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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR REPROFILING AT LEAST ONE RAIL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/108826
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for reprofiling a rail (2) of a laid track section (1) in the course of a travelling movement of a machining vehicle (13) along the track section (1) in the portion of the rail running surface (10) thereof located on the rail head (5), in which portion a machining unit (14) comprising a first and a second machining apparatus (16, 20) is provided. In a first machining step, material removal takes place in a milling procedure. In the process, surface undulations are formed which have undulation peaks (18) and undulation troughs (19). In the second machining step, the surface undulations are reduced by plastic deformation of the undulation peaks (18) by means of at least one deformation force (21) which is directed towards the running surface (10) to be machined and is applied in a pulsating manner.

Inventors:
HOFMANN STEFAN (AT)
Application Number:
PCT/AT2020/060432
Publication Date:
June 10, 2021
Filing Date:
December 04, 2020
Export Citation:
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Assignee:
LINSINGER MASCHB GESELLSCHAFT M B H (AT)
International Classes:
E01B31/13; B24B39/02
Foreign References:
AT521163A42019-11-15
DE2920889A11980-11-27
EP0465683A11992-01-15
AT391285B1990-09-10
AT521163A42019-11-15
EP1820902A12007-08-22
Attorney, Agent or Firm:
ANWÄLTE BURGER UND PARTNER RECHTSANWALT GMBH (AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Reprofilieren zumindest einer Schiene (2) eines verlegten und von den Schienen (2) gebildeten Schienenstrangs (1) zumindest im Abschnitt ihrer am Schienen kopf (5) befindlichen Lauffläche (10) umfassend folgende Schritte:

Bereitstellen eines Bearbeitungsfahrzeugs (13), wobei das Bearbeitungsfahrzeug (13) entlang des Schienenstrangs (1) verfahrbar ist,

Bereitstellen einer Bearbeitungseinheit (14), wobei die Bearbeitungseinheit (14) am Bearbeitungsfahrzeug (13) angeordnet ist und die Bearbeitung der zu bearbeitenden Lauf fläche (10) während des Verfahrens des Bearbeitungsfahrzeugs (13) durchgeführt wird, die Bearbeitungseinheit (14) umfasst zumindest ein erstes Bearbeitungsaggregat (16) mit zumindest einem rotie rend angetriebenen, spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug (17), wobei das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug (17) als Fräsrad mit einer Vielzahl an umfänglich hintereinander ange ordneten sowie entlang des zu reprofilierenden Schienenkopfprofils ausgerichteten Messer kopfschneiden ausgebildet ist, zumindest ein zweites Bearbeitungsaggregat (20),

