Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen durch Umfangsschleifen mit einstellbarem Schleifprofil

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen (3) durch Umfangsschleifen mit einem Schienenlaufräder zum Befahren der Schiene (3) aufweisenden Fahrgestell und wenigstens einem an dem Fahrgestell festgelegten, mit darin angeordneten Schleifkörpern (6) an die Lauffläche der Schiene (3) zustellbaren Schleifgestell (4), welches individuell auf je einer zur Schienlängsrichtung einen spitzen Winkel einschließenden Rotationsachse frei drehbar gelagert die Schleifkörper (6) zum Umfangsschleifen aufweist.
Um eine solche Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass mit ihr ein variableres und den Anforderungen angepasstes Bearbeiten der Laufflächen von Schienen (3) möglich ist, wird vorgeschlagen, dass das Schleifgestell (4) derart in einer Richtung quer zur Längsrichtung der Schiene (3) und quer zur Vertikalen verlagerbar an dem Fahrgestell (4) angeordnet ist, dass durch ein solches Verlagern des Schleifgestells (4) die Position, an der die Schleifkörper (3) mit ihrer Umfangsfläche (7) an der Lauffläche der Schiene (3) angreifen, in einer Richtung quer zur Schienenlängsrichtung verändert wird, und weiter dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (12) zum Verlagern des Schleifgestells (4) vorgesehen sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen durch Umfangsschleifen mit einem Schienenlaufräder zum Befahren der Schiene aufweisenden Fahrgestell und wenigstens einem an dem Fahrgestell festgelegten, an die Lauffläche der Schiene zustellbaren Schleifgestell, welches individuell auf je einer zur Schienlängsrichtung einen spitzen Winkel einschließenden Rotationsachse frei drehbar gelagert die Schleifkörper zum Umfangsschleifen aufweist.

[0002] Eisenbahnschienen erleiden an ihren Fahrkanten und Fahrflächen mit der Zeit durch die Überfahrten von Eisenbahnzügen ausgelöste Beschädigungen und Veränderungen. Neben Rissen und Mikrorissen ist dies auch eine Wellenbildung in der Oberfläche der Schienen durch Materialverschiebung. Diese Beschädigungen und Veränderungen werden z.B. durch Schleifen behoben. Für die Bearbeitung der Fahrfläche und der Fahrkante von Eisenbahnschienen wird seit Jahrzehnten das Schleifen mit motorisch angetriebenen Topfscheiben eingesetzt. Dabei wird auf der gekrümmten Schienenoberfläche eine schmale "Spur" von ca. 5-10 mm Breite mit der planen Seitenfläche des Schleifkörpers bearbeitet. Dies erzeugt eine ebene Schleiffläche. Die gekrümmte Kontur des Schienenkopfes wird facettenartig nachgebildet, indem mehrere solcher Spuren parallel beschliffen werden, jede unter einem etwas anderen Winkel. Hierzu sind die Schleifkörper und ihre Antriebe in einem Gestell aufgehängt, welches eine geeignete Schwenkbewegung über dem Schienenkopf erlaubt. Außerdem können die Schleifkörper angehoben und abgesenkt werden, sei es um den Schleifprozess zu starten oder zu unterbrechen, sei es um den fortschreitenden Verschleiß der Schleifkörper zu kompensieren. Durch Steuerung des jeweiligen Abtrags in jeder Spur kann das Profil der Schiene gezielt verändert werden, bzw. können Profilfehler in der Schiene korrigiert werden. Beim Schleifen mit motorisch angetriebenen Topfscheiben können nur geringe Vorschubgeschwindigkeiten von ca. 5-7 km/h erzielt werden. Da die Antriebsmotoren üblicherweise einen größeren Durchmesser als die Schleifkörper aufweisen, ist der Schwenkwinkel der Schleifstation gegenüber der Schiene begrenzt, weil ab einem kritischen Winkel die Antriebe die Ebene, die durch die Schienenoberkanten aufgespannt wird, durchstoßen und Gefahr laufen, mit Bahnübergängen oder einigen Gleisschaltmitteln zu kollidieren. Deshalb müssen diese vor der Bearbeitung in aufwendiger Weise ausgebaut und anschließend wieder installiert werden.

