Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Materialbearbeitung der Herzstückspitze eines Herzstücks einer Weichenanordnung einer Gleisanlage, insbesondere zur Reprofilierung der Geometrie des Radüberlaufbereichs einer Herzstückspitze.

Herzstücke sind als wichtige Bestandteile von Weichenanordnungen im Schienenbau bekannt und dienen dazu, Schienenfahrzeugen mit Spurkranzrädern im Bereich der Weichenanordnung, in dem sich zwei Gleise trennen oder vereinigen, einen Wechsel von einem Gleis auf ein anderes Gleis zu ermöglichen. Durch die zwangsläufig im Bereich der Herzstücke vorhandenen Lücken in der Fahrfläche kommt es zu Stößen, die zu starken Verschleißerscheinungen am Herzstück, insbesondere der Herzstückspitze, führen.

Die durch den Verschleiß hervorgerufenen Schäden am Herzstück werden regelmäßig mittels Reparaturschweißens beseitigt. Anschließend muss die richtige Geometrie des Herzstücks wieder hergestellt werden, beispielsweise eine geeignete Absenkung der Herzstückspitze erfolgen oder das gewünschte Längshöhenprofil erzeugt werden. Dies geschieht derzeit häufig durch aufwändiges manuelles Schleifen. Die exakte Herstellung der erforderlichen Spitzenabsenkung und Radüberlaufbereiche gemäß den geltenden Vorgaben ist mit den vorgegebenen geringen Toleranzen von Hand kaum möglich, und die Einhaltung der Toleranzen muss mittels Lineal und Lehren ständig überprüft werden. Auch eine vorherige Vermessung des Herzstücks mittels Laserscannern zur Ermittlung von Referenzwerten und die regelmäßige Überprüfung der per Hand durchgeführten Reprofilierung mittels Lasern ist aufwändig und führt nicht immer zu einer Verbesserung. Darüber hinaus sind die Betriebspausen, in denen die Reparaturmaßnahmen durchgeführt werden können, häufig sehr kurz, so dass die Instandsetzungsarbeiten unter Zeitdruck ausgeführt werden müssen. Die Ausführung ist daher häufig ungenau, so dass das Herzstück in der Folge in relativ kurzen Zeitabständen wiederholt instand gesetzt werden muss, wodurch sich die Liegedauer des Herzstücks verkürzt. Vorrichtungen und Verfahren zur Materialbearbeitung von Herzstücken von Weichenanlagen sind beispielsweise aus EP 1979543 Bl, EP 2808446 Al, DE 202006015507 Ul, DE 2642072 Al, AT 510566 Bl, US 2002/0194722 Al, US 6663476 Bl, US 7442115 Bl und WO 02/06587 Al bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mittel bereitzustellen, mit dessen Hilfe bei einem verschlissenen oder beschädigten Herzstück einer Weichenanordnung in situ im Radüberlaufbereich des Herzstückes eine gewünschte Herzstück-Geometrie, beispielsweise eine gewünschte Herzspitzenabsenkung wiederhergestellt werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Materialbearbeitung einer Herzstückspitze eines Herzstücks einer Weichenanordnung einer Gleisanlage mit Schienen für Schienenfahrzeuge mit Spurkranzrädern bereit, umfassend a) einen starren Basisrahmen zur Auflage auf die Weichenanordnung im Bereich des Herzstücks, wobei der Basisrahmen Befestigungsmittel zur Fixierung des Basisrahmens an mindestens einer Schiene der Weichenanordnung aufweist, b) einen starren Halterahmen zur Halterung einer Fräs- oder Schleifmaschine, wobei der Halterahmen i. mit einem ersten Halterahmenteil an einer Berührungsstelle gelenkig mit einem ersten Basisrahmenteil des Basisrahmens verbunden oder verbindbar ist, und ii. mit einem zweiten Halterahmenteil auf einem zweiten Basisrahmenteil des Basisrahmens so gelagert oder lagerbar ist, dass der zweite Halterahmenteil des Halterahmens in einer parallel zu einer von dem Basisrahmen gebildeten Ebene liegenden Ebene sowie senkrecht zu dieser Ebene verschiebbar ist, und c) eine Fräs- oder Schleifmaschine mit einem Fräs- oder Schleifkopf, wobei i. die Fräs- oder Schleifmaschine mittels einer Halterung so von dem Halterrahmen gehalten ist, dass die Fräs- oder Schleifmaschine mit ihrem Fräs- oder Schleifkopf innerhalb des Halterahmens in einer von dem Halterahmen gebildeten Ebene in Richtung der Berührungsstelle und des auf dem zweiten Basisrahmenteil des Basisrahmens verschiebbar gelagerten zweiten Halterahmenteils sowie in Querrichtung dazu verschiebbar ist, und ii. die Fräs- oder Schleifmaschine mit ihrem Fräs- oder Schleifkopf senkrecht zu der von dem Halterahmen gebildeten Halterahmenebene verschiebbar ist und um eine parallel zur Richtung der Berührungsstelle und des auf dem zweiten Basisrahmenteil des Basisrahmens verschiebbar gelagerten zweiten Halterahmenteils orientierten Achse schwenkbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die hier auch kurz als „Herzstückfräse“ bezeichnet wird, ermöglicht eine genaue und zuverlässige Reprofilierung von Schienen oder Schienenteilen, insbesondere des Herzstücks einer Weichenanordnung, in situ, wobei die Vorrichtung vergleichsweise einfach im Aufbau und in der Handhabung ist. Die von dem Halterahmen gehaltene Fräs- oder Schleifmaschine der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in sechs Richtungen verstellbar, so dass der Fräs- oder Schleifkopf in jede gewünschte Position gebracht werden kann. Die Vorrichtung ist vorzugsweise tragbar ausgestaltet, so dass sie auf einfache Weise an den Einsatzort transportiert werden kann. Darüber hinaus ist die Vorrichtung bevorzugt nicht schienengeführt ausgebildet, weist also keine Spurkranzräder oder dergleichen auf, mit deren Hilfe die Vorrichtung ähnlich einem Schienenfahrzeug auf einem Gleis entlanggeführt werden kann. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung flexibler einsetzbar.

