STAMPFANORDNUNG FÜR SCHWELLENSTAMPFMASCHINE

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf den Eisenbahnbau.
Die Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine enthält ein Gehäuse (1) mit wenigstens zwei auf ihm angebrachten Vibratoren (2,3) die mit Stopfwerkzeugen (4) starr verbunden sind. Jeder Vibrator (2,3) ist in Form wenigstens einer Rohrfeder ausgeführt, deren Innenraum mit einer hydraulischen Erregerquelle (8) verbunden ist.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf den Eisenbahnbau und betrifft eine Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine.

Stand der Technik

[0002] Es ist eine Gleisstopfmaschine bekannt (SU, A, 629896), die eine Stopfvorrichtung, die ein Gehäuse mit darauf angebrachten Stopfwerkzeugen, Hydraulikpumpen und Arbeitszylindern hat, die gelenkig mit dem Gehäuse verbunden sind, und einen Ventilblock enthält.

[0003] Beim Stopfen der Schwellen werden die Stopfwerkzeuge relativ zueinander mit Hilfe der Arbeitszylinder in Längsrichtung bewegt. Dabei formt der zwischen den Hydraulikpumpen und den Arbeitszylindern aufgestellte Ventilblock den Strom der Betriebsflüssigkeit in einen pulsierenden Strom um, der eine vibrierende Vorwärtsbewegung des Stopfwerkzeuge gewährleistet.

[0004] Diese Stopfvorrichtung ist durch eine geringe Wirksamkeit der Vibrationswirkung gekennzeichnet, da in ihr der Effekt des hydraulischen Rückstosses nicht ausgenutzt wird und ein Teil der Betriebsflüssigkeit am Ende jeder Vibrationseinwirkung über einen hydraulischen Verteiler in einen Behälter zurückfliesst, weshalb bei jeder neuen Vibrationseinwirkung die volle-Leistung des Antriebs aufgewendet werden muss. Die Verwendung von Arbeitszylindern als Vibratoren verringert ebenfalls den Wirkungsgrad des Antriebs infolge des Überströmens der Betriebsflüssigkeit im Innern des Antriebs.

[0005] Es ist auch eine Gleisstopfmaschine bekannt (SU, A, 1013533), die auf einem Rahmen montierte Stopfvorrichtungen enthält, die mit Hilfe eines Antriebs auf-und abwärts bewegt werden und die je ein Gehäuse und auf dem Gehäuse angebrachte, mit Vibratoren verbundene Stopfwerkzeuge haben. Als Vibratoren werden Arbeitszylinder verwendet. Ausserdem hat die Stopfvorrichtung_ eine hydraulische Erregerquelle, die Verteilerblöcke und Begrenzungsanschläge enthält. Dabei sind die Vibratoren starr am Stopfwerkzeug befestigt und können sich in horizontaler Richtung bewegen, während die Begrenzungsanschläge auf der Stopfvorrichtung angebracht und mit einem zusätzlichen Arbeitszylinder verbunden sind.

[0006] Die Stopfvorrichtung funktioniert folgendermassen. Das Stopfwerkzeug bewegt sich unter Einwirkung des Vibrators in einer horizontalen Ebene, wobei die Bewegungsamplitude von Anschlägen begrenzt wird, die relativ zum Gehäuse von einem zusätzlichen Arbeitszylinder fixiert werden. Nach dem Eindringen des Stopfwerkzeugs in das Bett werden die Begrenzungsanschläge durch einen zusätzlichen Arbeitszylinder relativ zum Gehäuse verschoben, wodurch sich die Mittellage des Stopfwerkzeugs bei Beibehaltung seiner Vibrationsbewegung von einem Anschlag bis zum anderen verschiebt. Auf diese Weise erfolgt die Vibrationsbewegung des Stopfwerkzeugs zusammen mit seiner Verlagerung in einer horizontalen Ebene, wodurch das Bett unter der Schwelle verdichtet wird.