Bearbeiten des Schienenkopfs (5) im Abschnitt von dessen Lauffläche (10) in ei nem ersten Bearbeitungs schritt mittels des zumindest einen spanabhebenden Bearbeitungs werkzeugs (17), wobei im ersten Bearbeitungsschritt der Werkstoffabtrag in einem Fräsvor gang durchgeführt wird, und bei diesem Werkstoffabtrag in Richtung der Längserstreckung der Schiene (2) eine Oberflächenwelligkeit mit Wellenbergen (18) und Wellentälern (19) aus gebildet wird, und in einem nachfolgenden zweiten Bearbeitungsschritt mittels des zweiten Bearbeitungsaggregats die Oberflächenwelligkeit reduziert und/oder modifiziert wird, wobei bei der Reduzierung der Oberflächenwelligkeit im zweiten Bearbeitung s- schritt zumindest die Wellenberge (18) plastisch umgeformt und eingeebnet werden, und wobei die plastische Umformung zumindest der Wellenberge (18) mittels zumin dest einer in Richtung auf die zu bearbeitende Lauffläche (10) gerichtete Umformkraft (21) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Umformkraft (21) pulsierend aufgebracht wird und dabei das Material der Schiene (2) geringfügig verlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Füh rungsmittel (22) zur Führung zumindest eines der Bearbeitungsaggregate (16, 20) der Höhe und/oder der Seite nach relativ bezüglich des zu bearbeitenden Schienenkopfs (5) vorgesehen ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Umformkraft (21) in einer normalen Ausrichtung auf die zu bearbeitende Lauffläche (10) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft (21) aus einem Kraft- Wertebe- reich stammt, dessen untere Grenze 20 N, insbesondere 150 N, und dessen obere Grenze 80 kN, insbesondere 1,5 kN, beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft (21) mit einer schwellenden In tensität aufgebracht wird. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft (21) mit einer Frequenz aufge bracht wird, welche aus einem Frequenz-Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 100 Hertz (Hz), insbesondere 500 Hertz (Hz), und dessen obere Grenze 25 Kilohertz (kHz), insbe sondere 3 Kilohertz (kHz), beträgt. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft (21) mit einer gleichmäßigen Frequenz oder mit einer sich ändernden Frequenz aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bearbeitungsaggregat (20) zumindest ein Umformwerkzeug (23) umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Umformwerkzeug (23) eine der Lauffläche (10) des zu bearbeitenden Schienenkopfs (5) zu gewendete Arbeitsfläche (24) aufweist, welche Arbeitsfläche (24) mit einer Längserstreckung ausgebildet ist, welche sich über zumindest zwei, bevorzugt über zumindest drei, in Richtung der Längserstreckung unmittelbar hintereinander befindliche Wellenberge (18) erstreckt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Um formwerkzeuge (23) vorgesehen sind und die Umformwerkzeuge (23) zueinander versetzt über den zu bearbeitenden Profilquerschnitt verteilt angeordnet sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Umformwerkzeugen (25) vorgesehen ist und jedes der Umformwerkzeuge (25) mit einem kalottenförmig ausgebildeten Hammerkopf versehen ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Um formweg der Vielzahl von Umformwerkzeugen (25) zumindest noch vor dem Erreichen des Wellentals (19) endet. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Um formweg der Vielzahl von Umformwerkzeugen (25) am Wellental (19) endet.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein maximaler Umformweg der Vielzahl von Umformwerkzeugen (25) über das Wellental (19) hinaus in Richtung auf einen Schienenfuß (7) in das Material des Schienenkopfes (5) der Schiene (1) hinein erstreckt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die pulsierende Umformkraft (21) mittels eines Strahlverfahrens und einer Vielzahl an Strahlkör pern (29) auf die zu bearbeitende Lauffläche (10) aufgebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlkörper (29) nach dem Umformvorgang mittels einer Sammeleinheit (27), insbesondere einer Saug vorrichtung, aufgesammelt werden.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Oberflächenwelligkeit in normaler Richtung auf die Längserstreckung der bearbeiteten Lauffläche (10) auf einen Amplituden- Wert verringert wird, der aus einem Amplituden- Wertbereich stammt, dessen untere Grenze 0,001 mm, insbesondere 0,004 mm, und dessen obere Grenze 0,01 mm, insbesondere 0,008 mm, beträgt.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenwelligkeit auf einen Mittenrauwert Ra von kleiner 0,004 mm reduziert wird und/oder modifiziert wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Bearbeitungsschritt die unmittelbar in Richtung der Längserstreckung hinter einander befindlichen Wellenberge (18) in einem Abstandswert zueinander ausgebildet wer den, der aus einem Abstands-Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 1,0 mm, insbeson dere 1,8 mm, und dessen obere Grenze 14 mm, insbesondere 10 mm, beträgt.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsfahrzeugs (13) während des Repro- filierungsvorgangs mit einem Geschwindigkeitswert durchgeführt wird, der aus einem Ge schwindigkeits-Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 3 m/min, insbesondere 5 m/min, und dessen obere Grenze 40 m/min, insbesondere 30 m/min, beträgt.

Description:
REPROFILIERUN GS VERFAHREN AN ZUMINDEST EINER SCHIENE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reprofilieren zumindest einer Schiene zumindest im Abschnitt ihrer am Schienenkopf befindlichen Lauffläche.