Der Kerngedanke der Erfindung liegt darin, einen Basisrahmen und einen gegenüber dem Basisrahmen kipp- und drehbaren Halterahmen zur Halterung einer Fräs- oder Schleifmaschine vorzusehen, wobei der Basisrahmen mit geeigneten Befestigungsmitteln zur Festlegung des Basisrahmens und damit der gesamten Vorrichtung an einer oder mehreren Schienen einer Weichenanordnung ausgestattet ist, und der Halterahmen Mittel aufweist, mit deren Hilfe die Position des Fräs- oder Schleifkopfes der Fräs- oder Schleifmaschine präzise und flexibel in eine beliebige Position gebracht werden kann. Die Vorrichtung kann in bereits zusammengebautem Zustand oder auch in Einzelteilen, beispielsweise aufgeteilt in Basisrahmen-Komponente und Halterahmen-Komponente, an den Einsatzort gebracht und dort zur Vorrichtung zusammengesetzt werden. Der Basisrahmen kann beispielsweise auf eine Weichenanordnung im Bereich einer zu reprofilierenden Herzstückspitze aufgelegt und dort an einer oder mehreren geeigneten Schienen der Weichenanordnung fixiert werden, so dass die Vorrichtung während der an der Herzstückspitze vorzunehmenden Fräs- und/oder Schleifarbeiten an der Weichenanordnung festgelegt ist. Der Halterahmen ist an der Berührungsstelle gelenkig, beispielsweise mittels einer kardanischen Lagerung, mit dem Basisrahmen verbunden, so dass er an dieser Stelle um eine senkrecht zur Ebene des Basisrahmens liegende erste Achse gedreht, um eine senkrecht zu dieser ersten Achse liegenden zweiten Achse gekippt und in Richtung des verschiebbar gelagerten Halterahmenteils geschwenkt werden kann.

Mit dem Begriff „in situ“ ist hier ein Einsatz vor Ort gemeint, d.h. an einer bereits verlegten W ei chenanordnung .

Unter einer „Schiene“ wird hier eine Bahnschiene, beispielsweise eine Rillenschiene, Vignolschiene oder Kranschiene verstanden. Unter einer „Backenschiene“ wird eine Schiene im Bereich einer Weiche verstanden, an die eine Weichenzunge angelegt werden kann. Unter einer „Zungenschiene“ (auch „Weichenzunge“ oder „Zunge“) wird ein verstellbares Schienenendstück einer Weiche verstanden, über die das Umstellen der Fahrtrichtung erfolgt.

Unter einer „Weichenanordnung“ wird hier eine Schienenanordnung zum Wechseln der Fahrspur bei schienengebundenen Verkehrsmitteln, d.h. Schienenfahrzeugen, verstanden. Eine Weichenanordnung ermöglicht es Schienenfahrzeugen, ohne Fahrtunterbrechung zwischen verschiedenen Gleisen zu wechseln. Wesentliche Bestandteile einer Weichenanordnung sind beispielsweise die Zungenvorrichtung, welche ein Paar ortsfester Backenschienen und ein Paar quer dazu beweglicher Zungenschienen umfasst, sowie das sogenannte Herzstück, welches die Herzstückspitze (kurz auch „Herzspitze“) sowie die zugehörigen parallel zur Herzstückspitze geführten Flügelschienen umfasst. Die „Herzstückspitze“ ist dabei der Teil des Herzstücks, an dem sich die jeweils innen liegenden Schienen von zwei sich trennenden oder zusammengeführten Gleisen in einem spitzen Winkel treffen. Da die Fahrfläche der Gleise im Bereich der sogenannten Herzstücklücke des Herzstücks unterbrochen ist, kommt es beim Überfahren durch Schienenfahrzeuge regelmäßig zu Stößen, die zu einem verstärkten Verschleiß insbesondere der Herzstückspitze führen.

Der Ausdruck „nicht schienengeführt“ bezieht sich auf das Fehlen von Vorrichtungselementen, insbesondere Spurkranzrädern, die ein Fahren der Vorrichtung auf einem Gleis bzw. wenigstens einer Schiene davon ermöglichen. Der Begriff „Reprofilierung“ bezieht sich auf die Wiederherstellung der gewünschten Geometrie einer Lauffläche einer Schiene, beispielsweise des Radüberlaufbereichs einer Herzstückspitze. Die Reprofilierung kann durch Fräsen und/oder Schleifen erfolgen. Unter „Fräsen“ wird gemäß DIN 8589 das Spanen mit kreisförmiger, dem Werkzeug zugeordneter Schnittbewegung und beliebiger Vorschubbewegung verstanden, wobei die Drehachse der Schnittbewegung ihre Lage zum Werkzeug unabhängig von der Vorschubbewegung beibehält. Unter „Schleifen“ wird gemäß DIN 8589 das Spanen mit gebundenen Schleifkörnern als geometrisch unbestimmten Schneiden verstanden.