[0007] Auf diese Weise wird die Vibrationsbewegung des Stopfwerkzeugs von einer komplizierten hydromechanischen Vorrichtung erzeugt, die eine grosse Anzahl von Elementen einer hydraulischen Anlass- und Regulierapparatur enthält, wodurch die Frequenz der Vibration des Stopfwerkzeugs begrenzt wird und die Wirksamkeit der Vibrationseinwirkung sinkt. Ausserdem muss das Stopfwerkzeug periodisch in den Endstellungen in Gang gesetzt und wieder angehalten werden. Zur Überwindung des Trägheitsverhaltens des Stopfwerkzeuges wird zusätzlich Leistung benötigt, was die Effektivität der Stopfvorrichtung verringert. Die Wirksamkeit der als Arbeitszylinder ausgeführten Vibratoren wird durch das Überströmen der Betriebsflüssigkeit im Arbeitszylinder beeinträchtigt, das immer stärker wird, je länger die Vorrichtung in Betrieb ist, wodurch die Nutzungsdauer des Antriebs begrenzt ist.

[0008] Folglich gewährleistet die bekannte Vorrichtung nicht ein wirksames Verdichten des Gleisbettes unter den Schwellen auf Bahndämmen.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine zu schaffen, deren Konstruktion ein wirksames Verdichten des Oberbaus von Bahndämmen durch Erhöhung der Frequenz der auf den Oberbau ausgeübten Vibrationseinwirkung gewährleistet.

[0010] Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine, die ein Gehäuse mit wenigstens zwei auf ihm angebrachten Vibratoren enthält, die mit Stopfwerkzeugen starr verbunden sind, wobei jeder Vibrator mit einer hydraulischen Erregerquelle verbunden ist und das Gehäuse auf einem Rahmen montiert ist und mit Hilfe eines-Antriebs senkrecht bewegt werden kann, gemäss der Erfindung jeder Vibrator in Form wenigstens einer Rohrfeder ausgeführt ist, deren Innenraum mit der hydraulischen Erregerquelle verbunden ist.

[0011] Es ist auch vorteilhaft, dass in der Stopfvorrichtung der Gleisstopfmaschine, in der jeder Vibrator in Form von zwei Rohrfedern ausgeführt ist, die einen Enden der Rohrfedern starr miteinander und gelenkig mit dem Gehäuse verbunden sind und eines der gegenüberliegenden Enden einer Rohrfeder starr mit dem Stopfwerkzeug und das andere gegenüberliegende Ende der anderen Rohrfeder über einen Arbeitszylinder gelenkig mit dem Gehäuse verbunden ist.

Eine derartige

[0012] Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine ermöglicht

- eine Erhöhung der Vibrationsfrequenz des Stopfwerkzeugs;

- die Ausnutzung der dynamischen Eigenschaften der in Form von Rohrfedern ausgeführten Vibratoren von durch Erregung/in ihnen erzwungenen mechanischen Schwingungen.

[0013] Es ist auch vorteilhaft, dass in der Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine die hydraulische Erregerquelle in Form von zwei Zahnradpumpen ausgeführt wird, deren Zahnräder Öffnungen für eine periodische Verbindung des Saugraums und des Druckraums miteinander haben, wobei die Saugräume jeder Zahnradpumpe mit dem entsprechenden Innenraum der Rohrfeder und die Druckräume jeder Zahnradpumpe miteinander verbunden sind.

[0014] Dadurch steigt die Wirksamkeit der hydraulischen Erregerquelle durch Ausnutzung des Effekts des hydraulischen Rückstosses.

[0015] Im folgenden wird die Erfindung durch konkrete Ausführungsbeispiele mit Hinweisen auf

[0016] Zeichnungen erläutert . Es zeigt:

Fig. 1 eine Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine, Gesamtansicht einer erfindungsgemässen Ausführungsvariante;

Fig. 2 die Gesamtansicht einer anderen erfindungsgemässen Ausführungsvariante;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 schematisch eine Ausführungsvariante einer hydraulischen Zrregerquelle mit einer Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine;

Fig. 5 wie oben, eine andere Ausführungsvariante.

