einer bestimmten Korngröße
auch einer Endlagerung in einem Bunker Schüttgutwagen zugeführt werden können und
nicht der zweiten Aufbereitungseinheit zugeführt werden.
[0019] Bevor die Kleinbestandteile aus dem Brecher der zweiten Aufbereitungseinheit zugeführt
werden, durchlaufen diese eine zweite Siebeinrichtung. Diese zweite Siebeinrichtung
siebt Korngrößen aus dem gebrochenen Material aus, welche oberhalb einer vorbestimmten
Korngrößenabmessung liegen und führt diese über eine Rückführfördervorrichtung wieder
dem Brecher zu. Nur Körner, welche eine Korngröße unterhalb der vorbestimmten Korngrößenabmessung
haben, werden von der zweiten Siebeinrichtung durchgelassen und an die zweite Aufbereitungseinheit
geleitet. Diese erneute Siebung und Rückleitung in den Brecher ermöglicht es, dass
ein Brecher zum Einsatz kommt, der eine Brecherkennlinie aufweist, die so eingestellt
ist, dass aus dem Brecher auch gebrochene oder ungebrochene Körner heraustreten, die
oberhalb der angestrebten Korngröße liegen. Der solchen Konzeption liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass ein Brecher stets eine konstruktionstypische Verteilung der aus dem
Brecher heraustretenden Korngrößen aufweist, typischerweise eine Gauß-Verteilung.
Um bei einer solchen Auslegung eines Brechers sicherzustellen, dass aus dem Brecher
keinerlei Korngrößen oberhalb einer vorbestimmten Korngröße austreten, muss diese
Korngrößenverteilung solcher Art eingestellt werden, dass das Maximum der Korngrößen
in der Verteilung einen deutlichen Abstand zu der vorbestimmten Korngrößengrenze hat.
Diese Auslegung ist regelmäßig mit erhöhtem Verschleiß des Brechers und einem sehr
hohen Ergebnisanteil an sehr kleinen Korngrößen verbunden.
[0020] Grundsätzlich könnte auf eine solche Auslegung des Brechers zwar verzichtet werden
und in Kauf genommen werden, dass vereinzelt auch größere Körner oberhalb der Korngrößengrenze
der zweiten Aufbereitungseinheit zugeführt werden und folglich im neuen Gleisbett
verbaut werden. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Zuschlagsstoffe kompensiert
werden, um dennoch die gewünschten Eigenschaften der damit erzeugten Tragschicht zu
erzielen. Allerdings hat der Erfinder erkannt, dass diese Auslegungsweise zwei Nachteile
nach sich zieht. Zum einen unterliegen die Bauelemente der zweiten Aufbereitungseinheit
einem erhöhten Verschleiß, wenn Körner einer solch erhöhten Korngröße dort zugeführt
werden. Sowohl die Auslegung als auch der Betrieb der beiden Aufbereitungseinheiten
und insbesondere des darin angeordneten Mischers ist wirtschaftlich effizienter und
wartungsärmer, wenn darin Körner eines eng umrissenen Korngrößenbereichs mit kleiner
Korngröße verarbeitet werden. Eine Auslegung des Brechers mit dem Ziel eines verminderten
Verschleißes hätte demzufolge einen erhöhten Verschleiß in der zweiten Aufbereitungseinheit,
insbesondere im Mischer, zur Folge. Zum anderen muss, um die grobe Verteilung der
Korngrößen zu kompensieren, eine größere Menge an Zuschlagsstoffen und zudem häufig
hochwertigere Zuschlagsstoffe beigemischt werden. Dies erfordert eine größere Vorratshaltung
auf dem Bauzug und den Einsatz teurerer Baumaterialien, was beides für die Effizienz
und Wirtschaftlichkeit der durchgeführten Gleisbettsanierungsmaßnahme nachteilig ist.
[0021] Die zweite Siebeinrichtung kann hierbei eine übereinstimmende Auslegung zur ersten
Siebeinrichtung aufweisen, also Korngrößen oberhalb einer übereinstimmenden Korngrößengrenze
aussieben und Körner mit einer Korngröße unterhalb dieser Korngrößengrenze durchlassen.
Grundsätzlich ist zu verstehen, dass sowohl die erste als auch die zweite Siebeinrichtung
auch als Klassierer oder Sichteinrichtungen ausgeführt sein können, maßgeblich ist
hier die Funktion einer Trennung von Körnern mit großer Korngröße von den Körnern
mit kleiner Korngröße.
[0022] In der zweiten Aufbereitungseinheit wird dann das solcher Art vorbereitete Alt-PSS
Material mit einem flüssigen Aufbereitungsfluid vermischt. Hierzu ist ein Mischer
vorgesehen, insbesondere kann es sich dabei um einen Zweiwellenmischer handeln, der
sowohl eine Homogenisierung des Alt-PSS Materials aus der ersten Aufbereitungseinheit
bewirkt als auch eine intensive Vermischung dieses Materials mit dem flüssigen Aufbereitungsfluid.
[0023] Neben diesen Bestandteilen können dem Mischer auch auf dem Gleiswegsanierungszug
gebunkerte Neumaterialien zugeführt werden, um hierdurch ausgesiebte Bestandteile
der Alt-PSS zu ersetzen und das benötigte Volumen bereit zu stellen. Das aus dem Mischer
ausgeförderte Planumsschutzschichtmaterial wird mittels einer Einbringvorrichtung
auf die abgefräste Erdunterschicht aufgebracht, verteilt und verdichtet, um hierdurch
eine belastbare, drainagefähige und frostsichere Planumsschutzschicht für einen Gleisweg
bereit zu stellen, die sowohl hohe Achslasten als auch hohe Geschwindigkeiten tragen
kann. Auf die so eingebrachte Neu-PSS wird dann das Schotterbett aufgetragen, das
Gleis gegebenenfalls nach Montage der Schwellen abgelegt und der Schotter verdichtet,
um eine zuverlässige Fundamentierung der Schwellen in dem Schotterbett zu erzielen.
[0024] Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform kann die Gleiswegsanierungsmaschine
fortgebildet werden durch eine zweite Alt-PSS-Fördervorrichtung welche angeordnet
ist, um die in der ersten Siebeinrichtung ausgesiebten Feinanteile aufzunehmen und
zu der zweiten Siebeinrichtung zu fördern. Grundsätzlich ist es möglich, Feinanteile,
die in der ersten Siebeinrichtung ausgesiebt werden, unmittelbar der zweiten Aufbereitungseinheit
zuzuführen. Erfindungsgemäß können diese Feinanteile von der ersten Siebeinrichtung
aber auch zum Einlass der zweiten Siebeinrichtung gefördert werden und die zweite
Siebeinrichtung durchlaufen. Dies ermöglicht es einerseits, sicherzustellen, dass
keine Körner oberhalb einer vorbestimmten Korngröße in die zweite Aufbereitungseinheit
gelangen, selbst wenn diese durch die erste Siebeinrichtung hindurch gelangt und den
kleinen Korngrößen zugeordnet worden sind. Weiterhin ermöglicht diese Materialführung
es, dass die erste Siebeinrichtung mit einer anderen Auslegung, insbesondere einer
Auslegung mit höherer Korngrößengrenze betrieben wird und folglich auch auslegungsgemäß
bereits Körner mit einer Korngröße durchlässt, die oberhalb der für die zweite Aufbereitungseinheit
vorgesehenen maximalen Korngröße liegen. Diese Körner würden in der zweiten Siebeinrichtung
ausgesiebt und dem Brecher zugeführt werden und dann nur zur zweiten Aufbereitungseinheit
durchgelassen, wenn diese im Brecher auf eine Korngröße unterhalb der vorbestimmten
Korngrößengrenze der zweiten Siebeinrichtung gebrochen sind.