Der Begriff „tragbar“ in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung bedeutet, dass das Gewicht der Vorrichtung in einem Bereich liegt, der es ermöglicht, die Vorrichtung insgesamt oder in maximal zwei oder drei Komponenten aufgeteilt von maximal zwei menschlichen Personen per Muskelkraft zu transportieren. Das Gewicht der Vorrichtung kann beispielsweise im Bereich von 40-80, vorzugsweise im Bereich von 45-75, weiter bevorzugt im Bereich von 50-70 kg liegen. Durch Verwendung geeigneter Materialien, beispielsweise von Leichtmetallen, z.B. Aluminium, oder geeigneter Kunststoffe, kann das Gewicht der Vorrichtung in einem tragbaren Bereich gehalten werden.

Unter „trapezförmig“ in Bezug auf einen Rahmen wird hier ein Rahmen verstanden, dessen Rahmenschenkel ein ebenes Viereck mit mindestens zwei zueinander parallel liegenden Seiten verstanden. Ein „rechteckförmiger“ Rahmen ist ein trapezförmiger Rahmen, bei dem alle Innenwinkel rechte Winkel sind. Der Begriff „rechteckförmig“ schließt den Begriff „quadratisch“ ein. Ein quadratischer Rahmen ist ein „rechteckförmiger“ Rahmen, bei dem alle vier Schenkel gleich lang sind.

Wenn hier auf eine von einem Rahmen, z.B. dem Basisrahmen oder dem Halterahmen, gebildete Ebene Bezug genommen wird, ist damit eine Ebene gemeint, in der sich der Rahmen im Wesentlichen erstreckt, unabhängig davon, ob die einzelnen Rahmenelemente sämtlich in dieser Ebene liegen oder nicht. In Bezug auf den Basisrahmen ist beispielsweise eine Ebene gemeint, die in der Einsatzsituation parallel zu der Ebene liegt, in der die Schienenoberflächen im Bereich der Weichenanordnung liegen. Diese wird in der Einsatzsituation häufig, jedoch nicht notwendig, horizontal verlaufen. In Bezug auf den Halterahmen ist damit eine Ebene gemeint, in der sich die Fräs- oder Schleifmaschine zwischen der Berührungsstelle und dem verschiebbaren Halterahmenteil hin- und herbewegen lässt. Diese Ebene kann parallel zur Basisrahmen-Ebene verlaufen, jedoch je nach Kipplage des Halterahmens, d.h. je nachdem, ob der verschiebbare Halterahmenteil senkrecht zur Ebene des Basisrahmens verschoben ist oder nicht, auch nicht. Im Fall eines trapezförmigen, beispielsweise rechteckigen, Rahmens, ist die Ebene jeweils definiert durch die Ebene, in der die parallelen Rahmenteile liegen. Das gilt sowohl für den Basisrahmen als auch den Halterahmen.

Mit dem Ausdruck, wonach der Halterahmen „mit einem Halterahmenteil auf einem Basisrahmenteil des Basisrahmens gelagert oder lagerbar ist“, ist gemeint, dass der Halterahmen mit einem Teil, beispielsweise einem Rahmenabschnitt, Rahmenschenkel oder dergleichen, direkt oder indirekt auf einem Teil des Basisrahmens gelagert ist oder gelagert werden kann. „Indirekt“ bedeutet, dass an dem Halterahmen eine Einrichtung, beispielsweise eine Hubsäule oder dergleichen, befestigt ist, die sich in Richtung Basisrahmen erstreckt und darauf mit einem Ende gelagert ist oder gelagert werden kann.

Die Formulierung, wonach die Fräs- oder Schleifmaschine um eine parallel zur Richtung der Berührungsstelle und des auf dem zweiten Basisrahmenteil des Basisrahmens verschiebbar gelagerten zweiten Halterahmenteils orientierten Achse schwenkbar ist, bedeutet, dass die Fräs oder Schleifmaschine um eine Achse schwenkbar ist, die in oder parallel zu der Verbindungslinie zwischen der Berührungsstelle und dem auf dem zweiten Basisrahmenteil gelagerten zweiten Halterahmenteil, vorzugsweise dessen Mittelpunkt, verläuft. Die Schwenkachse liegt in oder parallel zur Halterahmenebene. Im Falle eines rechteckförmigen Halterahmens mit vier Schenkeln und einer an einem ersten Halterahmenschenkel befindlichen Berührungsstelle verläuft die Achse beispielsweise bevorzugt in oder parallel zu einer Linie, die vorzugsweise von der Mitte des ersten Halterahmenschenkels zur Mitte des dem ersten Halterahmenschenkel gegenüberliegenden zweiten Halterahmenschenkels und parallel zu den den ersten und zweiten Halterahmenschenkel verbindenden seitlichen dritten und vierten Halterahmenschenkeln verläuft.

Wenn hier die Begriffe „horizontal“ oder „vertikal“ in Bezug auf die Verschwenkung des Halterahmens oder der Fräs- oder Schleifmaschine verwendet werden, beziehen sich diese Begriffe, sofern sich nicht eindeutig etwas anderes aus dem Zusammenhang ergibt, auf die Ebene des Basisrahmens. Die Basisrahmenebene liegt in Einsatzsituation in oder parallel zur Ebene der Schienenkopfoberflächen. Die Basisrahmen kann, je nach Einsatzsituation, parallel zur Ebene der Erdoberfläche verlaufen. Dies ist jedoch nicht notwendig so, beispielsweise bei Weichenanordnungen, die auf Rampen oder im Gebirge verlegt sind. Eine „horizontale“ Verschiebung oder Verschwenkung bedeutet daher hier, sofern sich nicht eindeutig etwas anderes aus dem Zusammenhang ergibt, eine Verschiebung oder Verschwenkung in einer Ebene parallel zur Ebene des Basisrahmens, eine „vertikale“ Verschiebung oder Verschwenkung eine Verschiebung oder Verschwenkung in Richtung orthogonal zu der B asi srahmeneb ene .