[0003] Die Bearbeitung der Schienenoberfläche mit Schleifkörpern, deren Umfangsfläche auf den Schienenkopf gedrückt wird, ist wesentlich seltener und wird heute z. B. in Schienenfräsen zur Nachbearbeitung von gefrästen Schienen verwendet. In derartigen Schleifstationen wird die Schleifscheibe ebenfalls motorisch angetrieben und zwar zur Rotation um eine senkrecht zu der Schienenlängsrichtung stehende Achse. Die Umfangsfläche der Schleifscheibe nimmt dabei nach kurzer Zeit die gekrümmte Form des Schienenkopfes an, wodurch eine stetig gekrümmte Schleifkontur ohne Facetten möglich ist. Die Schleifscheibe ist dabei so breit wie der Schienenkopf. Eine genaue Kontrolle, wo der Abtrag erzielt wird, ist damit ebenso schwerlich möglich wie eine gezielte Veränderung des Schienenprofils. Dies rührt daher, dass die Schleifscheibe die Form der Schiene annimmt und nicht umgekehrt. Die erzielbaren Vorschubgeschwindigkeiten sind noch geringer als beim Schleifen mit Topfscheiben. Dafür erfolgt die Bearbeitung profilfrei, d.h. ohne in den Gleisbaubereich hinein ragende Maschinenteil, Der Ausbau von Bahnübergängen und Gleisschaltmitteln ist somit nicht erforderlich.

[0004] Ein sehr neues Schleifverfahren ist das Schleifen mit frei rotierenden, auf einer nicht motorisch angetriebenen Drehachse gelagerten Schleifkörpern, wie dies in der EP 0 708 205 A1 beschrieben ist. Dabei werden Umfangsschleifkörper unter einem um die Hochachse verdrehten spitzen Winkel von 45° bis 60° ohne eigenen Antrieb über die Schiene gezogen, wobei sie zu rotieren beginnen. Durch die Schrägstellung erfolgt zwischen der Umfangsfläche des Schleifkörpers und der Schienenoberfläche eine Relativbewegung, die mit steigender Schleppgeschwindigkeit einen Beschliff der Schiene auslöst. Das Schienenschleifen erfolgt üblicherweise mit einer Vorschubgeschwindigkeit im Bereich von 80 km/h, die Leistung für den Antrieb der Schleifkörper kommt dabei aus der Traktionsleistung. Die Schleifkörper sind in einem Schleifgestell angeordnet, in dem sie gemeinsam in im Wesentlichen zur Schienenoberfläche senkrechter Richtung angehoben oder abgesenkt und angepresst werden können. Je noch Größe des Anpressdrucks variiert der Abtrag.

[0005] Die Umfangsfläche des einzelnen Schleifkörpers passt sich dabei ebenfalls der Form der Schiene an. Durch die Schrägstellung nimmt die Kontaktlinie des Schleifkörpers mit der Schiene dabei die Form eines langgezogenen "S" an. Die Breite der beschliffenen Spur ist dabei entsprechend dem Kosinus des Winkels, um den der Schleifkörper um die Hochachse verdreht ist, schmaler als die Breite des Schleifkörpers. Um den Schienenkopf in voller Breite und insbesondere auch die Fahrkante bearbeiten zu können, werden nach einer Verbesserung dieses Verfahrens, die in der EP 1 460 176 A1 beschrieben ist, die Schleifkörper in fester und unterschiedlicher Ausrichtung in Gestellen angeordnet und an unterschiedlichen Angriffspunkten gegen den Schienenkopf angepresst. Ihre Anpressrichtung ist dabei entsprechend der Kontur des Schienenprofils. Auf diese Weise werden unterschiedliche Spuren auf dem Schienenkopf bearbeitet. Auch bei dem verbesserten Verfahren waren die Schleifspuren somit für ein Schleifgestell bisher fest eingestellt. Ein Satz Schleifkörper in einem ersten Schleifgestell bearbeitet bei dieser Lösung den Bereich der Fahrkante und wird entsprechend aus einer schrägen Position angepresst, ein anderer Satz Schleifkörper in einem zweiten von dem ersten Schleifgestell unabhängigen Schleifgestell bearbeitet den Bereich der Fahrfläche. Hierbei werden die Schleifkörper annähernd senkrecht von oben auf den Schienenkopf angepresst.