[0025] Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die zweite Alt-PSS-Fördervorrichtung
und die Bruchteilefördervorrichtung integral als ein Endlosförderband ausgebildet
sind, auf welches an einer ersten Position die Feinanteile aus der ersten Siebeinrichtung
fallen und an einer zweiten Position die Bruchteile aus dem Brecher fallen. Durch
diese Ausgestaltung können sowohl die aus der ersten Siebeinrichtung austretenden
Feinanteile als auch die aus dem Brecher austretenden Bruchteile auf einer einzigen,
zusammenhängenden Fördervorrichtung aufgefangen werden und der zweiten Siebeinrichtung
zugeführt werden. Dabei ist zu verstehen, dass unter einem Endlosförderband auch zwei
oder mehrere unmittelbar hintereinander liegende und einander beschickende Förderbänder
ausgeführt sein können. Als Endlosförderband kommen hierbei jegliche Fördereinrichtungen,
wie Kettenförder, Bandförderer und dergleichen in Betracht.
[0026] Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Feinteilfördervorrichtung (52) sich von der
zweiten Siebeinrichtung zu der zweiten PSS- Aufbereitungseinheit erstreckt und angeordnet
ist, um in der zweiten Siebeinrichtung ausgesiebte Feinanteile aufzunehmen und zu
der zweiten PSS- Aufbereitungseinheit zu fördern. Hierdurch können die aus dem Auslass
für Feinanteile unterhalb der vorbestimmten Korngrößengrenze herausfallenden Körner
mit der Feinteilfördervorrichtung zu der zweiten PSS-Aufbereitungseinheit gefördert
werden und dort insbesondere dem Einlass des Mischers zugeführt werden.
[0027] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und
die zweite Siebeinrichtung integral als eine Siebvorrichtung ausgebildet sind. Grundsätzlich
ist zu verstehen, dass die erste Siebeinrichtung und die zweite Siebeinrichtung getrennte
und voneinander beabstandete Baugruppen sind und zur Förderung von Materialien zwischen
der ersten und zweiten Siebeinrichtung entsprechende Fördereinrichtungen notwendig
sind. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist jedoch demgegenüber vorgesehen,
die erste und zweite Siebeinrichtung integral an einer Siebvorrichtung auszubilden.
Dies kann grundsätzlich solcher Art erfolgen, dass sowohl das Alt-PSS-Material, welches
der ersten Siebeinrichtung zugeführt wird als auch die Bruchteile aus dem Brecherausgang,
welche der zweiten Siebeinrichtung zugeführt werden, durch ein und denselben Eingang
in diese integral ausgeführte Siebvorrichtung eingeführt werden und folglich auch
einem übereinstimmenden Siebvorgang zugeführt werden. Abweichend hiervon können das
Alt-PSS-Material und die Bruchteile aus dem Brecherausgang aber auch zwei unterschiedlichen
Einlässen der integral ausgeführten Siebvorrichtung zugeführt werden. So kann beispielsweise
das Alt-PSS-Material einem Einlass der integral ausgeführten Siebvorrichtung zugeführt
werden, dem zunächst eine Grobsiebung nachfolgt, gefolgt von einer feineren Siebung
und die Bruchteile aus dem Brecher können einem zweiten Einlass zugeführt werden,
der unmittelbar zur feineren Siebung der integralen Siebvorrichtung führt. Ebenso
kann dies in einer inversen Ausgestaltung erfolgen, d.h. die Bruchteile aus dem Brecherauslass
werden einem Einlass zugeführt, der zu einer Siebung mit kleiner Korngrößengrenze
führt, nachfolgend wird das dabei nicht ausgesiebte Material noch einer Siebung mit
größerer Korngrößengrenze in der integralen Siebvorrichtung zugeführt und das Alt-PSS-Material
wird einem Einlass zugeführt, der unmittelbar zu der Siebung mit größerer Korngrößengrenze
führt.
[0028] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Förderleitung zum Fördern
eines flüssigen Aufbereitungsfluids von einer Fluidtankeinheit zu der Mischvorrichtung
vorgesehen. Durch diese Fortbildung wird es ermöglicht, dem Mischer auch ein flüssiges
Aufbereitungsfluid zuzuführen. Dabei kann es sich um Wasser handeln, ebenso aber auch
um eine von Wasser verschiedene Binderflüssigkeit mit chemischen Zuschlagsstoffen
oder ein individuell in einer Mischsteuerungseinheit angesetztes Aufbereitungsfluid
mit einem Mischungsverhältnis von zwei oder mehr Komponenten, das beispielsweise in
Abhängigkeit von Kennwerten des ausgehobenen PSS-Materials und/oder des daraus erzeugten
aufbereiteten Materials zusammengesetzt wird.
[0029] Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße
Gleiswegsanierungsmaschine eine PSS-Einbringungsvorrichtung zum Einbringen der neuen
Planumsschutzschicht, und eine Schotter-Einbringungsvorrichtung zum Einbringen einer
neuen Schotterschicht. Durch diese Fortbildung wird es möglich, zugleich der Gleisbaumaschine
ein neues Gleisbett zu verbauen und hierbei Materialien, welche auf dem Gleisbauzug
aufbereitet oder vorgespeichert sind, einzusetzen. Dabei ist zu verstehen, dass insbesondere
Fördervorrichtungen vorgesehen sind, welche aus der zweiten PSS-Aufbereitungseinheit
aufbereitetes Material zu der PSS-Einbringungsvorrichtung fördern. Weiterhin können
Fördervorrichtungen vorgesehen sein, welche aus der Schotteraufbereitungsvorrichtung
geschärften Schotter zu der Schotter-Einbringungsvorrichtung fördern. Weiterhin können
entsprechende Fördervorrichtungen vorgesehen sein, welche aus Bunkerwagen, die im
Gleisbauzug mitgeführt werden, neuen Schotter und neues PSS-Material zuführen, wobei
dieses entweder direkt zur Schotter-Einbringungsvorrichtung bzw. zur PSS-Einbringungsvorrichtung
zugeführt werden kann, da aber hierzu vorgelagerten Mischeinrichtungen, welches das
neue Material mit aufbereiteten Altmaterial vermengen.
[0030] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße
Gleiswegsanierungsmaschine weiterhin umfasst:
- eine Schotter-Aufbereitungseinheit zum Aufbereiten des ausgehobenen Schotters, umfassend
einen Schotterbrecher und ein Schottersieb,
- eine Altschotter-Fördervorrichtung zum Fördern des ausgehobenen Schotters von der
ersten Aushubvorrichtung zu der Schotter-Aufbereitungseinheit,
- eine Neuschotter-Fördervorrichtung zum Fördern der geschärften Grobbestandteile des
aufbereiteten Schotters von der Schotter-Aufbereitungseinheit zu der Schotter-Einbringungsvorrichtung,
und
- eine Schotterbruch-Fördervorrichtung zum Fördern der Kleinteile des aufbereiteten
Schotters von der Schotter-Aufbereitungseinheit zu der ersten oder zweiten PSS-Aufbereitungseinheit.