Die Begriffe „vorne“, „hinten“ und „seitlich“ mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehen sich hier auf die Lage der Berührungsstelle bzw. des ersten Halterahmen- oder Basisrahmenteils und auf die Lage des zweiten Halterahmen- bzw. Basisrahmenteils. „Vorne“ bezieht sich hier auf den Teil der Vorrichtung mit der Berührungsstelle, „hinten“ bezieht sich auf den Teil der Vorrichtung, der den der Berührungsstelle gegenüberliegenden zweiten Halterahmen- bzw. Basisrahmenteil umfasst. In der Einsatzsituation ist „vorne“ in der Regel der Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der näher zur Herzspitze zu liegt, während „hinten“ sich auf denjenigen Teil der Vorrichtung bezieht, der in Richtung zu den sich öffnenden Schienenschenkeln des Herzstücks liegt. „Seitlich“ bezieht sich somit auf Bereiche des Halte- oder Basisrahmens, die die vorderen und hinteren Teile des jeweiligen Rahmens miteinander verbinden.

Sofern die Begriffe „oben“ und „unten“ hier verwendet werden, beziehen diese sich auf die Lage der Rahmen zueinander und die intendierte Einsatzsituation, in der der Basisrahmen auf den Schienen und der Halterahmen darüber angeordnet ist. „Unten“ bedeutet somit in Richtung Basisrahmen oder Schienen, „oben“ in Richtung „Halterahmen“ bzw. vom Basisrahmen oder den Schienen weg.

Der hier verwendete Ausdruck „parallel zu“, beispielsweise in Bezug auf eine Achse, eine Ebene, den Verlauf einer Linie oder dergleichen, kann auch einschließen, dass die in Bezug genommenen parallelen Strukturen zusammenfallen und nicht voneinander beabstandet sind. Zum Beispiel schließt eine Formulierung wie diejenige, wonach „eine Achse parallel zu einer Linie von A nach B“ verläuft, ein, dass die Achse in der Linie liegt, oder umgekehrt, so dass Achse und Linie zusammenfallen, so lange sich aus dem Zusammenhang oder der technischen Konstellation nicht eindeutig etwas anderes ergibt.

Der hin in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendete Ausdruck „Herzstückfräse“ schließt Schleif- und Fräsmaschinen ein.

Sowohl der Basisrahmen als auch der Halterahmen können verschiedene geometrische Formen aufweisen. Dabei ist beispielsweise eine polygonale Form nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr können die Rahmen auch allgemein kreis- oder ellipsenförmig sein. Polygonale Formen, beispielsweise trapezförmige Rahmen, sind aus fertigungstechnischen Gründen bevorzugt. Insbesondere der Basisrahmen ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er sich mittels geeigneter Befestigungsmittel, z.B. Klemmen, an mindestens einer Schiene, vorzugsweise an mehr als einer Schiene, die Bestandteil einer Weichenanordnung ist, gut befestigen lässt. Beispielsweise kann die Vorrichtung im Bereich des ersten Basisrahmenteils, d.h. im Bereich der Berührungsstelle, an den Flügelschienen und im Bereich des zweiten Basisrahmenteil an den Fahrschienen hinter dem Herzstück befestigt werden. Dazu kann der Basisrahmen beispielsweise trapezförmig mit einem ersten Basisrahmenschenkel und einem dazu parallel angeordneten zweiten Basisrahmenschenkel ausgebildet sein. Der Basisrahmen ist vorzugsweise als gleichschenkliges Trapez ausgebildet, kann aber auch rechteckförmig sein. Auch der Halterahmen kann trapezförmig mit einem ersten Halterahmenschenkel und einem dazu parallel angeordneten zweiten Halterahmenschenkel ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Halterahmen als gleichschenkliges Trapez, besonders bevorzugt rechteckförmig ausgebildet. Im Falle eines rechteckförmigen Rahmens ist es bevorzugt, wenn der Rahmen nicht quadratisch ist, sondern eine größerer Längs- als Querausdehnung aufweist. Ein rechteckförmiger Halterahmen weist vorzugsweise eine größere Längsausdehnung in Richtung von der Berührungsstelle zum gegenüberliegenden Halterahmenteil auf, d.h. ein größere Längsausdehnung in Richtung des Schienenverlaufs. Entsprechend weist auch der Basisrahmen bevorzugt eine entsprechende größere Längsausdehnung in dieser Richtung auf. Die Rahmenformen des Basisrahmens und des Halterahmens innerhalb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können beliebig in geeigneter Weise kombiniert werden. Der Basisrahmen kann beispielsweise gleichschenklig trapezförmig ausgebildet sein, wobei der erste Basisrahmenschenkel kürzer sein kann als der zweite Basisrahmenschenkel, während der Halterahmen rechteckförmig ausgebildet ist. Basis- und Halterahmen sind selbstverständlich so ausgestaltet und aneinander angepasst, dass die Fräs- oder Schleifmaschine in geeigneter Weise wie hier beschrieben so verschoben oder verschwenkt und auf das Herzstück ausgerichtet werden kann, dass die Bearbeitung des Herzstücks nicht behindert ist. Wenn der Halterahmen nicht rechteckförmig ausgebildet ist, ist die Halterung der Fräs- oder Schleifmaschine so ausgebildet, dass eine Verschiebung der Fräs oder Schleifmaschine innerhalb des Halterahmens durch geeignete Mittel, beispielsweise Teleskopauszüge, ermöglicht ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist:

- der Basisrahmen trapezförmig mit einem den ersten Basisrahmenteil umfassenden ersten Basisrahmenschenkel und einem dazu parallel angeordneten den zweiten Basisrahmenteil umfassenden zweiten Basisrahmenschenkel ausgebildet,

- der Halterahmen trapezförmig mit einem den ersten Halterahmenteil umfassenden ersten Halterahmenschenkel und einem dazu parallel angeordneten den zweiten Halterahmenteil umfassenden zweiten Halterahmenschenkel ausgebildet,

- der erste Halterahmenschenkel des Halterahmens mit dem ersten Basisrahmenschenkel des Basisrahmens an der Berührungsstelle gelenkig verbunden, und

- der zweite Halterahmenschenkel des Halterahmens an einer auf dem zweiten Basisrahmenschenkel verschiebbar angeordneten Hubsäule befestigt und entlang der Hubsäule senkrecht zu dem zweiten Basisrahmenschenkel verschiebbar.

Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der erste Basisrahmenschenkel bevorzugt kürzer als der zweite Basisrahmenschenkel, und der Halterahmen bevorzugt rechteckförmig, jedoch vorzugsweise nicht quadratisch.

Da der Halterahmen an der Berührungsstelle um eine Achse drehbar gelagert ist, so dass der Halterahmen mit seinem zweiten Halterahmenteil um diese Achse parallel zur Basisrahmenebene, in der Einsatzsituation beispielsweise horizontal, verschwenkt werden kann, ist auf dem zweiten Basisrahmenschenkel bei dieser Ausführungsform bevorzugt ein kreisbogenförmiger Abschnitt vorgesehen, beispielsweise in Form eines auf einem linear ausgebildeten Basisrahmenschenkel angeordneten, im Querschnitt u-förmigen Profils als Verschiebe- bzw. Lauffläche, auf dem die Hubsäule gelagert ist. Die Hubsäule kann dabei beispielsweise an ihrer Basis Räder aufweisen, mit denen die Hubsäule mit dem daran befestigten zweiten Halterahmenschenkel verschoben werden kann. Der zweite Halterahmenschenkel ist an der Hubsäule in geeigneter Weise so befestigt, dass der zweite Halterahmenschenkel senkrecht zu dem zweiten Basisrahmenschenkel verschoben werden kann. Statt Rädern können auch andere Gleitmittel vorgesehen sein.

Der Basisrahmen und der Halterahmen können aus beliebigen geeigneten Materialien oder Materialkombinationen bestehen, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, sind jedoch vorzugsweise aus Metall. Besonders bevorzugt sind sowohl der Basisrahmen als auch der Halterahmen Metallprofilrahmen. Die Materialien werden vorzugsweise so gewählt, dass sie ausreichend Stabilität und Verschleißfestigkeit mit einem möglichst geringen Gewicht kombinieren.

Die Einstellung der Position des Halterahmens gegenüber dem Basisrahmen, z.B. der Grad der Schwenkung um die Berührungsstelle in horizontaler und/oder vertikaler Richtung, und die Einstellung der Fräs- oder Schleifmaschine innerhalb des Halterahmens erfolgt bevorzugt mittels geeigneter mechanischer oder elektromechanischer Einrichtungen, beispielsweise mittels Lineareinheiten, die per Hand (zum Beispiel mittels Handrad) oder mittels Motoren (z.B. mittels elektrisch oder anderweitig betriebener Getriebemotoren) verstellt werden können. Die Verschwenkung beispielsweise des Fräs- oder Schleifkopfes oder auch des Halterrahmens um eine Schwenkachse kann auch mittels Arretierung der Schwenkachse in bestimmten Winkelstufen erfolgen, die genau festgelegt sind oder festlegbar sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgestaltet und eingerichtet sein, dass die Fräs- oder Schleifmaschine mit ihrem Fräs- oder Schleifkopf lasergesteuert betrieben wird, so dass die relative Position des Fräs- oder Schleifkopfes zur Herzstückspitze lasergesteuert eingestellt werden kann.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Materialbearbeitung einer Herzstückspitze eines Herzstücks einer Weichenanordnung einer Gleisanlage mit Schienen für Schienenfahrzeuge mit Spurkranzrädern, umfassend die folgenden Schritte: a. Anordnen einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Basisrahmen auf einer Weichenanordnung im Bereich des Herzstücks der Weichenanordnung, b. Fixieren der Vorrichtung mittels der Befestigungsmittel des Basisrahmens auf der Weichenanordnung im Bereich des Herzstücks, c. Ausrichten des Fräs- oder Schleifkopfes der Fräs- oder Schleifmaschine im Halterahmen im Verhältnis zur Herzstückspitze, und d. Fräsen oder Schleifen der Herzstückspitze.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Positionierung des Fräs- oder Schleifkopfes mittels Lasersteuerung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der angefügten Zeichnungen rein zu Veranschaulichungszwecken näher erläutert.

Figur 1. Schematische Draufsicht (A) auf das Herzstück einer Weichenanordnung und Profilansicht (B) der Herzstückspitze.

Figur 2. Räumliche Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Einsatz von einer Seite.

Figur 3. Räumliche Ansicht der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Einsatz von einer anderen Seite.

Figur 4. Schematische Ansichten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von einer Längsseite (A), in einer Draufsicht (B), von einer ersten Schmalseite (C) und der gegenüberliegenden Schmalseite (D).