Beim Reprofilieren von Gleisschienen durch einen Fräsvorgang mit einem mehrspurigen Fräsmesserkopf entstehen in den einzelnen Frässpuren sogenannte Fräswellungen. Dabei han delt es sich um periodische Muster von in Fahrtrichtung abwechselnden Erhöhungen und Ver tiefungen, welche zwar kaum sichtbar sind, aber dennoch beseitigt werden müssen. Dies kann beispielsweise durch Schleifen oder Rutschen von Schleifsteinen erfolgen. Es können aber auch Bandschleifer oder Stimfräser dazu eingesetzt werden. Es hat sich durch Messungen her ausgestellt, dass diese Fräswellungen, wenn sie nicht beseitigt werden, einen signifikanten Ef fekt auf die Lärmbelastung der auf den Schienen fahrenden Eisenbahn hat. Insbesondere wurde herausgefunden, dass die Form und Anordnung und ggf. die Periodenlänge dieser Wel lungen eine messbare Wirkung auf die schallabgebenden Eigenschaften der Gleisschienen ha ben. Gemäß der Norm EN 13231 wäre eine Wellung in bestimmten Grenzen zulässig, jedoch in der Praxis traten dabei im Fährbetrieb, insbesondere bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, zu hohe Lärmbelastungen auf.

Das Reprofilieren des Schienenkopfs kann entweder dadurch erfolgen, dass die Bearbeitungs einheit mit deren Bearbeitungsaggregaten ortsfest ist und die zu bearbeitende Schiene relativ dazu bewegt wird oder dass die Schienen bereits in einem daraus gebildeten Schienenstrang in einer Gleisbettung verlegt sind und das Bearbeitungsfahrzeug mit der Bearbeitungseinheit entlang des verlegten Schienenstrangs verfahren wird und dabei die Bearbeitung durchgeführt wird.

Die AT 521 163 A4 der gleichen Anmelderin beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Lauffläche einer Schiene mit Hilfe wenigstens einem entlang der Schiene bewegbaren und wenigstens an deren Lauffläche andrückbaren, rotierenden, spanabhebenden Formgebungswerkzeug. Weiters wird dabei nach der Bearbeitung mit dem spanabhebenden Formgebungswerkzeug wenigstens ein der formbearbeiteten Schienenoberfläche angepasster Rollkörper zwecks Einebnung von Unebenheiten der Lauffläche der Schiene, unter Kaltver- formung der Lauffläche der Schiene über die Schiene gerollt. Der als Walze wirkende Roll körper rollt mit seinem Mantel auf der Lauffläche der Schiene ständig angedrückt ab, wobei die Erzeugende der auf der Lauffläche um eine Achse abrollenden Mantelfläche, dem Quer schnitt einer formbearbeiteten, also bereits reprofilierten Schienenoberfläche entspricht. Von dem Rollenkörper wird während der Fahrbewegung ein konstant hoher Kontaktdruck auf die Schiene ausgeübt. Durch den hohen Kontaktdruck kommt es bei entsprechend kleiner Kon taktfläche mit der Schiene zu einer die gewünschte Kaltverformung verursachenden Pressung. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis grundsätzlich bewährt, konnte jedoch wegen des auf zubringenden hohen Kontaktdrucks nicht bei allen Typen von Bearbeitungsmaschinen ange wendet werden. Der mögliche Kontaktdruck ist dabei im Wesentlichen von der Eigenmasse der jeweiligen Bearbeitungsmaschine abhängig.