[0006] Auch mit dem verbesserten System ist es nicht möglich, das Schleifprofil an die gegebenen Anforderungen anzupassen. Insbesondere ist eine Korrektur des Schienenprofils nicht möglich. Lediglich durch Variation der Anpressdrücke kann in einem geringen Maß eine Abstimmung vorgenommen werden.

[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es also Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung gemäß der durch die EP 0 708 205 A1 beschriebenen gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass mit ihr ein variableres und den Anforderungen angepasstes Bearbeiten der Laufflächen von Schienen möglich ist.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen durch Umfangsschleifen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafter Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 genannt.

[0009] Das Besondere an der Vorrichtung nach der Erfindung liegt nun also darin, dass das Schleifgestell nicht allein, wie bisher im Stand der Technik, entlang einer Zustellrichtung zum Zustellen der Schleifkörper an die Schienen in quer zu der Schienenlängsrichtung gesehen immer gleicher Position bzw. Abheben von den Schienen bewegbar ist, sondern dass eine Bewegbarkeit des Schleifgestells nun auch so gegeben ist, dass sich die Möglichkeit ergibt, die Position, an der die in dem Schleifgestell befindlichen Schleifkörper an der Schienenoberfläche angreifen, quer zur Schienenlängsrichtung zu verstellen und damit mit einem Schleifgestell und einer Anordnung von Schleifkörpern verschiedene Schleifpositionen einzustellen und Schliffbilder zu erzeugen. Somit kann mit der erfindungsgemäßen Verbesserung gezielt auf einen Befund einer mit Schleifen zu bearbeitenden Schiene reagiert werden, um beispielsweise Bereiche mit besonders schwerwiegenden Verletzungen intensiver zu behandeln oder aber eine Profilgestaltung des Profils der Oberfläche der im Querschnitt in etwa pilzförmigen Schiene vorzunehmen. Die Erfindung besteht mit anderen Worten also darin, in der bewegbaren Lagerung des Schleifgestells zumindest einen weiteren Freiheitsgrad der Bewegung einzubinden, der zusätzlich zu der nach wie vor erforderlichen Möglichkeit einer Zustell- bzw. Abhebbewegung diese weitere Bewegungskomponente des Schleifgestells quer zur Längsrichtung der Schiene und quer zur Vertikalen, die letztlich zu einer Veränderung der Angriffsposition der Schleifkörper auf der Schienenoberfläche führt, ermöglicht.

[0010] Ferner, und auch dies gehört zur erfindungsgemäßen Lösung dazu, sind entsprechende Mittel zum Verlagern des Schleifgestells vorgesehen, die insbesondere eine automatische Positionseinstellung ermöglichen sollen. Solche Mittel können beispielsweise Motoren, Hydraulik- und Pneumatikzylinder sein. Selbstverständlich sind auch manuell zu betätigende Mittel wie etwa über Feingewinde zu verstellende Mechaniken möglich, allerdings werden automatisch verstellbare Mittel klar bevorzugt, da sie eine schnellere und damit flexiblere Einstellung der Position der Schleifkörper auf der Schienenoberfläche und damit des Schliffbildes erlauben.

[0011] Besonders von Vorteil ist es, wenn die Position, an der die Schleifkörper an der Lauffläche der Schienen angreifen, in einer Richtung quer zur Schienlängsrichtung stufenlos veränderbar ist und das Schleifgestell an dem Fahrgestell entsprechend verlagerbar angeordnet ist, um diese stufenlose Verstellbarkeit zu erreichen.

[0012] Wenn die Vorrichtung weiterhin so ausgestaltet ist, wie in Anspruch 4 angegeben, dass nämlich die Mittel zum Verlagern des Schleifgestells derart eingerichtet sind, dass sie unter Beibehaltung einer auf dem Schleifgestell lastenden, im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Lauffläche der Schienen gerichteten Andruckkraft und während einer Fahrtbewegung des Fahrgestells eine Verlagerung des Schleifgestells zum Verändern der quer zur Längsrichtung der Schiene gesehenen Position, an der die Schleifkörper an der Lauffläche der Schienen angreifen, bewirken können, kann mit Vorteil während einer Bearbeitungsüberfahrt und ohne Anhalten der Vorrichtung eine Anpassung der Bearbeitungsbereiche vorgenommen werden, um z.B. auf besondere Beschädigungen, Verletzungen oder Veränderungen der Schiene in lokal unterschiedlichen Positionen reagieren oder aber eine Reprofilierung des Schienenprofils vornehmen zu können.