Figur 5. Detailansicht eines Teils der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Berührungsstelle. Figur 6. Weitere Detailansicht eines Teils der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Draufsicht (A) auf ein Herzstück 101 einer Weichenanordnung 100 mit einer Herzstückspitze 102, den die Herzstückspitze 102 flankierenden Flügelschienen 103 und der Herzstücklücke 108, d.h. der Unterbrechung der Fahrschienen 109 im Bereich des Herzstücks 102. Im unteren Teil der Figur 1 (B) ist eine seitliche Profilansicht der Herzstückspitze 102 dargestellt. Wie aus Figur 1B ersichtlich, weist die Herzstückspitze 102 eine bestimmte Höhenprofilgeometrie des Radüberlaufbereichs auf, d.h. eine stufenweise Absenkung gegenüber der Fahr schienenebene 110. Die Anzahl und Abmessungen der Stufen können je nach Einsatzzweck oder auch Region unterschiedlich sein. Bei der hier beispielhaft darstellten Ausführungsform ist die Herzstückspitze 102 insgesamt in horizontaler Richtung über eine Länge B und in vertikaler Richtung über eine Höhe b abgesenkt, mit einer stärker geneigten Stufe über eine Länge A und eine Höhe a. Dieses Höhenprofil kann bei Reparaturschweißungen an der Herzspitze 102 verloren gehen und muss erneuert werden. Eine entsprechende Reprofilierung kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erfolgen.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in Einsatzsituation (s. auch Figur 3 mit einer anderen Perspektive). Zu erkennen ist ein Herzstück 101 mit Herzstückspitze 102 und Flügelschienen 103. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist hier einen gleichschenklig trapezförmigen Basisrahmen 2 aus Metallprofilen mit vier Basisrahmenschenkeln 23, 24, 25 und 26 auf. Ein erster Basisrahmenschenkel 23 bildet die Vorderseite des Basisrahmens 2, der zweite Basisrahmenschenkel 24 den hinteren Teil des Basisrahmens 2. Die dritten und vierten Basisrahmenschenkel 25, 26 sind länger als die quer dazu verlaufenden vorderen und hinteren Basisrahmenschenkel 23, 24 und bilden den seitlichen Teil des Basisrahmens 2. Die Begriffe „vorne“, „hinten“ und „seitlich“ beziehen sich hier auf die Lage in Bezug auf die Herzspitze, wobei als vorderer Teil des Basisrahmens 2 derjenige Teil bezeichnet wird, der in der hier dargestellten Einsatzsituation näher zur Herzspitze 102 zu liegt, während als hinterer Teil derjenige Teil des Basisrahmens 2 bezeichnet wird, der in Richtung zu den sich öffnenden Schenkeln 111 des Herzstücks 101 liegt. Ohne Bezugnahme auf eine Weichenanordnung 100 wird als „vorderer“ Teil der Vorrichtung 1 hier auch jener Teil der Vorrichtung 1 mit der Berührungsstelle 5, als „hinterer Teil“ der Vorrichtung 1 jener Teil der Vorrichtung 1 verstanden, der der Berührungsstelle 5 gegenüberliegt. Der einen ersten Basisrahmenteil 21 umfassende erste (vordere) Basisrahmenschenkel 31 ist kürzer als der einen zweiten Basisrahmenteil 22 umfassende zweite (hintere) Basisrahmenschenkel 24. Der Basisrahmen 2 liegt hier mittig mit dem ersten (vorderen) und zweiten (hinteren) Basisrahmenschenkel 23, 24 horizontal auf Schienen im Bereich des Herzstücks 101 auf und ist dort mit Hilfe von hier nur angedeuteten Befestigungsmitteln 27, die beispielsweise Klemmbacken oder dergleichen umfassen können, fixiert, so dass die Vorrichtung 1 im Bereich des Herzstücks 101 festgelegt ist. Der Basisrahmen 2 ist so orientiert, dass sich die längeren seitlichen Basisrahmenschenkel 25, 26 im Wesentlichen in Richtung des Schienenverlaufs der Fahrschienen 109 bzw. Flügel schienen 103 erstrecken und die Basisrahmenöffnung 29 den freien Zugriff auf das Herzstück 101 erlaubt. Der zweite (hintere) Basisrahmenschenkel 24 umfasst einen zweiten Basisrahmenteil 22, auf dem ein kreisbogenförmig ausgebildetes u-Profil 28 angeordnet ist. Kreismittelpunkt des Kreisbogens ist hier beispielsweise ein Punkt in der Mitte des ersten (vorderen) Basisrahmenschenkels 23.

Die Vorrichtung 1 umfasst einen bei dieser Ausführungsform rechteckförmig ausgestalteten Halterahmen 3 mit vier Halterahmenschenkeln 33, 34, 35, 36, einem ersten (vorderen) Halterahmenschenkel 33 und einem zweiten (hinteren) Halterahmenschenkel 34 und zwei im Vergleich zu dem ersten und zweiten Halterahmenschenkel 33, 34 längeren (seitlichen) dritten und vierten Halterahmenschenkeln 35, 36. Der erste (hier vordere) Halterahmenschenkel 33 umfasst einen ersten Halterahmenteil 31, der an einer Berührungsstelle 5 gelenkig (beispielsweise mittels einer kardanischen Lagerung) mit dem ersten Basisrahmenteil 21 des Basisrahmens 2 verbunden ist. Der Halterahmen 3 ist an dieser Berührungsstelle 5 dreh- und kippbar gelagert, so dass der Halterahmen 3 in horizontaler Richtung um die Berührungsstelle 5 gedreht und in vertikaler Richtung gekippt werden kann. Dem ersten Halterahmenschenkel 33 mit dem ersten Halterahmenteil 31 liegt der zweite Halterahmenschenkel 34 mit dem zweiten Halterahmenteil 32 gegenüber. Mit dem zweiten Halterrahmenteil 32 ist der Halterahmen 3 auf dem zweiten Basisrahmenteil 22 des Basisrahmens 2 über eine Hubsäule 6 so gelagert, dass der zweite Halterahmenteil 32 des Halterahmens 3 in einer parallel zu einer von dem Basisrahmen 2 gebildeten Basisrahmenebene 20 (s. auch Fig. 6) liegenden Halterahmenebene 30 sowie senkrecht zu der Basisrahmenebene 20 verschiebbar ist. Die Verschiebung des zweiten Halterahmenteils 32 in der Halterahmenebene 30, in der Einsatzsituation in der Regel einer horizontalen bzw. seitlichen Verschiebung entsprechend, kann zum Beispiel mittels einer Lineareinheit 65 per Hand oder elektrisch erfolgen. Bei der hier dargestellten Ausführungsform umfasst die Lineareinheit 65 eine Linearachse 64 mit Spindel, die mittels eines Handrads 63 per Hand verstellt werden kann. Die manuelle Verstellung mittels Handrad oder dergleichen ist aus Gründen der größeren Flexibilität bevorzugt, um am Einsatzort nicht von einer etwaigen Stromversorgung abhängig zu sein. Die Lagerung des zweiten Halterahmenteils 32 auf dem zweiten Basisrahmenteil 22 erfolgt über eine Hubsäule 6, an welcher der zweite Halterahmenteil 32 befestigt und in senkrechter Richtung zur Basisrahmenebene 20, in der Einsatzsituation also regelmäßig in vertikaler Richtung, verschiebbar ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist eine exakte vertikale Verschiebung des zweiten Halterahmenteils 32 mittels eines Handrades 62 und einer in der Hubsäule 6 befindlichen Lineareinheit möglich. Auch hier ist jedoch selbstverständlich eine motorisierte Variante, beispielsweis ein Elektromotor, einsetzbar. Die Hubsäule 6 weist bodenseitig, d.h. zum Basisrahmen 2 hin, Räder 61 auf, mittels derer die Hubsäule 6 auf dem zweiten Basisrahmenteil 22 verfahrbar ist. Hierzu ist auf dem zweiten Basisrahmenschenkel 24 ein kreisbogenförmig ausgebildetes u-Profil 28 befestigt, in dem die Hubsäule 6 mit den Rädern 61 verfahrbar ist.