[0031] Diese Fortbildung ermöglicht es, Materialbestandteile, die im Zuge der Schotteraufbereitung
sich aufgrund ihrer nicht ausreichenden Größe nicht mehr für den Einsatz in dem neuen
Schotterbett eignen, für die neue PSS zu verwenden, wodurch vorteilhaft erreicht wird,
dass diese Schotterkleinanteile einerseits nicht auf den Gleiswegsanierungszug gelagert
werden müssen und darüber hinaus Volumenverluste, die im Zuge der PSS-Aufbereitung
entstehen, durch Zugaben aus dem Alt-Schotter ausgeglichen werden können, wodurch
wiederum die Notwendigkeit der Mitführung von Neumaterial für die PSS verringert oder
vermieden werden kann. Die Kleinanteile des Schotters können dabei insbesondere direkt
dem Mischer oder der zweiten Siebeinrichtung zugeführt werden, sie können aber auch
durch den Brecher der ersten PSS-Aufbereitungseinheit oder der ersten Siebeinrichtung
zugeführt werden.
[0032] Hierzu ist es insbesondere bevorzugt, dass weiterhin vorgesehen sind
- Alt-PSS-Bunkerfördermittel zum Fördern von Teilen des ausgehobenen Planumsschutzschichtmaterials
von der ersten PSS-Aufbereitungseinheit und/oder der zweiten Aushubeinrichtung zu
einem Materialbunkerwagen und/oder
- Neu-PSS-Bunkerfördermittel zum Fördern von PSS-Neumaterial von einem Materialbunkerwagen
zu dem Mischer der zweiten PSS-Aufbereitungseinheit.
[0033] Mit solchen Alt-PSS Bunkerfördermitteln können diese nicht für eine Aufbereitung
verwendbaren Bestandteile der Alt-PSS aus dem Aufbereitungsweg entfernt und von der
Gleiswegsanierungsmaschine zu einem entsprechenden Materialbunkerwagen transportiert
werden, der im Gleiswegsanierungszug mitgeführt wird.
[0034] In gleicher Weise kann durch entsprechende Neu-PSS-Bunkerfördermittel aus dem Gleiswegsanierungszug
mitgeführtes Neumaterial, beispielsweise Sand, Ton, Gips, Lehm, Kies oder dergleichen,
der zweiten PSS-Aufbereitungseinheit zugeführt werden, um dieses in den Mischer einzubringen
und für die neue PSS zu verwenden, um hierdurch einen Ausgleich für ausgesiebte Volumenanteile
aus der Alt-PSS bereitzustellen.
[0035] Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gleiswegsanierungsmaschine
ist vorgesehen, dass die Förderleitung zum Fördern eines flüssigen Aufbereitungsfluids
von einer Fluidtankeinheit zu dem Mischer umfasst:
- eine Mischsteuerungseinheit,
- eine erste Anschlussleitung welche einen Fluidspeicher für ein Binderfluid mit der
Mischsteuerungseinheit verbindet,
- eine zweite Anschlussleitung welche einen Wasserspeicher mit der Mischsteuerungseinheit
verbindet,
wobei die Mischsteuerungseinheit ausgebildet ist, um ein Mischungsverhältnis zwischen
dem zugeführten Binderfluid und dem zugeführten Wasser herzustellen und das Binderfluid-Wasser-Gemisch
dem Mischer der zweiten PSS-Aufbereitungseinheit zuzuführen.
[0036] Mit dieser Fortbildung wird es ermöglicht, dass im laufenden Betrieb der Gleiswegsanierungsmaschine
das zugeführte Aufbereitungsfluid hinsichtlich seiner Zusammensetzung verändert und
somit an qualitativ unterschiedliche Zusammensetzungen der ausgehobenen Alt-PSS angepasst
wird. Zu diesem Zweck werden in einer Mischsteuerungseinheit zwei Flüssigkeiten, einerseits
ein Binderfluid, welches im wesentlichen Binderbestandteile enthalten kann, und andererseits
Wasser, zusammengeführt und in einem einstellbaren Verhältnis miteinander gemischt.
Diese Mischung wird dann nachfolgend dem Mischer zugeführt, um ihn dort mit den Festbestandteilen
aus der Alt-PSS und gegebenenfalls zugeführten gebunkerten Neumaterialien zu vermischen.
Es hat sich erfindungsgemäß herausgestellt, dass der Wasseranteil und dessen Verhältnis
zum Binderanteil einer spezifischen, von Wasser verschiedenen chemischen Binderflüssigkeit
einen maßgeblichen Einfluss auf die Qualität der aufbereiteten PSS hat und dieses
Verhältnis insbesondere geeignet ist, um den Aufbereitungsprozess an unterschiedliche
Qualitäten der ausgehobenen PSS anzupassen. So kann grundsätzlich bei ausgehobenen
PSS mit hohem Feuchtegehalt der Wasseranteil, der dem Aufbereitungsprozess zugeführt
wird, reduziert werden und bei ausgehobenen PSS mit hohen Bindequalitäten, beispielsweise
lehmigen Böden, der Anteil des Binderfluids mit darin enthaltenem Binder reduziert
werden, um hierdurch einerseits zu verhindern, dass die aufbereitete PSS zu feucht
ist, andererseits zu verhindern, dass die aufbereitete PSS zu spröde ist.
[0037] Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Mischsteuerungseinheit mit einer Benutzereingabeeinheit
zur Eingabe eines Bodenbeschaffenheitsmerkmals signaltechnisch gekoppelt und ausgebildet
ist, um anhand eines von der Benutzereingabeeinheit empfangenen Bodenbeschaffenheitsmerkmals
aus einem elektronischen Speicher ein hierzu geeignetes, vorbestimmtes Mischungsverhältnis
zwischen Wasser und Binderfluid einzustellen.
Mit dieser Fortbildung wird erreicht, dass die Mischsteuerungseinheit in einer solchen
Weise angesteuert wird, dass in Abhängigkeit von einem Bodenbeschaffenheitsmerkmal
das Mischungsverhältnis der beiden Flüssigkeiten oder gegebenenfalls mehrerer Flüssigkeiten
gesteuert und solche Art an die Bodenbeschaffenheit angepasst wird. Als Bodenbeschaffenheitsmerkmal
kann hierbei beispielsweise die Dichte oder der Wassergehalt oder die Bodenart dienen,
wobei hier mit binären Kriterien wie sandig, lehmig, felsig oder prozentualen Angaben
der Bestandteile gearbeitet werden kann. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die
Benutzereingabeeinheit an der Gleiswegsanierungsmaschine selbst angeordnet sein kann,
beispielsweise als Schalter oder Hebel, der zwischen zwei oder mehr Positionen bewegt
werden kann, um hierdurch die Bodenbeschaffenheit zu charakterisieren und einzugeben.