[0013] In der Praxis wird die Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen gemäß der Erfindung nicht lediglich ein Schleifgestell aufweisen, sondern typischerweise jedenfalls mindestens eines pro überfahrener Schiene des Gleises, um beide Schienen in einem Bearbeitungsgang beschleifen zu können. Ferner wird pro Schiene nicht allein ein Schleifgestell mit daran angeordneten Schleifkörpern vorzusehen sein, sondern mindestens zwei, ggf. sogar mehr, um mit jedem der Schleifgestelle eine unterschiedliche Schleifspur auf der Schienenoberfläche zu bearbeiten und so in einem Durchgang die gesamte Lauffläche der Schiene (also inklusive der im Übergang zu den Seitenbereichen der Schiene liegenden Fahrkanten und der auf der Oberseite der Schienen liegenden Fahrflächen) zu ermöglichen.

[0014] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, zusammenfassend gesagt, der besondere Vorteil verbunden, dass anders als bei den zuvor bekannten, gattungsgemäßen Vorrichtungen nicht ein starres und unveränderbares Schleifbild, das allein durch Variation der Andruckkräfte geringfügig verändert werden konnte, erhalten werden kann, sondern vielmehr ein hohes Maß an Variationsmöglichkeiten entsteht, das Schleifbild den jeweiligen Anforderungen anzupassen und so ein noch optimaleres Beschleifen der Schienen bei dem gattungsgemäßen Verfahren eigener, hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit zu ermöglichen.

[0015] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der in Bezug genommenen, schematischen Figuren.

[0016] Dabei zeigen:

Fig. 1

eine der Fig. 5 der EP 0 708 205 A1 entsprechende Prinzipdarstellung einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen nach dem Stand der Technik;

Fig. 2

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Situation gemäß einer verbesserten Variante des gattungsgemäßen Standes der Technik nach der EP 1 460 176 A1 mit in unterschiedlicher Ausrichtung voreingestellten, in ihrer Ausrichtung nicht veränderbaren Schleifgestellen;

Fig. 3

eine Darstellung des fest vorgegebenen Schliffbildes, wie es mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 erreicht wird;

Fig. 4

eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäße Ausgestaltung;

Fig. 5a

bis c unterschiedliche Ansichten einer ersten möglichen Ausführungsform zur Realisierung der verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten;

Fig. 6a

bis c eine zweite Ausführungsform zur Realisierung der unterschiedlichen Bewegungen des Schleifgestells;

Fig. 7a

bis c eine dritte Ausführungsform der unterschiedlichen Bewegungsmöglichkeiten; und

Fig. 8a

bis c eine vierte Ausführungsform der unterschiedlichen Bewegungsund Positionierungsmöglichkeiten.

[0017] In Figur 1 ist zunächst in einer Darstellung entsprechend der Figur 5 der EP 0 708 205 A1 ein Ausschnitt einer Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen von Schienen durch Umfangsschleifen mittels durch Schräganstellung aufgrund der beim Vortrieb entstehenden Reibungskraft angetriebener Schleifkörper gezeigt. Zur genaueren Erläuterung der Funktionsweise dieses Verfahrens, die auch der erfindungsgemäßen Weiterbildung zugrunde liegt, wird auf die EP 0 708 205 A1 und die dort gegebene Darstellung verwiesen, dies - insoweit nachfolgend nichts anderes geschildert ist - auch für die erfindungsgemäße Weiterbildung Gültigkeit hat.