Die Fräs- oder Schleifmaschine 4 ist mittels einer Halterung 7 in dem Halterahmen 3 verfahrbar gehalten. Die Fräs- oder Schleifmaschine 4 ist hier zum ersten Halterahmenschenkel 33 mit dem ersten Halterahmenteil 31 und damit zur Berührungsstelle 5 zwischen Halterahmen 3 und Basisrahmen 2 gerichtet. Bei der hier dargestellten Ausführungsform umfasst die Halterung 7 eine Platte 72, die über eine Doppelrohr-Lineareinheit 39 mit außerhalb des Halterahmens 3 angeordneten parallel zu dem dritten und vierten Halterahmenschenkel 35, 36 verlaufenden Linearachsen 391 mittels eines Handrades 38 in Längsrichtung innerhalb des Halterahmens 3 verschiebbar ist. In Längsrichtung bedeutet, dass die Platte 72 zwischen dem ersten Halterahmenschenkel 33 mit dem ersten Halterahmenteil 31 und dem zweiten Halterahmenschenkel 34 mit dem zweiten Halterahmenteil 32 hin und her verschoben werden kann. Statt einer Handbetätigung mittels Handrad 38 kann der Antrieb auch motorisiert erfolgen. Die Fräs- oder Schleifmaschine 4 ist von der Halterung 7 gehalten auf dieser Platte 72 angeordnet und kann mit der Platte 72 in dem Halterahmen 3 verschoben werden. Mittels einer weiteren Lineareinheit 75, die eine Linearachse 74 und ein Handrad 73 umfasst, kann die Fräs- oder Schleifmaschine 4 in Querrichtung, d.h. zwischen dem dritten Halterahmenschenkel 35 und dem vierten Halterahmenschenkel 36, auf der Platte 72 hin und her verschoben werden. Darüber hinaus ist auf der Platte 72 eine manuell mittels eines Handrades 76 und einer Linearachse 78 einstellbare Winkelverstellung 77 angeordnet, mittels derer die Fräs- oder Schleifmaschine 4 in Richtung zwischen drittem und viertem Halterahmenschenkel 35, 36 verschwenkt werden kann. Die Fräs- oder Schleifmaschine 4 ist mit der Winkelverstellung 77 über eine Hubsäule 71 verbunden, an der die Fräs- oder Schleifmaschine 4 befestigt ist, so dass die Hubsäule 71 zusammen mit der Fräs- oder Schleifmaschine 4 verschwenkt werden kann. Über die Winkelverstellung 77 kann bevorzugt mittels Arretierung der Drehachse 8, um die die Fräs- oder Schleifmaschine 4 verschwenkt wird, eine Verschwenkung der Fräs- oder Schleifmaschine 4 in exakten Winkelstufen vorgenommen werden. Die Fräs- oder Schleifmaschine 4 kann an der Hubsäule 71 zum Basisrahmen 2 hin und damit in der Einsatzsituation zu einem Herzstück 101 hin mittels eines Handrades 79 vor und wieder zurück verschoben werden, um die Zustellung der Fräs- oder Schleifmaschine 4 einstellen zu können.

Figur 3 zeigt eine räumliche Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 auf die „Rückseite“, d.h. auf den in der Einsatzsituation zu den sich öffnenden Schenkeln 111 des Herzstücks 101 gerichteten Teil der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung 1. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird an dieser Stelle auf die Beschreibung zu Figur 2 verwiesen.