In anderen Ausgestaltungen kann die Benutzereingabeeinheit auch von der Gleiswegsanierungsmaschine
getrennt sein, beispielsweise in Gestalt einer Rechnereinheit, die aufgrund von vorab
über die Länge des Gleiswegs ermittelten, die Bodenbeschaffenheit charakterisierenden
Daten ein Längsprofil der Bodenbeschaffenheiten entlang des gesamten, zu sanierenden
Gleisweges erstellt, hieraus entsprechende Daten generiert, die für die Mischsteuerungseinheit
als Eingabedaten verwendet werden können, um diese Daten dann an die Mischsteuerungseinheit
weiterzugeben. In diesem Fall kann die Mischsteuerungseinheit mit diesen Daten entsprechend
einer weiterhin ermittelten geografischen Position der Gleiswegsanierungsmaschine,
beispielsweise durch GPS-Sensorik oder eine Gleiswegdistanzmessung der zurückgelegten
Baulänge, auf diese Daten zurückgreifen und das entsprechende Mischungsverhältnis
ortsaufgelöst einstellen.
[0038] Noch weiter ist bevorzugt, dass die Mischsteuerungseinheit mit einem Bodenbeschaffenheitssensor
zur Erfassung eines Bodenbeschaffenheitsmerkmals signaltechnisch gekoppelt ist, insbesondere
mit einem Bodenbeschaffenheitssensor, der angeordnet und ausgebildet ist, um die Bodenbeschaffenheit
des aus der ersten PSS-Aufbereitungseinheit austretenden PSS-Materials zu erfassen
und anhand dieses von dem Bodenbeschaffenheitssensor empfangenen Bodenbeschaffenheitsmerkmals
aus einem elektronischen Speicher ein hierzu geeignetes, vorbestimmtes Mischungsverhältnis
zwischen Wasser und Binderfluid einzustellen.
[0039] Ein solcher Bodenbeschaffenheitssensor kann ausgebildet sein, um eine kontinuierliche
Messung, die also fortlaufend die Bodenqualität erfasst, eine quasi-kontinuierliche
Messung, die also zu diskreten, regelmäßig aufeinanderfolgenden Zeitpunkten die Bodenqualität
erfasst oder eine stichprobenartige Messung, die also nur zu vereinzelten, von Benutzer
veranlassten Zeitpunkten eine Erfassung der Bodenqualität durchführt, auszuführen.
Hierbei kann insbesondere ein Sensor zum Einsatz kommen, der die Dichte des Bodens,
den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens oder andere Parameter, wie eine Viskosität, Schüttdichte
oder dergleichen erfasst. Grundsätzlich kann der Bodenbeschaffenheitssensor ausgebildet
und angeordnet sein, um die Bodenbeschaffenheit zu erfassen bevor die Alt-PSS aufgehoben
wird, das heißt, in einem in Arbeitsrichtung vor der zweiten Aushubeinrichtung liegenden
Bereich der Gleiswegsanierungsmaschine. Alternativ oder zusätzlich kann der Bodenbeschaffenheitssensor
aber auch die Beschaffenheit des ausgehobenen Alt-PSS-Materials innerhalb der Gleiswegsanierungsmaschine,
nach Durchlaufen der ersten oder der zweiten Aufbereitungseinheit erfassen und weiterhin
zusätzlich oder alternativ kann ein Bodenbeschaffenheitssensor auch die Beschaffenheit
des Bodens der neu eingebrachten PSS vor oder nach deren Verdichtung erfassen. Jede
dieser Sensordaten ermöglicht einen Rückschluss auf die Qualität des Aufbereitungsprozesses
und kann als Regeleingangsgröße herangezogen werden, um das Mischungsverhältnis der
Ausgangsstoffe dieser Aufbereitung zu regeln.
[0040] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mischsteuerungseinheit
- mit einer Benutzereingabeeinheit zur Eingabe eines oder einem Bodenbeschaffenheitssensor
zur Erfassung eines Bodenbeschaffenheitsmerkmals signaltechnisch gekoppelt ist, und
- ausgebildet ist, um anhand dieses empfangenen Bodenbeschaffenheitsmerkmals aus einem
elektronischen Speicher ein hierzu geeignetes, vorbestimmtes Mischungsverhältnis zwischen
dem dem Mischer zugeführten Flüssigbestandteil einerseits, bestehend aus Wasser und
Aufbereitungsfluid und dem Festbestandteil andererseits, bestehend aus Planumsschutzschicht
aus der ersten PSS-Aufbereitungseinheit und ggfs. zugeförderten PSS-Neumaterial, einzustellen.
[0041] Gemäß dieser Fortbildungsform wird in der Mischsteuerungseinheit nicht nur das Verhältnis
von zwei oder mehr unterschiedlichen, in den Mischer eingebrachten Flüssigkeiten untereinander
gesteuert, sondern darüber hinaus auch das Verhältnis des zugeförderten Flüssigmaterials
zu den zugeförderten Feststoffen, das heißt die Menge der in den Mischer eingebrachten
Flüssigstoffe und die Menge der in die Mischer eingebrachten Feststoffe, insbesondere
also der Alt-PSS und etwaiger hinzugefügter, gebunkerter Neumaterialien. Dieses Verhältnis
kann nach Volumen oder Gewicht gesteuert werden und es ist zu verstehen, dass neben
diesem Verhältnis zwischen Flüssig- und Feststoffen auch ein Mischungsverhältnis der
Einzelbestandteile des Flüssiganteils und der Einzelbestandteile des Festanteils gesteuert
werden kann, um hierdurch eine Anpassung des Aufbereitungsvorgangs in der zweiten
Aufbereitungseinheit an die Qualität und Beschaffenheit des ausgehobenen Alt-PSS-Materials
in optimaler Weise zu erzielen.
[0042] Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Gleiswegsanierungsmaschine fortgebildet
wird durch eine Mischsteuerungseinheit, welche ausgebildet ist, um ein Mischungsverhältnis
zwischen zwei oder mehr dem Mischer zugeführten unterschiedlichen Flüssigbestandteilen
und/oder zwischen einem dem Mischer zugeführten Flüssig- und Festbestandteil einzustellen.
Mit einer solchen Mischungssteuereinheit wird eine besonders gute Anpassungsfähigkeit
des Aufbereitungsvorgangs an unterschiedliche ausgehobene Bodenarten erzielt.
[0043] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mischsteuerungseinheit
signaltechnisch mit,
- einem Bodenradar zur Erfassung eines Bodenbeschaffenheitsmerkmals der PSS-Schicht
in Arbeitsrichtung vor der zweiten Aushubeinrichtung,
- einem Gewichts-/oder Dichtesensor zur Erfassung des Gewichts oder der Dichte des ausgehobenen
Planumsschutzschichtmaterials vor dem Durchlaufen der ersten oder zweiten Aufbereitungseinheit,
- einem Feuchtigkeitssensor zur Erfassung der Feuchtigkeit der ausgehobenen Planumsschutzschicht
vor dem Durchlaufen der ersten oder zweiten Aufbereitungseinheit verbunden ist.
[0044] Mit dieser Ausgestaltung werden besonders bevorzugte und aussagekräftige Merkmale
des Ausgangsmaterials erfasst, die für die Aufbereitung zu einer qualitativ hochwertigen
Neu-PSS ausschlaggebend sind und zugleich in zuverlässiger Weise sensortechnisch erfassbar
sind.. Dabei ist zu verstehen, dass eines oder mehrere dieser Bodenbeschaffenheitsmerkmale
verwendet werden kann, um die Mischungsverhältnisse bei dem Aufbereitungsprozess zu
steuern bzw. regeln.