Es wurde dazu auch in der EP 1 820902 Al der gleichen Anmelderin ein Verfahren zum Frä sen von Schienenköpfen der in einer Bettung verlegten Gleisschienen mittels einer verfahrba ren Vorrichtung zum Fräsen vorgeschlagen. Die Fräsvorrichtung umfasst einen rotierend an getriebenen Fräsmesserkopf, der in einem Fräsmesserkopfantrieb enthaltenden Fahrwerk gela gert ist. Der Fräsmesserkopf wird der Höhe und/oder der Seite nach mit Führungsmittel ent lang des zu bearbeitenden Schienenkopfes geführt, wobei der Fräsmesserkopf mehrere in Um fangsrichtung des Fräsmesserkopfs hintereinander angeordnete Sätze von Messerkopfschnei- den aufweist. Jeder Satz an Messerkopfschneiden bildet das zu bearbeitende Profil des Schie nenkopfes in annähem kreisförmigen Teilbögen verschiedener Radien nach. Dabei sollte eine Nachbearbeitung der beim Fräsvorgang gebildeten Welligkeit vermieden werden. Dies konnte jedoch im Praxisbetrieb ganz selten und nur bei optimalsten Bedingungen erzielt werden. Da mit waren zumeist aber sehr lange Bearbeitungszeiten erforderlich und so auch längere Sper ren des zu bearbeitenden Schienenstrangs bzw. verlegten Gleises damit verbunden. Um die Bearbeitungszeiten wiederum zu verkürzen, wurde eine zusätzliche Nachbearbeitung der Fauffläche wiederum erforderlich.

Der zumeist angewendete Nachbearbeitungsschritt des Schleifens ist jedoch mit einigen Nachteilen behaftet. Es kann beim Schleifen ein Funkenflug auftreten und damit verbunden eine Brandauslösung stattfinden. Weiters war es nicht einfach, den dabei entstehenden Schleifstaub abzusaugen, wodurch die Umweltbelastung in einem gewissen Ausmaß erhöht wurde. Darüber hinaus stellte die Staubbelastung für das Bedienpersonal des Bearbeitungs- fahrzeugs auch ein zusätzliches Gesundheitsrisiko dar. Der Schleifvorgang führt im Schienen werkstoff des bearbeiteten Oberflächenabschnitts zu einer Martensitbildung, wodurch die Bruchgefahr des geschliffenen Oberflächenabschnitts erhöht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über winden und eine ein Verfahren zur Reprofilierung von Schienen Verfügung zu stellen, mit dem eine verkürzte Bearbeitungszeit bei geringer Oberflächenwelligkeit erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Reprofilierungsverfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Reprofilierung zumindest einer Schiene eines ver legten und von den Schienen gebildeten Schienenstrangs, wobei die Bearbeitung zumindest im Abschnitt ihrer am Schienenkopf befindlichen Lauffläche erfolgt. Dabei sind folgende Schritte vorgesehen:

Bereitstellen eines Bearbeitungsfahrzeugs, wobei das Bearbeitungsfahrzeug ent lang des Schienenstrangs verfahrbar ist,

Bereitstellen einer Bearbeitungseinheit, wobei die Bearbeitungseinheit am Bear beitungsfahrzeug angeordnet ist und die Bearbeitung der zu bearbeitenden Lauffläche wäh rend des Verfahrens des Bearbeitungsfahrzeugs durchgeführt wird, die Bearbeitungseinheit umfasst zumindest ein erstes Bearbeitungsaggregat mit zumindest einem rotie rend angetriebenen, spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug, wobei das zumindest eine Bear beitungswerkzeug als Lräsrad oder Lräsmesserkopf mit einer Vielzahl an umfänglich hinterei nander angeordneten sowie entlang des zu reprofilierenden Schienenkopfprofils ausgerichte ten Messerkopfschneiden ausgebildet ist, zumindest ein zweites Bearbeitungsaggregat,

Bearbeiten des Schienenkopfs im Abschnitt von dessen Lauffläche in einem ers ten Bearbeitungsschritt mittels des zumindest einen spanabhebenden Bearbeitungswerkzeugs, wobei im ersten Bearbeitungsschritt der Werkstoffabtrag in einem Lräsvorgang durchgeführt wird, und bei diesem Werkstoffabtrag in Richtung der Längserstreckung der Schiene eine Oberflächenwelligkeit mit Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet wird, und in einem nachfolgenden zweiten Bearbeitungsschritt mittels des zweiten Bearbeitungsaggregats die Oberflächenwelligkeit reduziert und/oder modifiziert wird, wobei bei der Reduzierung der Oberflächenwelligkeit im zweiten Bearbeitung s- schritt zumindest die Wellenberge plastisch umgeformt und eingeebnet werden, und wobei die plastische Umformung zumindest der Wellenberge mittels zumindest einer in Richtung auf die zu bearbeitende Lauffläche gerichtete Umformkraft durchgeführt wird, und dabei weiters vorgesehen ist, dass die zumindest eine Umformkraft pulsierend aufgebracht wird und dabei das Material der Schiene geringfügig verlagert wird.