Die Figuren 4 und 5 zeigen Ausschnitte aus bestimmten Bereichen der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus den Figuren 2 und 3. In Figur 4 ist eine seitliche Ansicht von schräg oben auf den vorderen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, in Figur 5 eine Ansicht auf die Rückseite der Halterung 7 für die Fräs- oder Schleifmaschine 4. Bezugsziffern entsprechen den in den Figuren 2 und 3 verwendeten. Insbesondere aus Figur 4 ist die Berührungsstelle 5 mit der kardanischen Lagerung 55 in größerem Detail sichtbar. Die kardanische Lagerung 55 umfasst die Schwenkachse 51 und die Drehachse 52 (nicht sichtbar) und ist über eine innen am ersten Halterahmenteil 31 befestigte Platte 53 und eine auf dem ersten Basisrahmenteil 21 befestigte Platte 54 sowie ein Verbindungsstück 56 einerseits mit dem Halterahmen 3 und andererseits mit dem Basisrahmen 2 verbunden. Die Lagerung 55 ist hier als ein Stehlager (z.B. vom Typ SYK 30 TF, SKF GmbH, Schweinfurt, Deutschland) ausgebildet, mit einem Rillenkugellager mit kugelförmiger Außenringmantelfläche. Die Halterahmenschenkel 33, 34, 35, 36 sind an den Ecken mit Eckelementen 301 verbunden und darüber gegeneinander versteift, um den Halterahmen 3 möglichst rigide auszubilden. In Fig. 5 ist auch die Lagerung 81 für die Achse 8 zur Winkelverstellung der Fräs- oder Schleifmaschine 4 erkennbar.

Figur 6 zeigt stark schematisiert die verschiedenen Verstellmöglichkeiten der Fräs- oder Schleifmaschine 4 bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zur Erleichterung der Bezugnahme ist links in den Abbildungen jeweils ein Koordinatensystem wiedergegeben. Figur 6A zeigt eine Seitenansicht. Die Vorrichtung 1 ist mit ihrem Basisrahmen 2 auf dem Herzstück 101 mit seiner Herzstückspitze 102 angeordnet und fixiert. Die in x-y -Richtung liegende Basisrahmenebene 20 verläuft parallel zur Fahr schienenebene 110. In der hier dargestellten Situation, die, anders als die Figuren 3 und 4, eine Stellung des Halterahmens 3 zeigt, in der der zweite Halterahmenschenkel 34 mit dem zweiten Halterahmenteil 32 entlang der Hubsäule 6 in der untersten Position angeordnet ist, liegt auch die Halterahmenebene 30 parallel zur Basisrahmenebene 20 und der Fahr schienenebene 110. Dies ist aber nicht mehr der Fall, sobald der Halterahmen 3 mit seinem zweiten Halterahmenteil 32 entlang der von dem Pfeil 203 angegebenen Richtung in vertikaler Richtung gegenüber dem Basisrahmen 2 verschoben wird. Eine Situation, in der der zweite Halterahmenteil 32 entlang der Hubsäule 6 in eine obere Position verschoben ist, ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Der Halterahmen 3 wird beim Verfahren des zweiten Halterahmenteils 32 entlang der Hubsäule 6 an der Berührungsstelle 5 zwischen Halterahmen 3 und Basisrahmen 2 um die Achse 51 gekippt bzw. geneigt, was durch den Pfeil 201 angedeutet ist. Die Neigung gegenüber der Basisrahmenebene 20 kann beispielsweise 0-9° betragen. Der Halterahmen 3 ist dabei bevorzugt so auf der Achse 51, vorzugsweise kardanisch, gelagert, dass er in Richtung Hubsäule 6 rückgezogen oder vorgeschoben werden kann, wenn der zweite Halterahmenteil 32 in z-Richtung, d.h. in der Regel vertikal, verschoben wird. In Figur 6B ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung dargestellt. Schematisch ist hier noch die unter dem Basisrahmen 2 und dem auf dem Basisrahmen 2 angeordneten Halterahmen 3 liegende Herzspitze 102 angedeutet. Der Halterahmen 3 ist an dem Berührungspunkt 5 um die Achse 52 drehbar gelagert, wie durch den Pfeil 206 angezeigt, und kann mit seinem gegenüberliegenden zweiten Halterahmenteil 32 in y- Richtung, was in der Regel einer Horizontalen entspricht, entsprechend verschwenkt werden, wie durch den Pfeil 207 angedeutet ist, beispielsweise um ±5°. Die Fräs- oder Schleifmaschine 4 kann für den Vorschub in ihrer Halterung 7 entlang der Pfeile 204 und 205 in Längsrichtung (x-Richtung, Pfeil 205) und quer dazu (Pfeil 204), d.h. in y-Richtung, verschoben werden, je nach Rahmengröße beispielsweise um 0-1440 mm in Längsrichtung und ±80 mm in Querrichtung. Die Figuren 6C und 6D zeigen eine Ansicht von vorne auf die Vorrichtung 1, d.h. auf den ersten Halterahmenteil 31 und den ersten Basisrahmenteil 21 (Fig. 6C), und von hinten auf die Vorrichtung 1, d.h. auf den zweiten Halterahmenteil 32 und den zweiten Basisrahmenteil 22. Die Fräs- oder Schleifmaschine 4 kann vertikal, bzw. entlang der schwenkbaren Hubsäule 71 (hier nicht dargestellt) in z-Richtung (Pfeil 202) und in y-Richtung verschoben werden, beispielsweise um 0-100 mm. Darüber hinaus kann die Fräs- oder Schleifmaschine 4 in y-

Richtung um eine Achse 8, zum Beispiel um ±30°, verschwenkt werden, wie mit dem Pfeil 208 angedeutet ist, beispielsweise zum Anfasen der Herzstückspitze 102. Vorzugsweise können hier Winkelarretierungen vorgenommen werden, um den Winkel, um den die Fräs- oder Schleifmaschine 4 verschwenkt wird, genau einstellen und fixieren zu können. In Figur 6D sind die Verschiebemöglichkeiten der Hubsäule 6 in Richtung des Pfeils 207 und des zweiten Halterrahmenteils in vertikaler Richtung mit den Pfeilen 207 und 203 angedeutet.