[0018] Bei dieser bekannten, in Figur 1 in der Seitenansicht gezeigten Vorrichtung nach dem Stand der Technik sind an einem Fahrgestell 1, welches mit Laufrädern 2, die auf einer Schiene 3 entlang rollen, verbunden ist, pro Schiene insgesamt zwei Schleifgestelle 4 angeordnet. In diesen Schleifgestellen 4 sind frei drehbar an Rotationsachsen 5 Schleifkörper 6 angeordnet, hier fünf Schleifkörper pro Schleifgestell 4. Die Anordnung der Schleifkörper 6 ist derart, dass die Rotationsachsen 5 einen spitzen Winkel zu der Längserstreckung der Schiene 3 einschließen. Die Schleifgestelle 4 sind an dem Fahrgestell 1 der Vorrichtung entlang einer einzig möglichen Bewegungsrichtung höhenverstellbar angeordnet, so dass sie entlang dieser Bewegungsrichtung, die auch als Zustellrichtung bezeichnet werden kann, abgesenkt und an die Schiene 3 angestellt werden können. In abgesenkter Position liegen dann, wie für das in der Figur links dargestellte Schleifgestell 4 gezeigt, die Schleifkörper 6 mit einer Umfangsfläche 7 an einer Lauffläche 8 der Schiene 3 an. In der Figur rechts ist das Schleifgestell 4 in einem angehobenen Zustand gezeigt. Im abgesenkten und an die Schiene 3 angestellten Zustand wird das Schleifgestell 4 mit geeigneten, hier nicht näher bezeichneten Mitteln, mit einer gegen die Lauffläche 8 gerichteten Anpresskraft beaufschlagt, um die Schleifkörper 6 gegen die Lauffläche 8 der Schiene 3 zu pressen. Wenn nun die Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit v entlang der in dem zugehörigen Pfeil gezeigten Richtung über die Schiene 3 fährt, ergibt sich aufgrund der Reibung eine Rotation der Schleifkörper 6, die zu einer Schleifwirkung und abrasiven Bearbeitung der Lauffläche 8 der Schiene 3 führt.

[0019] In Fig. 2 sind zwei Varianten in einer Ansicht quer zum Gleis schematisch dargestellt, wie sie gemäß der EP 1 460 176 A1 als Weiterentwicklung zu der ursprünglichen in der EP 0 708 205 A1 offenbarten Idee angegeben worden ist. Hier wurden zum Bearbeiten einer Schiene 3 hintereinander angeordnet in getrennten Schleifgestellen 4 Schleifkörper 6 vorgesehen, die in unterschiedlichen quer zur Schienenlängsrichtung gesehenen Zustell- und Angriffspositionen an die Schienenoberfläche gepresst werden, um so ein kombiniertes Schleifbild und eine Schleifbearbeitung entlang quer zur Schienenlängsrichtung versetzter Schleifbahnen zu erhalten. In Fig. 2 sind nebeneinander schematisch dargestellt die Positionen der in der Vorrichtung hintereinander angeordneten Schleifgestelle 4 bzw. der darin angeordneten Schleifkörper 6 an der Oberfläche der Schien 3. Zu erkennen ist, dass eine Zustellbewegung des Schleifgestells 4 und damit der Schleifkörper 6 nur entlang eines einzigen Freiheitsgrades, hier entlang einer mit dem Doppelpfeil D jeweils angedeuteten Richtung erfolgt. Entsprechend ergibt sich hier keine Möglichkeit, die Anstellposition der Schleifkörper 6 für ein Schleifgestell 4 zu verändern, eine Veränderung des Schliffbildes konnte allenfalls durch Variation des Anpressdruckes erreicht werden.

[0020] In Fig. 3 ist in vergrößerter Darstellung ein Querschnitt durch eine Schiene 3 dargestellt. Oberhalb ihrer Lauffläche ist die Verteilung des Schleifabtrags in gepunktet umrissenen Bereichen dargestellt, zunächst unmittelbar oberhalb der Schiene der Einzelabtrag, wie er jeweils von den Fahrkanten- (in Fig. 3 links dargestellt, Bezugsziffer 9) und den Fahrflächen-Schleifkörpern 6 (in Fig. 3 rechts, Bezugsziffer 10) erzielt wird. Dabei weisen das von dem an die Fahrkante angestellten Schleifkörper 6 erzeugte Schleifprofil 9 und das von dem auf die Fahrfläche angestellten Schleifkörper 6 erzielte Schleifprofil 10 unterschiedliche Dickenverläufe auf, die dem Maß des Abtrages entsprechen. Durch die hintereinander durchgeführte Bearbeitung mit den beiden unterschiedlich angestellten Schleifkörpern 6 ergibt sich ein resultierendes Schleifprofil 11, das oberhalb der beiden einzelnen Schleifprofile 9 und 10 dargestellt ist. Dieses resultierende Schleifprofil 11 ist, wie bereits erwähnt, bei dem Stand der Technik feststehend und kann allenfalls durch Variation des Anpressdruckes geringfügig geändert und angepasst werden.