[0017] Die in Fig. 1 abgebildete Ausführungsvariante der Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine enthält ein Gehäuse 1 mit zwei auf ihm angebrachten Vibratoren 2 und 3, die mit Stopfwerkzeugen 4 starr verbunden sind. Dabei ist das Gehäuse 1 auf einem Rahmen 5 montiert, der auf einem Fahrgestell steht (nicht dargestellt) und auf Führungsschienen 6 mit Hilfe eines Antriebs senkrecht kann bewegt werden Als Antrieb 7 kann ein Hydraulikzylinder verwendet werden. In der beschriebenen Ausführungsvariante ist jeder Vibrator 2 und 3 in Form einer Rohrfeder ausgeführt, deren Innenraum mit einer hydraulischen Erregerquelle 8 verbunden ist.

[0018] In einer anderen, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante sind in der Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine, in der jeder Vibrator 2 und 3 in Form von Rohrfedern 9 bzw. 10 ausgeführt ist, die einen Enden der Rohrfedern 9,10 starr miteinander durch eine Platte 11 und mit Hilfe eines Gelenks 12 gelenkig mit dem Gehäuse 1 verbunden, während eines der gegenüberliegenden Enden der Rohrfeder 10 starr mit dem Stopfwerkzeug 4 und das andere gegenüberliegende Ende der Rohrfeder 9 über einen Hydraulikzylinder 13 gelenkig mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.

[0019] Die hydraulische Erregerquelle 8 (Fig. 4) besteht aus zwei Zahnradpumpen 14,15, deren Zahnräder in den Zähnen ausgeführte Öffnungen für eine periodische VerbindungihresSaug- und Druckraums 16 aufweisen bzw. 17. Die Saugräume 16 jeder Zahnradpumpe 14,15 sind mit dem entsprechenden Innenraum der Rohrfeder (des Vibrators 2 und 3) und die Druckräume 17 jeder Zahnradpumpe 14,15 miteinander verbunden.

[0020] Zum Entfernen der Luft aus dem hydraulischen System existieren Hähne 18, die mit den Innenräumen der Rohrfedern (der Vibratoren 2,3) verbunden sind. Zum Ausgleich der Verluste der Betriebsflüssigkeit durch mögliches Entweichen der Flüssigkeit ist eine Pumpe 19 vorgegeben, die über Regulierventile 20 eine die Zuspeisung in /Innenraume der Rohrfedern bewirkt. Die Ventile 20 sind auch notwendig zum Einregulieren des hydraulischen Systems. Ein Druckregler 21 hält im hydraulischen System einen mittleren Druck aufrecht.

[0021] In einer anderen, in Fig. 5 abgebildeten Ausführungsvariante der Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine, bei der jeder Vibrator 2,3 in Form von zwei Rohrfedern 9,10 ausgeführt ist, sind die Saugräume 16 jeder Zahnradpumpe 14,15 mit den entsprechenden Innenräumen der Rohrfedern 9,10 und die Druckräume 17 miteinander verbunden.

[0022] Die übrigen Elemente des in Fig. 5 abgebildeten hydraulischen Systems üben die gleiche Funktion wie die oben beschriebenen-aus.