[0045] Noch weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mischsteuerungseinheit signaltechnisch
mit
- Einem Bodenradar zur Erfassung eines Bodenbeschaffenheitsmerkmals der PSS-Schicht
in Arbeitsrichtung hinter der PSS-Einbringvorrichtung,
- Einem Sensor zur Erfassung des Feuchtigkeitsgehaltes der PSS-Schicht in Arbeitsrichtung
hinter der PSS-Einbringvorrichtung
- Einem Feuchtigkeitssensor zur Erfassung der Feuchtigkeit der ausgehobenen Planumsschutzschicht
und/oder
- Einem Schwingungssensor, der an einem Verdichter zur Verdichtung der eingebrachten
Neu-PSS angeordnet ist,
[0046] verbunden ist und auf Grundlage eines oder mehrere dieser Signale ein Mischungsverhältnis
zwischen zwei oder mehr dem Mischer zugeführten unterschiedlichen Flüssigbestandteilen
und/oder zwischen einem dem Mischer zugeführten Flüssig- und Festbestandteil einzustellen.
[0047] Mit dieser Fortbildung wird alternativ oder zusätzlich zu der zuvor erläuterten Erfassung
von Bodenbeschaffenheitsmerkmalen der Alt-PSS im Einbau- oder Schüttzustand innerhalb
der Gleiswegsanierungsmaschine die Bodenbeschaffenheit der Neu-PSS, also der aufbereiteten
PSS erfasst. Dies kann durch Erfassen von Bodenbeschaffenheitsmerkmalen des noch innerhalb
der Gleiswegsanierungsmaschine befindlichen Neu-PSS Schichtmaterials erfolgen, also
insbesondere zwischen der zweiten Aufbereitungseinheit und der PSS-Einbringungsvorrichtung.
Dies kann ebenfalls durch Messungen an der eingebrachten Neu-PSS-Schicht im Gleisbett
selbst, insbesondere vor oder nach der Verdichtung dieser Schicht erfolgen. Diese
Fortbildung ermöglicht es, die Steuerung des Mischungsverhältnisses anhand der tatsächlich
erzielten Qualität der Neu-PSS zu steuern und somit eine Qualitäts-Endkontrolle als
Eingangssignal für diese Mischsteuerung zu verwenden.
[0048] Schließlich ist es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass
die erste Aushubvorrichtung, die zweite Aushubvorrichtung, die PSS-Einbringungsvorrichtung,
und die Schotter-Einbringungsvorrichtung an einer Brücke befestigt sind, die sich
zwischen einem vorderen Fahrgestell und einem hinteren Fahrgestell erstreckt. Mit
dieser Ausgestaltung wird eine bevorzugte, gleisweggebundene Gleiswegsanierungsmaschine
bereitgestellt, welche es ermöglicht, dass zwischen einem vorderen und einem hinteren
Fahrgestell eine Gleiswegsanierung in Bezug auf ein Schotterbett und eine PSS vollständig
erfolgt und abgeschlossen wird und somit ein kontinuierlicher Gleiswegsanierungsprozess
erzielt wird.
[0049] Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Gleiswegsanierung, mit den
Schritten: Ausheben des Alt-Schotters der bestehenden Schotterschicht, Ausheben einer
bestehenden Alt-Planumsschutzschicht, Aufbereiten des ausgehobenen Alt-Planumsschutzschicht-Materials
in einem Mischer zu einem aufbereiteten Planumsschutzschichtmaterial, Einbringen des
aufbereiteten Planumsschutzschichtmaterials als neue Planumsschutzschicht, und Einbringen
einer neuen Schotterschicht auf die Zwischenschicht, wobei die Alt-Planumsschutzschicht
vor dem Aufbereiten im Mischer durch Sieben und/oder Brechen wie folgt aufbereitet
wird: Zuführen des Alt-Planumsschutzschichtmaterials zu einer ersten Siebeinrichtung,
Trennen des Alt-Planumsschutzschichtmaterials in der ersten Siebeinrichtung in Grobanteile
und Feinanteile, Zuführen der Grobanteile aus der ersten Siebeinrichtung zu einem
Brecher, Brechen der Grobanteile in dem Brecher in Bruchteile, Zuführen der Bruchteile
aus dem Brecher zu einer zweiten Siebeinrichtung, Trennen der Bruchteile in der zweiten
Siebeinrichtung in Grobanteile und Feinanteile, Rückführen der Grobanteile aus der
zweiten Siebeinrichtung in den Brecher, und Zuführen der Feinanteile aus der zweiten
Siebeinrichtung zu dem Mischer.
[0050] Mit diesem Gleiswegsanierungsverfahren wird eine besonders effiziente und wirtschaftliche
Gleiswegsanierung ermöglicht, indem ausgehobenes Altmaterial aufbereitet wird, hierbei
Grobanteile in diesem Altmaterial auf eine Korngröße heruntergebrochen werden, die
eine qualitativ hochwertige Schichtneuherstellung ermöglicht. Das Brechen dieser Grobmaterialien
im ausgehobenen Alt-PSS-Material erfolgt hierbei in einem mehrstufigen Prozess, wobei
ein Brecher zum Einsatz kommt, dessen Ausgang einer die Korngröße kontrollierenden
zweiten Siebeinrichtung zugeführt wird, um Körner, die in diesem Bruchteilen enthalten
und oberhalb einer vorbestimmten Korngrößengrenze liegen, dem Brecher erneut zuzufügen.
In Verbindung mit einer ersten Siebeinrichtung, welche aus dem Alt-PSS-Material die
zu brechenden Grobmaterialien vor dem Brecher herausfiltert und dann nur diese dem
Brecher zuführt, kann hierdurch sowohl der Brecher als auch die erste und zweite Siebeinrichtung
und insbesondere die nachfolgende zweite PSS-Aufbereitungseinheit mit einem Mischer
in wirtschaftlich effizienter Weise betrieben werden, ohne dass auslegungsbedingt
oder aufgrund der verarbeiteten Materialien und Korngrößen ein verstärkter Verschleiß
in diesen Baugruppen auftritt.
[0051] Mit dem erfindungsgemäßen Gleiswegsanierungsverfahren wird eine effiziente und Material
schonende Gleiswegsanierung ermöglicht, indem bei unterschiedlichen Bodenarten und
insbesondere auch bei sich über die Länge des zu sanierenden Gleisweges verändernden
Bodenarten und Bodenzusammensetzungen eine Wiederverwendung des ausgehobenen Materials
in großem oder vollständigem Umfang ermöglicht wird. Diese Wiederverwendung wird durch
eine differenzierte und gezielte Aufbereitung des ausgehobenen Materials und eine
hierdurch erzielte Homogenisierung von für die Tragfähigkeit der Neu-PSS maßgeblichen
Ausgangsmerkmalen der recycelten Bodenanteile erreicht.
[0052] Das erfindungsgemäße Verfahren kann fortgebildet werden nach den Ansprüchen 14 und
15. Bezüglich dieser Verfahrensfortbildungen wird hinsichtlich der spezifischen Begriffdefinitionen,
der bevorzugten Ausgestaltungen und Funktionsweisen sowie Vorteilen auf die voranstehende
Beschreibung der zur Ausführung dieses Verfahrens ausgebildeten Gleiswegsanierungsmaschine
Bezug genommen.