[0021] In Fig. 4 ist nun schematisch ein entlang von mehr als einem Freiheitsgrad verlagerbares Schleifgestell 4 gezeigt, welches eine Änderung der Angriffsposition der Schleifkörper 6 auf der Innenoberfläche quer zu der Schienenlängsrichtung ermöglicht. Durch entsprechende Aktuatoren 12, die z.B. Hydraulik- oder Pneumatikzylinder sein können, wird das Schleifgestell 4 über gelenkige Anlagerungen schwenkbar an dem Fahrgestell festgelegt, so dass sich die durch gestrichelte Linien angedeuteten unterschiedlichen Schwenkpositionen ergeben. Diese Ausgestaltung erlaubt also mit ein und demselben Schleifgestell 4 die Schleifkörper 6 an unterschiedlichen Angriffspositionen quer zur Längsrichtung der Schiene 3 zu positionieren und anzudrücken, um somit unterschiedliche Schleifprofile zu erhalten. Eine solche Variation ist in der gezeigten Prinzipdarstellung und in bevorzugter Weise stufenlos möglich, um so die Position und Ausrichtung der Bearbeitungslinie, also das Schleifprofil in höchstem Maße variabel einzustellen. Selbstverständlich kann in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung das Schleifgestell 4 wie im Stand der Technik auch angehoben, in Richtung der Schiene 3 abgesenkt und mit den Schleifkörpern 6 auf die Lauffläche der Schiene 3 gepresst werden. Die Bewegungsmöglichkeiten des Schleifgestells 4 und damit der darin mit ihren Drehachsen starr festgelegten Schleifkörper 6 erhält lediglich einen weiteren Freiheitsgrad hinzu, nämlich das Verkippen bzw. Verschwenken quer zu der Schienenlängsrichtung. Zugleich wird die Schleifkörperhochachse entsprechend geneigt (die Zustellrichtung angepasst), um die Andruckkraft auf die Schleifkörper 6 stets senkrecht zur Oberfläche der Lauffläche im Bearbeitungsbereich einzustellen. Mit einer solchen erfindungsgemäßen Ausgestaltung und Konstruktion kann also angepasst an unterschiedliche Anforderungen der Schwerpunkt der Bearbeitung gewählt werden. So kann bei einem vorbeugenden Beschliff bei Rollkontaktermüdung eher die Fahrkante bearbeitet werden, für die Entfernung von Riffeln und Längswelligkeit eher die Fahrfläche. Entsprechend können durch unterschiedliche Positionierung der Schleifgestelle 4 und damit der daran angeordneten Schleifkörper 6 quer zur Schienenlängsrichtung die bevorzugt zu bearbeitenden Bereich ausgewählt und ein entsprechendes Schleifprofil eingestellt werden. Auch kann, um einer schleichenden Veränderung des Schienenkopfprofils entgegenzuwirken, dieses durch entsprechende Einstellung reprofiliert werden. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann hierzu eine entsprechende Messtechnik aufweisen, die das aktuelle Profil der Schiene 3 im Bereich ihrer Lauffläche 8 erfasst und die Einstellungen der Schleifgestelle 4 während der Überfahrt nachjustieren, um ortsaufgelöst und bedarfsabhängig das Schleifprofil anzupassen für eine Reprofilierung auf das optimale Sollprofil der Schiene 3. Hierzu ist es erforderlich, dass die Aktuatoren 12 das Schleifgestell zum Verändern der Position der Schleifkörper 6 in einer Richtung quer zum Längsverlauf der Schiene bei aufrechterhaltener Andruckkraft und Fahrt der Vorrichtung verändern können.