[0023] Die Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine funktioniert folgendermassen. Die Gleisstopfmaschine wird auf einem Gleis 22 (Fig. 1) zum Einsatzort gefahren, wo man die Stopfvorrichtung so in Stellung bringt, dass ihre Stopfwerkzeuge 4 symmetrisch zu Schwellen 23 stehen, unter denen das Bett verdichtet werden soll. Dabei wird die Stellung der Stopfvorrichtung relativ zu den Schwellen 23 durch eine Bremsvorrichtung (nicht dargestellt) fixiert. Auf ein Signal von einem Steuersystem (nicht dargestellt) wird die hydraulische Erregerquelle 8 eingeschaltet. Dabei wird in die Innenräume der Rohrfedern (der Vibratoren 2,3) ein pulsierender Druck geleitet. Unter Einwirkung dieses Drucks entstehen in den Rohrfedern Verformungen und erzwungene mechanische Schwingungen ihrer freien Enden mit den an ihnen befestigten Stopfwerkzeugen 4. Die Intensität der Schwingungen wird vom Maschinenführer durch Änderung der Pulsationsfrequenz der hydraulischen Erregerquelle 8 reguliert. Auf ein Signal vom Steuersystem wird der Antrieb 7 eingeschaltet, und das Gehäuse 1 der Stopfvorrichtung gleitet an den Führungsschienen 6 nach unten. Dabei dringt das vibrierende Stopfwerkzeug 4 in das Bett zwischen den Schwellen 23 ein. Beim Eindringen des Stopfwerkzeugs 4 in den Raum zwischen den Schwellen wird daraus ein Volumen des Betts verdrängt, das dem Volumen des Stopfwerkzeugs 4 gleicht. Das verdrängte Volumen de.s Betts füllt die Hohlräume unter den Schwellen 23 des Gleises 22. Der Verdichtungsgrad des Betts wird vom Maschinenführer nach der Eindringtiefe des Stopfwerkzeugs 4 in das Bett reguliert. Nach dem Verdichten des Betts wird die Stopfvorrichtung in die Ausgangslage geho.ben, in der die 8 hydraulische Erregerquelle ausgeschaltet wird, um Energie zu sparen. Danach fährt die Gleisstopfmaschine zu den nächsten Schwellen 23, unter denen das Bett verdichtet werden soll. Das Stopfwerkzeug 4 wird wieder relativ zu den Schwellen 23 symmetrisch in Stellung gebracht, und der Vorgang wiederholt sich auf oben beschriebene Weise.

[0024] Die nach einer anderen Ausführungsvariante (Fig.2) hergestellte Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine funktioniert ähnlich wie die oben beschriebene. In dieser Ausführungsvariante ist jedoch jeder Vibrator 2, 3 in Form von zwei Rohrfedern 9,10 ausgeführt, weshalb der Betrieb der Stopfvorrichtung durch folgende Besonderheiten gekennzeichnet ist. Unter Einwirkung des pulsierenden Drucks entstehen in den Rohrfedern 9,10 Verformungen und erzwungene mechanische Schwingungen, die mit Hilfe des Gelenks 12 auf dem Stopfwerkzeug 4 summiert werden. Nach dem Eindringen des Stopfwerkzeugs 4 in das Bett werden die Hydraulikzylinder 13 eingeschaltet. Unter Einwirkung des Hydraulikzylinders 13 werden die Vibratoren 2,3 um das Gelenk 12 geschwenkt und wirken als Hebel, wodurch das vibrierende Stopfwerkzeug 4 in Längsrichtung bewegt wird. Das Summieren der Vibration des Stopfwerkzeugs 4 zusammen mit dessen Längsbewegung gewährleistet, dass die Bettung durch Einwirkung der Vibration unter die Schwellen 23 geschoben wird.

[0025] Auf diese Weise verbessert die Entwicklung der erzwungenen mechanischen Schwingungen der Vibratoren 2, 3 mit der notwendigen Frequenz durch Ausnutzung ihrer dynamischen Eigenschaften die Wirksamkeit der Stopfvorrichtung.

[0026] Ausserdem ermöglicht es die Konstruktion der Vibratoren 2,3, die Verluste in ihnen , die in diesem Fall hauptsächlich durch die innere Reibung im Material der Rohrfedern und die Kompressibilität der Flüssigkeit verursacht auf ein Minimum zu reduzieren werden wodurch der zu reduzieren der Stopfvorrichtung steigt.