[0053] Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand der
beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- einen vorderen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Gleiswegsanierungsmaschine in einer
schematischen, die relevanten Funktionselemente zeigenden Seitenansicht,
- Figur 2
- einen an den vorderen Abschnitt gemäß Figur 1 anschließenden vorderen Mittelabschnitt
in einer gleichen Darstellungsweise wie Figur 1,
- Figur 3
- einen an den vorderen Mittelabschnitt gemäß Figur 2 anschließenden mittleren Mittelabschnitt
in einer Darstellungsweise gemäß Figur 1, und
- Figur 4
- einen an den mittleren Mittelabschnitt gemäß Figur 3 anschließenden hinteren Mittelabschnitt
in einer Darstellungsweise gemäß Figur 1, und
- Figur 5
- einen an den hinteren Mittelabschnitt gemäß Figur 4 anschließenden hinteren Abschnitt
in einer Darstellungsweise gemäß Figur 1.
[0054] Die in den Figuren gezeigte Gleiswegsanierungsmaschine umfasst eine Schotteraushubkette
10, welche an einer auf einem vorderen und hinteren Fahrgestell montierten und sich
zwischen diesen Fahrgestellen erstreckenden Brücke (nicht dargestellt) befestigt ist
und nach unten soweit in das zu sanierende Gleisbett hineinragt, dass mit dieser Schotteraushubkette
das alte Schotterbett ausgehoben werden kann. Das ausgehobene Schotterbett wird mittels
eines Schotterförderbandes 11 zu einer Siebeinrichtung 12 gefördert und dort in Grob-
und Feinbestandteile aufgeteilt. Die Feinbestandteile werden aus der Siebeinrichtung
12 mittels einer weiteren Schotterfeinteilfördervorrichtung 13 weiter gefördert und
können zu einem Bunkerschüttgutwagen für eine Zwischenlagerung auf dem Gleiswegsanierungszug
gefördert werden. Hiervon können Bestandteile oder auch der komplette Anteil der Feinanteile
über eine Schotterfeinteilzuführvorrichtung 14 zur Aufbereitung gefördert werden,
dies bezüglich wird auf die weitere Beschreibung Bezug genommen.
[0055] Die Grobbestandteile, die aus der Siebeinrichtung 12 hervorgehen, werden über einen
Schottergrobanteilfördervorrichtung 15 einem Brecher 20 zugeführt und dort durch Brechung
in kleinere Anteile geschärft. Diese solcher Art gebrochenen Anteile werden einer
weiteren Siebeinrichtung 22 über eine Fördereinrichtung 21 zugeführt und durch die
Brechung entstandene Feinanteile ausgesiebt. Diese Feinanteile fallen auf die Fördereinrichtung
13 und können der Zwischenlagerung oder weiteren Aufbereitung in der zuvor erläuterten
Weise über die Fördereinrichtung 13 oder 14 zugeführt werden. Die geschärften Schotteranteile
oberhalb einer vorbestimmten Mindestgröße werden aus der Siebeinrichtung 22 einer
Schottereinbringvorrichtung 30 über eine Schotterfördervorrichtung 23 für aufbereiteten
Schotter zugeführt.
[0056] In Arbeitsrichtung hinter der Schotteraushubkette 10 ist eine PSS-Aushubkette 40
angeordnet. Diese PSS-Aushubkette 40 ist ebenfalls an der Brücke befestigt und ragt
tiefer in das zu sanierende Gleisbett hinein als die Schotteraushubkette 10. Mit dieser
PSS-Aushubkette wird eine PSS aus dem zu sanierenden Gleisbett ausgehoben, sofern
eine solche PSS vorhanden ist, andernfalls wird das unter der bereits ausgehobenen
Schotterschicht befindliche Erdreich auf eine bestimmte Tiefe ausgehoben.
[0057] An der PSS-Aushubkette 40 ist eine Planierungseinheit 41 befestigt, welche den durch
den Aushub der PSS freigelegten Bodenuntergrund, der das Fundament für die neue PSS
bildet, zu planieren und zu verfestigen.
[0058] Das durch die PSS-Aushubkette ausgehobene Bodenmaterial wird über ein Alt-PSS Förderband
42 einer Siebvorrichtung 51 zugeführt, die Bestandteil einer ersten Aufbereitungseinheit
50 ist. In der Siebvorrichtung 51 ausgesiebtes Feinmaterial wird mittels eines PSS-Förderbandes
55 einer zweiten Siebeinrichtung 110 zugeführt. Das in der Siebvorrichtung 51 ausgesiebte
PSS-Grobmaterial wird mittels eines Förderbandes 53 einem Brecher 54 zugeführt, der
ebenfalls Bestandteil der ersten Aufbereitungseinheit 50 ist. Das in dem Brecher zerkleinerte
PSS-Grobmaterial wird einem Bruchteilförderband 111 zugeführt. PSS-Förderband 55 und
Bruchteilförderband 111 werden integral durch ein einziges Endlosförderband ausgebildet.
Das darauf abgegebene PPS-Feinmaterial aus der Siebvorrichtung 51 und das zerkleinerte
PSS-Grobmaterial aus dem Brecher 54 werden gemeinsam der zweiten Siebeinrichtung 110
zugeführt.
[0059] In der zweiten Siebeinrichtung 110 wird das so zugeführte Material einer zweiten
Siebung unterzogen. Körner mit einer Korngröße unterhalb einer vorbestimmten Korngrößengrenze
werden mittels eines PSS-Feinteilförderbandes 52 der Mischvorrichtung 60 zugeführt.
Körner, die eine Korngröße oberhalb dieser vorbestimmten Korngrößengrenze haben, werden
mittels einer Rückführfördervorrichtung 112 wiederum dem Brecher 54 zugeführt. Diese
ausgesiebten Grobbestandteile, die entweder aus der ersten Siebvorrichtung 51 stammen
oder aus dem Brecher 54, werden dann einer erneuten Brechung in dem Brecher 54 unterzogen
und hierauf folgend wiederum als Bruchteile der zweiten Siebeinrichtung 110 zugeführt.
Grobbestandteile, welche nach dieser zweiten Brechung im Brecher 54 nach wie vor die
vorbestimmte Korngrößengrenze nicht unterschreiten, werden einer weiteren Brechung
im Brecher wiederum 54 zugeführt und zirkulieren grundsätzlich so lange zwischen Brecher
und zweiter Siebeinrichtung bis sie unter die vorbestimmte Korngrößengrenze gebrochen
sind.
[0060] Das aus der zweiten Siebeinrichtung 110 austretenden Feinmaterial fällt auf das Feinteil-PSS-Förderband
250 und umfasst Körner eines sehr eng begrenzten Korngrößenbereichs. Mit diesem so
aufbereiteten Kornmaterial kann in dem Mischer 90 in deutlich Verschleiß verringerter
Weise ein qualitativ hochwertiges, neues Material gemischt werden, das als Tragschicht
oder als PSS im Gleisbett verbaut werden kann.
[0061] Wahlweise kann das ausgehobene Alt-PSS-Material auch mittels einer Fördervorrichtung
43 vollständig abtransportiert und zu einem mitgeführten Bunkerschüttgutwagen verbracht
werden.