[0022] Die für die Erfindung erforderliche, eine höhere Zahl an Bewegungsfreiheitsgraden aufweisende Kinematik für die Zustellbewegung (Heben/Senken) sowie das Anfahren der auf der Lauffläche zu bearbeitenden Position und mit Vorteil das Ausrichten des Anpresswinkels kann auf verschiedene Weisen erzielt werden, von denen einige in den Figuren 5 bis 8 skizzenhaft dargestellt sind:

Eine Möglichkeit besteht, hier drei unabhängige Drehbewegungen zu erzeugen und über z.B. eine wie in Fig. 5 gezeigte Hebelkonstruktion miteinander zu verbinden. Die einzelnen Drehfreiheitsgrade um die entscheidenden Gelenke sind durch gekrümmte Doppelpfeile angedeutet. Die Aktuatoren 12 verkürzen oder

spreizen Abstände in der Hebelkonstruktion in einer Weise, dass zusammen mit einer durch z.B. einen nicht gezeigten Schrittmotor ausgelösten Drehbewegung des Schleifgestells 4 um die in der Mitte der Figur liegende Drehachse sowohl eine Zustell- und Absenkbewegung zum Erreichen einer abgehobenen Position (vgl. Fig. 5a) bzw. angestellten Positionen (vgl. Fign. 5b und 5c) möglich sind, als auch eine Veränderung der quer zur Schienenlängsrichtung gesehenen Angriffposition der Schleifkörper 6 aus einer Position in der Nähe der Fahrkante (vgl. Fig. 5b) in eine Position auf der oberen Fahrfläche (vgl. Fig. 5c). In der in den Figuren dargestellten Konstruktion erfolgt diese Verstellung stufenlos. Die Aktuatoren 1 2, die bevorzugt als Hydraulikzylinder ausgebildet sind, und der Schrittmotor werden von einer Steuerung angesteuert, um entsprechende koordinierte Bewegungen auszulösen für eine gewünschte Einstellung.

[0023] In den Figuren 6a bis 6c ist eine andere Möglichkeit der Ausgestaltung und Hebelführung gezeigt, die ebenfalls mit drei unabhängigen Drehbewegungen arbeitet und die Verstellung quer zur Längsrichtung der Schiene ermöglicht. Auch hier sind Aktuatoren 12 mit einem hebelartigen Gestänge verbunden, an dem das Schleifgestell 4 aufgehängt ist, wobei auch hier wiederum das Schleifgestell 4 über einen nicht näher dargestellten Antriebsmechanismus in seiner Anlagerung an dem Hebelarm verschwenkt werden kann, z.B. über einen Schrittmotor oder dgl.. Auch diese Konstruktion erlaubt ein Absenken aus einer in Fig. 6a gezeigten angehobenen Stellung sowie eine Veränderung der Angriffsposition aus einer Stellung, in der der Schleifkörper 6 nahe der Fahrkante angreift (vgl. Fig. 6b) in Richtung einer Stellung, in der der Schleifkörper 6 auf der oberen Fahrfläche arbeitet (vgl. Fig. 6c).

[0024] Eine weitere Möglichkeit, die erforderlichen Freiheitsgrade für die Bewegung des Schleifgestells 4 zu erhalten, ist in den Figuren 7a bis b dargestellt. Hier wird eine Kombination aus zwei unabhängigen Linearbewegungen (angedeutet durch die gerade geführten Doppelpfeile) und einer weiteren, unabhängigen Bewegung in Form einer Drehbewegung (angedeutet durch den gekrümmten Doppelpfeil) verwendet. Auch hier kann sowohl die Zustellbewegung erfolgen durch Ausnutzung der Möglichkeit der Linearbewegung in vertikaler Richtung als auch eine Anpassung der Position der Schleifkörper 6 auf der Schienenoberfläche und der Stellung der Hochachse durch Kombination sämtlicher drei Bewegungen.

[0025] In Fig. 8 ist schließlich eine weitere Variante gezeigt, die ebenfalls, diesmal mit anderer Hebelkonstruktion, eine Kombination aus zwei unabhängigen Linearbewegungen und einer Drehbewegung ausnutzt, wobei die Drehbewegung diesmal eine gekoppelte und damit nicht selbst angetriebene Bewegung ist. Hier kann in der abgehobenen Stellung gemäß Fig. 8a das Schleifgestell 4 mit den Schleifkörpern 6 abgesenkt und dann durch entsprechend angesteuerte Auslösung der unabhängigen Linearbewegungen über die Oberfläche Schiene 3 verschwenkt werden. Durch die gekoppelte Drehbewegung ist eine Art Kulissenführung enthalten, die das Schleifgestell 4 zwangsgeführt entsprechend den Anforderungen kippt, während es quer zur Schienenlängsrichtung verlagert wird, so dass die Schleifkörper 6 unterschiedliche Schleifpositionen ansteuern.