[0027] Die Erhöhung des Wirkungsgrads der Stopfvorrichtung und die Erhöhung der Frequenz der Vibrationseinwirkung ermöglicht eine wesentliche Verbesserung der Wechselwirkung des Stopfwerkzeugs 4 mit dem Bett was sich günstig auf die gegenseitige Bewegung ihrer Teilchen auswirkt und die Qualität des Stopfens des Bahrykörpers und die Stabilität seiner Lage während seiner Nutzung verbessert. Nach Beendigung der Vibrationsverdichtung des Betts unter der Schwelle 23 wird mit Hilfe einer rückgängigen Bewegung des Hydraulikzylinders 13 das Stopfwerkzeug 4 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht. In der betrachteten Variante stellt der Hydraulikzylinder 13 keine hydraulische Vibrationserregerquelle dar, sondern dient nur der Gewährleistung einer ständigen Komponente der Längsbewegung des Stopfwerkzeugs 4. Diese Teilung der Funktionen zwischen den Hydraulikzylindern 13 und den in Form von Rohrfedern 9,10 ausgeführten Vibratoren 2, 3 erhöht die Wirksamkeit der Vibrationseinwirkung des Stopfwerkzeugs 4 auf das Bett und damit die Qualität des Stopfens des Bahnkörpers.

[0028] Zur Erzeugung eines pulsierenden Drucks wird eine hydraulische Erregerquelle 8 (Fig. 4) verwendet.

[0029] Die zwei Zahnradpumpen 14,15 laufen synchron mit vorgegebener Phasenverschiebung. Im Verlauf einer Umdrehung pumpen die Zahnräder mehrmals die Betriebsflüssigkeit in den Druckraum 17 und verbinden mehrmals den Druckraum 17 und den Saugraum 16 miteinander. Die geschwärzten Sektoren entsprechen den Abschnitten der Zahnräder mit geschlossenen Zähnen, und die hellen

[0030] Sektoren entsprechenden Abschnitten der Zahnräder mit Öffnungen in den Zähnen. Die Bewegungsrichtung der Betriebsflüssigkeit in der Stellung der Zahnräder der Pumpen 14,15 ist durch Pfeile A angedeutet. Dabei wird die Betriebsflüssigkeit aus dem Innenraum der Rohrfeder des Vibrators 3 mit Hilfe der Pumpe 14 durch die Öffnungen der Pumpe 15 in den Innenraum der Rohrfeder des Vibrators 2 gepumpt. Wenn sich die Zahnräder der Pumpen 14,15 um einen Viertelkreis drehen, ist der Druck der Betriebsflüssigkeit in der Rohrfeder des Vibrators 3 minimal, während der Druck der Betriebsflüssigkeit in der Rohrfeder des Vibrators 2 einen maximalen Wert erreicht. Die Öffnungen der Pumpe 15 werden geschlossen und die Öffnungen der Pumpe 14 geöffnet. Bei weiterer Drehung pumpt die Pumpe 15 die Betriebsflüssigkeit aus dem Innenraum der Rohrfeder des Vibrators 2 durch die freien Öffnungen der Pumpe 14 in den Innenraum der Rohrfeder des Vibrators 3. Dabei bewegt sich die Betriebsflüssigkeit entgegen der Pfeilrichtung A. Bei weiterer Drehung kommen die Pumpen 14,15 in die Anfangsstellung, und der Vorgang wiederholt sich auf oben beschriebene Weise. Beim Betrieb der hydraulischen Erregerquelle 8 wird durch den Druckregler 21 nach der Pumpe 19 ein regulierbarer mittlerer Druckstand der Betriebsflüssigkeit in den Inennräumen der Rohrfedern der Vibratoren 2,3 aufrechterhalten. Wenn die Betriebsflüssigkeit in der hydraulischen Erregerquelle verlorengeht und der mittlere Druckstand in den Innenräumen der Rohrfedern der Vibratoren 2,3 sinkt, wird die verlorengegangene Menge der Betriebsflüssigkeit mit Hilfe der Pumpe 19 durch die Ventile 20 ersetzt.