[0062] Wie weiterhin ersichtlich, mündet die Fördereinrichtung 14 für aus dem Altschotter
oder dem gebrochenen Altschotter ausgesiebten Feinanteilen auf das Förderband 111
und ermöglicht somit eine Siebung, gegebenenfalls nochmalige Brechung und Zuführung
dieser Schotterfeinanteile in den Mischer zu der Herstellung des Neu-PSS Materials.
[0063] Aus im hinteren Zugteil angeordneten Bunkerschüttgutwagen wird mittels einer Neumaterialfördereinrichtung
55 weiterhin Neumaterial auf das PSS-Feinteilförderband 52 gefördert.
[0064] Dem Zweiwellenmischer 60 wird weiterhin über eine Flüssigkeitszufuhrleitung 71 ein
Aufbereitungsfluid zugeführt. Dieses Aufbereitungsfluid wird in einer Mischsteuerungseinheit
70 aus zwei Komponenten gemischt.
[0065] Der Mischsteuerungseinheit 70 wird über eine Wasserzufuhrleitung 72 Wasser aus einem
in dem Gleiswegsanierungszug mitgeführten Tankwagen 80 zugeführt und über zwei Aufbereitungsbinderfluidleitungen
73 a, b zwei Komponenten eines Aufbereitungsbinderfluids aus einem ebenfalls mitgeführten
zweiten zwei Behälter 81 a, b umfassenden Tankwagen zugeführt. Aus diesen drei Ausgangsflüssigkeiten
mischt die Mischsteuerungseinheit 70 eine Aufbereitungsfluid, welches ein entsprechend
variables Mischungsverhältnis dieser drei Ausgangsstoffe aufweist und führt dieses
Aufbereitungsfluid über die Zuführleitung 71 dem Mischer 60 zu.
[0066] Zugleich dosiert die Mischsteuerungseinheit 70 den Volumenfluss und damit die Gesamtmenge
pro Zeiteinheit des Aufbereitungsfluids, welches durch die Zuführleitung 71 dem Mischer
60 zugeführt wird und regelt bzw. steuert hierdurch das Verhältnis der Masse des zugeführten
Aufbereitungsfluids und der über die Fördereinrichtung 52 dem Mischer 60 zugeführten
Feststoffe. Zu diesem Zweck ist die Mischsteuerungseinheit mit einer kombinierten
Sensoreinheit 90 zur Erfassung der Fördergeschwindigkeit und des Beladungsgewichts
verbunden, welche erfasst, welche Masse an Fördermaterial aus der Siebvorrichtung
51 und dem Brecher 54 dem Mischer 60 pro Zeiteinheit zugeführt wird.
[0067] Der Mischer 60 ist als Zweiwellenmischer ausgeführt und homogenisiert und mischt
die ihm zugeführten Flüssigkeiten und Feststoffe miteinander. Aus dem Zweiwellenmischer
60 tritt das solcher Art aufbereitete Neu-PSS Material auf eine PSS-Einbringvorrichtung
100 aus und wird von dieser Einbringvorrichtung auf die zuvor planierte Fundamentebene
aufgebracht. An der Neu-PSS Einbringvorrichtung 100 sind Verdichtungs- und Planiereinrichtungen
101 angeordnet, mit denen die PSS nach Einbringen verdichtet wird.
[0068] Die Mischsteuerungseinheit 70 ist weiterhin signaltechnisch mit einem Feuchtigkeits-
und Dichtesensor 91 gekoppelt, der den Feuchtigkeitsgehalt und die Dichte des dem
Mischer 60 zugeführten aufbereiteten Alt-PSS Materials auf dem Förderband 52 kurz
vor Eintritt in den Mischer 60 erfasst. Weiterhin ist die Mischsteuerungseinheit 70
signaltechnisch mit einem Tragfähigkeitssensor 92 gekoppelt, der die Tragfähigkeit
durch eine quasi kontinuierliche Härtemessung der eingebrachten und planierten Neu-PSS
erfasst. Aus den solcher Art signaltechnisch übermittelten Informationen über die
Tragfähigkeit der Neu-PSS, den Feuchtigkeitsgehalt und die Dichte des zugeführten
aufbereiteten Alt-PSS Materials und die Menge pro Zeiteinheit des zugeführten Alt-PSS
Materials ermittelt die Mischsteuerungseinheit auf Grundlage von darin vorab gespeicherten
Daten ein optimales Mischungsverhältnis zwischen den zugeführten Flüssigkeiten aus
dem Wassertank 80 und dem Aufbereitungsbinderfluidtank 81 sowie das Mischungsverhältnis
zwischen dem Aufbereitungsfluid und den Feststoffen im Mischer, um hierdurch eine
optimale Qualität der Neu-PSS zu erreichen.
[0069] Der Aufbau des neuen Gleisbetts schließt mit dem Einbringen des aufbereiteten Schotters
durch eine Schottereinbringvorrichtung 30 ab. Dabei ist zu verstehen, dass hierauf
folgend noch das Gleis selbst gegebenenfalls durch Schwellenmontage und entsprechende
Einbringvorgänge in diesem Schotterbett verankert wird, der Schotter noch in geeigneter
Weise verdichtet wird und gegebenenfalls Ausrichtungsmaßnahmen erfolgen, um eine ideale
Gleislage auf den neuen Gleisbett zu erzielen.
[0070] Grundsätzlich ist zu verstehen, dass sowohl hinsichtlich des einzubringenden neuen
Schotterbetts als auch hinsichtlich des einzubringenden Neu-PSS Materials Neumaterial
zusätzlich zugeführt werden kann, was in entsprechenden Bunkerschüttgutwagen in den
Gleiswegsanierungszug mitgeführt wird und durch entsprechende Förderbänder der Gleiswegsanierungsmaschine
zugeführt wird. Dieses Material wird vorzugsweise solcher Art zugeführt, dass es hinsichtlich
der Aufbereitung der Neu-PSS und der diesbezüglichen sensortechnischen Erfassung der
Eigenschaften des zugelieferten Materials mit erfasst und folglich bei den Mischungsverhältnissen
berücksichtigt werden kann.
1. Gleiswegsanierungsmaschine, umfassend
- eine erste Aushubvorrichtung (10) zum Ausheben des Schotters der bestehenden Schotterschicht,
- eine zweite Aushubvorrichtung (40) zum Ausheben einer bestehenden Planumsschutzschicht
unter der bestehenden Schotterschicht,
- eine erste PSS- Aufbereitungseinheit (50) mit
i. einer ersten Siebeinrichtung (51) zum Trennen von Grobanteilen und Feinanteilen
aus der ausgehobenen Planumsschutzschicht,
ii. einem Brecher (54) zum Brechen der ausgesiebten groben Bestandteile aus der ausgehobenen
Planumsschutzschicht in Bruchteile,
iii. einer Grobteilfördervorrichtung (53) zum Fördern der ausgesiebten groben Bestandteile
aus der ausgehobenen Planumsschutzschicht von der ersten Siebeinrichtung zu dem Brecher,
und
- eine erste Alt-PSS-Fördervorrichtung (42) zum Fördern der ausgehobenen Planumsschutzschicht
von der zweiten Aushubvorrichtung (40) zu der ersten PSS- Aufbereitungseinheit (50),
- eine zweite PSS-Aufbereitungseinheit (60) zum Aufbereiten der ausgehobenen Planumsschutzschicht,
welche eine Mischvorrichtung zur Mischung der ausgehobenen Planumsschutzschicht mit
einem Aufbereitungszuschlagmaterial umfasst,
- eine Feinteilfördervorrichtung (52) zum Fördern von Feinanteilen aus der ersten
PSS- Aufbereitungseinheit zu der zweiten PSS-Aufbereitungseinheit
dadurch gekennzeichnet, dass die erste PSS-Aufbereitungseinheit weiterhin umfasst:
- eine zweite Siebeinrichtung (110) zum Trennen von Grobanteilen und Feinanteilen,
- eine Bruchteilefördervorrichtung (111) zum Fördern der Bruchteile aus dem Brecher
(54)zu der zweiten Siebeinrichtung, und
- eine Rückführfördervorrichtung (112) zum Rückführen der in der zweiten Siebeinrichtung
ausgesiebten Grobbestandteile in den Brecher (54).
2. Gleiswegsanierungsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Eine zweite Alt-PSS-Fördervorrichtung welche angeordnet ist, um die in der ersten
Siebeinrichtung ausgesiebten Feinanteile aufzunehmen und zu der zweiten Siebeinrichtung
zu fördern.
3. Gleiswegsanierungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Alt-PSS-Fördervorrichtung und die Bruchteilefördervorrichtung integral
als ein Endlosförderband ausgebildet sind, auf welches an einer ersten Position die
Feinanteile aus der ersten Siebeinrichtung fallen und an einer zweiten Position die
Bruchteile aus dem Brecher fallen.
4. Gleiswegsanierungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Feinteilfördervorrichtung (52) sich von der zweiten Siebeinrichtung zu der zweiten
PSS- Aufbereitungseinheit erstreckt und angeordnet ist, um in der zweiten Siebeinrichtung
ausgesiebte Feinanteile aufzunehmen und zu der zweiten PSS- Aufbereitungseinheit zu
fördern.
5. Gleiswegsanierungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass
die erste und die zweite Siebeinrichtung integral als eine Siebvorrichtung ausgebildet
sind.
6. Gleiswegsanierungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- eine Förderleitung (71) zum Fördern eines flüssigen Aufbereitungsfluids von einer
Fluidtankeinheit zu der Mischvorrichtung.
7. Gleiswegsanierungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- eine PSS-Einbringungsvorrichtung (100) zum Einbringen der neuen Planumsschutzschicht,
und
- eine Schotter-Einbringungsvorrichtung (30) zum Einbringen einer neuen Schotterschicht.
8. Gleiswegsanierungsmaschine einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- eine Schotter-Aufbereitungseinheit zum Aufbereiten des ausgehobenen Schotters, umfassend
einen Schotterbrecher (20) und ein Schottersieb (12),
- eine Altschotter-Fördervorrichtung (11) zum Fördern des ausgehobenen Schotters von
der ersten Aushubvorrichtung (10) zu der Schotter-Aufbereitungseinheit (12, 20),
- eine Neuschotter-Fördervorrichtung (23) zum Fördern der geschärften Grobbestandteile
des aufbereiteten Schotters von der Schotter-Aufbereitungseinheit zu der Schotter-Einbringungsvorrichtung
(30), und
- eine Schotterbruch-Fördervorrichtung (13, 14) zum Fördern der Kleinteile des aufbereiteten
Schotters von der Schotter-Aufbereitungseinheit zu der ersten oder zweiten PSS-Aufbereitungseinheit.
9. Gleiswegsanierungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- Alt-PSS-Bunkerfördermittel zum Fördern von Teilen des ausgehobenen Planumsschutzschichtmaterials
von der ersten PSS-Aufbereitungseinheit und/oder der zweiten Aushubeinrichtung zu
einem Materialbunkerwagen und/oder
- Neu-PSS-Bunkerfördermittel zum Fördern von PSS-Neumaterial von einem Materialbunkerwagen
zu dem Mischer der zweiten PSS-Aufbereitungseinheit.
10. Gleiswegsanierungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zuschlagsfördervorrichtung zum Fördern eines festen Zuschlagmaterials von einer
Zuschlagsbunker zu der Mischvorrichtung.
11. Gleiswegsanierungsmaschine nach dem vorhergehenden Anspruch,
gekennzeichnet durch Mischsteuerungseinheit, welche ausgebildet ist, um ein Mischungsverhältnis zwischen
dem zugeführten Aufbereitungsfluid, dem zugeführten festen Zuschlagsmaterial, und
dem zum Mischer zugeführten Feinanteilen aus der zweiten Siebvorrichtung herzustellen.
12. Gleiswegsanierungsmaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mischsteuerungseinheit (70) mit einer Benutzereingabeeinheit zur Eingabe eines
Bodenbeschaffenheitsmerkmals signaltechnisch gekoppelt und ausgebildet ist, um anhand
eines von der Benutzereingabeeinheit empfangenen Bodenbeschaffenheitsmerkmals aus
einem elektronischen Speicher ein hierzu geeignetes, vorbestimmtes Mischungsverhältnis
zwischen dem Aufbereitungsfluid, dem festen Zuschlagsmaterial und den Feinanteilen
aus der zweiten Siebeinrichtung einzustellen.
13. Verfahren zur Gleiswegsanierung, mit den Schritten
- Ausheben des Alt-Schotters der bestehenden Schotterschicht,
- Ausheben einer bestehenden Alt-Planumsschutzschicht,
- Aufbereiten des ausgehobenen Alt-Planumsschutzschicht-Materials in einem Mischer
zu einem aufbereiteten Planumsschutzschichtmaterial,
- Einbringen des aufbereiteten Planumsschutzschichtmaterials als neue Planumsschutzschicht,
und
- Einbringen einer neuen Schotterschicht auf die Zwischenschicht,
dadurch gekennzeichnet, dass die Alt-Planumsschutzschicht vor dem Aufbereiten im Mischer durch Sieben und/oder
Brechen wie folgt aufbereitet wird:
- Zuführen des Alt-Planumsschutzschichtmaterials zu einer ersten Siebeinrichtung,
- Trennen des Alt-Planumsschutzschichtmaterials in der ersten Siebeinrichtung in Grobanteile
und Feinanteile,
- Zuführen der Grobanteile aus der ersten Siebeinrichtung zu einem Brecher,
- Brechen der Grobanteile in dem Brecher in Bruchteile,
- Zuführen der Bruchteile aus dem Brecher zu einer zweiten Siebeinrichtung,
- Trennen der Bruchteile in der zweiten Siebeinrichtung in Grobanteile und Feinanteile,
- Rückführen der Grobanteile aus der zweiten Siebeinrichtung in den Brecher, und
- Zuführen der Feinanteile aus der zweiten Siebeinrichtung zu dem Mischer,
14. Verfahren nach Anspruch 13,
gekennzeichnet durch die Schritte
- Zuführen der Feinanteile aus der ersten Siebeinrichtung zu der der zweiten Siebeinrichtung
und
- Trennen der Feinanteile aus der ersten Siebeinrichtung in der zweiten Siebeinrichtung
in Grobanteile und Feinanteile.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet dass
- Die erste und die zweite Siebveinichtung als eine integrale Siebvorrichtung ausgebildet
sind und
- das Alt-Planumsschutzschichtmaterials und die Bruchteile aus dem Brecher der integralen
Siebvorrichtung über getrennte oder eine gemeinsame Fördervorrichtung zugeführt werden.