Bei diesem Vorgehen ist vorteilhaft, dass so mit einer wirtschaftlichen und damit verkürzten Bearbeitungszeit die Reprofilierung durchgeführt wird. So stehen die Schienen nach einer kürzeren Bearbeitungszeit wieder für den Einbau und den damit verbundenen Fährbetrieb zur Verfügung. Weiters wird so aber auch die ansonsten auftretende Staubbelastung vermieden und trotzdem die beim Fräsvorgang gebildete Oberflächenwelligkeit der Fauffläche reduziert. Damit wird wiederum die ansonsten im Fährbetrieb entstehende Färmbelastung erheblich ver mindert. Durch die plastische Umformung zumindest der Wellenberge oder Erhebungen im Fängsprofil der Fauffläche kommt es zu einer Oberflächenverfestigung und damit verbunden zu einer nachfolgenden längeren Einsatzdauer.

Da ein Bearbeitungsfahrzeug bereitgestellt wird und die Bearbeitungseinheit am Bearbei tungsfahrzeug angeordnet ist, und das Bearbeitungsfahrzeug entlang eines verlegten und von Schienen gebildeten Schienenstrangs entlang desselben verfahrbar ist, wird die Bearbeitung der zu bearbeitenden Fauffläche während des Verfahrens des Bearbeitungsfahrzeugs durchge führt.

Bei diesem Vorgehen ist vorteilhaft, dass so mit einer wirtschaftlichen und damit verkürzten Bearbeitungszeit die Reprofilierung durchgeführt wird und die Sperre des zu bearbeitenden Schienenstrangs verkürzt wird. So steht der Schienenstrang nach kürzerer Zeit wieder für den vorgesehenen Fährbetrieb zur Verfügung. Weiters wird so aber auch die ansonsten auftre tende Staubbelastung vermieden und trotzdem die beim Fräsvorgang gebildete Oberflächen welligkeit der Fauffläche reduziert und/oder modifiziert. Damit wird wiederum die ansonsten im Fährbetrieb entstehende Färmbelastung erheblich vermindert. Durch die plastische Umfor mung zumindest der Wellenberge oder Erhebungen im Fängsprofil der Fauffläche kommt es zu einer Oberflächenverfestigung und damit verbunden zu einer nachfolgenden längeren Ein satzdauer der Schiene. Weiters wird die zumindest eine Umformkraft pulsierend aufgebracht. Das pulsierende Auf bringen der Umformkraft hat den Vorteil, dass keine ständige Auflage des Bearbeitungs Werk zeugs des zweiten Bearbeitungsaggregats an der zu bearbeitenden Lauffläche erfolgt. Damit wird mit einer geringeren Vortriebskraft bzw. mit einer geringeren Antriebsleistung das Bear beitungsfahrzeug weiterbewegt.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher zumindest ein Führungsmittel zur Führung zumindest eines der Bearbeitungsaggregate der Höhe und/oder der Seite nach relativ bezüglich des zu bearbeitenden Schienenkopfs vorgesehen ist. Durch das Vorsehen zumindest eines Führungsmittels wird die Möglichkeit geschaffen, zumindest eines der Bearbeitungsag gregate für die Durchführung des Reprofilierungsvorgangs an die vorgegebenen geometri schen Abmessungen der Schiene anpassen und führen zu können. Bevorzugt wird jedem der Bearbeitungsaggregate ein eigenes Führungsmittel zugeordnet, wodurch eine höhere Füh rung sgenauigkeit und damit verbunden eine exaktere Reprofilierung des Schienenkopfes im Bereich seiner Lauffläche durchgeführt werden kann.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn die zumindest eine Umform kraft in einer normalen Ausrichtung auf die zu bearbeitende Lauffläche aufgebracht wird. Da mit kann eine gleichmäßige Umformung zumindest der umzuformenden Wellenberge bzw. Erhebungen während des zweiten Bearbeitungs schritts durchgeführt werden. Weiters kann damit die Ebenheit bzw. die Abweichung von einer geradlinig verlaufenden Solllinie oder Sollebene minimiert werden.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher die zumindest eine pulsierend aufge brachte Umformkraft aus einem Kraft- Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 20 N, ins besondere 150 N, und dessen obere Grenze 80 kN, insbesondere 1,5 kN, beträgt.