[0031] Auf diese Weise besteht ein geschlossener Kreislauf, in dem die Betriebsflüssigkeit umläuft. Dieser Kreis amfasst die Rohrfeder des Vibrators 3, die Pumpe 14, die Pumpe 15 und die Rohrfeder des Vibrators 2. Dabei ist ein Ablassen der Betriebsflüssigkeit aus dem geschlossenen Kreis während des Betriebs nicht vorgesehen (mit Ausnahme möglicher geringer Verluste). Darum tritt kein Energieverlust durch das Ablassen der Flüssigkeit in einen Behälter ein, und es wird der Effekt des hydraulischen Rückstosses beim Umpumpen der Flüssigkeit aus einer Rohrfeder in die andere ausgenutzt, was positiv die Vibration der Stopfwerkzeuge 4 beeinflusst.

[0032] Die hydraulische Erregerquelle 8 (Fig.5) funktioniert ähnlich auch in der Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine, in der jeder Vibrator 2,3 in Form zweier Rohrfedern 9, 10 ausgeführt ist.

[0033] Auf diese Weise werden in der oben beschriebenen Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine die dynamischen Eigenschaften der Vibratoren ausgenutzt, was sich in der Entwicklung erzwungener mechanischer Schwingungen des Stopfwerkzeugs mit minimalen Verlusten äuses sert,/sinken die Energieverluste in der hydraulischen es Erregerquelle und /wird im Ergebnis die Qualität der Verdichtung des Gleisbetts von Bahndämmen wirkungsvoll verbessert und deren Stabilität im Verlaufe der Nutzung erhöht.

Gewerbliche Anwendbarkeit

[0034] Die Erfindung kann beim Verdichten des Oberbaus von Bahndämmen bei der Instandhaltung und beim Verlegen von Gleisen im Eisenbahnbau und auch bei anderen Bauarbeiten im Bergbau Verwendung finden.

Ansprüche

1. Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine, die ein Gehäuse (1) mit wenigstens zwei auf ihm angebrachten Vibratoren (2,3) enthält, die mit Stopfwerkzeugen (4) starr verbunden sind, wobei jeder Vibrator (2,3) mit einer hydraulischen Erregerquelle (8) verbunden ist und das Gehäuse (1) auf einem Rahmen (5) montiert ist und mit Hilfe eines Antriebs (7) senkrecht bewegt werden kann, dadurch gekenn- zeichnet, dass jeder Vibrator (2,3) in Form wenigstens einer Rohrfeder ausgeführt ist, deren Innenraum mit der hydraulischen Erregerquelle (8) verbunden ist.

2. Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine nach Anspruch 1, in der jeder Vibrator (2,3) in Form von zwei Rohrfedern (9,10) ausgeführt ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass die einen Enden der Rohrfedern (9,10) starr miteinander und gelenkig mit dem Gehäuse (1) verbunden sind und eines der gegenüberliegenden Enden einer Rohrfeder (10) starr mit dem Stopfwerkzeug (4) und das andere gegenüberliegende Ende der anderen Rohrfeder (9) über einen Hydraulikzylinder (13) mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.

3. Stopfvorrichtung einer Gleisstopfmaschine nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , dass die hydraulische Erregerquelle (8) in Form von zwei Zahnradpumpen (14,15) ausgeführt ist, deren Zahnräder Öffnungen für eine periodische Verbindung des Saug- und des Druckraums (16,17) miteinander haben, wobei die Saugräume (16) jeder Zahnradpumpe (14,15) mit dem entsprechenden Innenraum der Rohrfeder und die Druckräume (17) jeder Zahnradpumpe (14,15) miteinander verbunden sind.

Zeichnung