[0026] Der Zustell-Mechanismus für das Schleifgestell 4 kann auch in einer Kulissenführung geschwenkt werden, die der Kontur des Schienenkopfes entspricht. Das Verändern des Schleifprofils bzw. dessen Position durch Verlagern der Schleifkörper 6 quer zur Schienenlängsrichtung mit dem Ausrichten des Anpresswinkels erfolgt hier dann gekoppelt durch Verfahren entlang einer nicht-linearen Achse (der Kulisse). Das Heben/Senken ist ein unabhängiger Mechanismus.

[0027] Um Schleifkörper 6, die im Betrieb vollständig verschlissen sind, möglichst schnell durch neue zu ersetzen, sind diese mit Vorteil in einem Revolver-Magazin angeordnet. Durch Drehung dieses Magazins können sehr schnell unverschlissene Schleifkörper 6 eingewechselt werden. Die Drehachse dieser Drehbewegung des Revolver-Magazins ist mit Vorteil identisch mit derjenigen, die zum Ausrichten der Schleifkörper 6 dient, lediglich die Drehwinkel unterscheiden sich. Ein geeigneter Schrittmotor kann deshalb verwendet werden, um einerseits das Revolvermagazin zu drehen (z. B. in 90°-Schritten), und andererseits die Schleifkörper mit der Position ihrer Hochachse auszurichten.

Bezugszeichenliste

[0028] 

1

Fahrgestell

2

Laufrad

3

Schiene

4

Schleifgestell

5

Rotationsachse

6

Schleifkörper

7

Umfangsfläche

8

Lauffläche

9

Schleifprofil

10

Schleifprofil

11

Schleifprofil

12

Aktuator

D

Doppelpfeil

V

Geschwindigkeit

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Bearbeiten der Laufflächen (8) von Schienen (3) durch Umfangsschleifen mit einem Schienenlaufräder (2) zum Befahren der Schiene (3) aufweisenden Fahrgestell (1) und wenigstens einem an dem Fahrgestell (1) festgelegten, mit darin angeordneten Schleifkörpern (6) an die Lauffläche (8) der Schiene (3) zustellbaren Schleifgestell (4), welches individuell auf je einer zur Schienlängsrichtung einen spitzen Winkel einschließenden Rotationsachse frei drehbar gelagert die Schleifkörper (6) zum Umfangsschleifen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifgestell (4) derart in einer Richtung quer zur Längsrichtung der Schiene (3) und quer zur Vertikalen verlagerbar an dem Fahrgestell (4) angeordnet ist, dass durch ein solches Verlagern des Schleifgestells (4) die Position, an der die Schleifkörper (3) mit ihrer Umfangsfläche (7) an der Lauffläche (8) der Schiene (3) angreifen, in einer Richtung quer zur Schienenlängsrichtung verändert wird, und weiter dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (12) zum Verlagern des Schleifgestells (4) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifgestell (4) an dem Fahrgestell (1) derart verlagerbar angeordnet ist, dass die Position, an der die Schleifkörper (6) mit ihren Umfangsflächen (7) an der Lauffläche (8) der Schiene (3) angreifen, in einer Richtung quer zur Schienenlängsrichtung stufenlos veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch Hydraulik- oder Pneumatikzylinder als Mittel (12) zum Verlagern des Schleifgestells (4).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (12) zum Verlagern des Schleifgestells (4) derart eingerichtet sind, dass sie unter Beibehaltung einer auf dem Schleifgestell (4) lastenden, im Wesentlichen senkecht zu der Oberfläche der Lauffläche (8) der Schiene (3) gerichteten Andruckkraft und während einer Fahrbewegung des Fahrgestells (1) eine Verlagerung des Schleifgestells (4) zum Verändern der quer zur Längsrichtung der Schiene (3) gesehenen Position, an der die Schleifkörper (4) an der Lauffläche (8) der Schiene (3) angreifen, bewirken können.

Zeichnung