Je nach gewähltem Verfahren und den gewählten Mitteln zur Aufbringung der pulsierenden Umformkraft können z.B. Kraft- Wertebereiche mit einer unteren Grenze von 20 N und einer oberen Grenze von 50 N, oder mit einer unteren Grenze von 150 N und einer oberen Grenze von 1,5 kN, oder mit einer unteren Grenze von 20 kN und einer oberen Grenze von 80 kN ge wählt werden. Durch die Festlegung eines vorbestimmten Kraft-Wertebereichs kann das Ausmaß der Umfor mung an der Schienenoberfläche an die jeweiligen Gegebenheiten nach dem Fräsvorgang an gepasst werden.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft mit einer schwellenden Intensität aufgebracht wird. Mit der schwellenden Intensität der Umformkraft in gewissen vorgegebenen Grenzen kann während der Einebnung der Schienen-Lauffläche eine variable Anpassung an unterschiedliche Einsatz bedingungen erzielt werden.

Weiters ist ein Vorgehen vorteilhaft, bei dem die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Um formkraft mit einer Frequenz aufgebracht wird, welche aus einem Frequenz- Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 100 Hertz (Hz), insbesondere 500 Hertz (Hz), und dessen obere Grenze 25 Kilohertz (kHz), insbesondere 3 Kilohertz (kHz), beträgt.

Je nach gewähltem Verfahren und den gewählten Mitteln zur Aufbringung der pulsierenden Umformkraft können z.B. Frequenz-Wertebereiche mit einer unteren Grenze von 100 Hertz (Hz) und einer obere Grenze 350 Hertz (Hz), oder mit einer unteren Grenze von 500 Hertz (Hz) und einer obere Grenze von 3 Kilohertz (kHz), oder aber auch mit einer unteren Grenze von 5 Kilohertz (kHz) und einer oberen Grenze von 25 Kilohertz (kHz) gewählt werden.

Damit kann in vorbestimmten Grenzen die Schlagzahl an die zu bearbeitende Welligkeit bes ser angepasst werden.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehens weise ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft mit einer gleichmäßigen Frequenz oder mit einer sich ändernden Frequenz aufgebracht wird. Damit kann je eine Überlagerung von Schwingun gen leichter verhindert werden.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehens weise ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bear beitungsaggregat zumindest ein Umformwerkzeug umfasst. Durch das Ausstatten des zweiten Bearbeitungsaggregats mit zumindest einem Umformwerkzeug kann so in Art einer Hammer bewegung die aufzubringende Umformkraft auf die zu bearbeitende Lauffläche des Schienen kopfes aufgebracht werden. Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher das zumindest eine Umformwerk zeug eine der Lauffläche des zu bearbeitenden Schienenkopfs zugewendete Arbeitsfläche auf weist, welche Arbeitsfläche mit einer Längserstreckung ausgebildet ist, welche sich über zu mindest zwei, bevorzugt über zumindest drei, in Richtung der Längserstreckung unmittelbar hintereinander befindliche Wellenberge erstreckt. Durch die gewählte Mindestlänge der Ar beitsfläche kann so während der Bearbeitung eine sich über mehrere Wellenberge erstre ckende Auflage der Arbeitsfläche sichergestellt werden. Damit kann eine bessere und gleich mäßigere Einebnung zumindest der umzuformenden Wellenberge erzielt werden.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn mehrere Umformwerkzeuge vorgesehen sind und die Umformwerkzeuge zueinander versetzt über den zu bearbeitenden Profilquerschnitt verteilt angeordnet sind. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, in einem Arbeitsgang einen größeren Abschnitt des Profilquerschnitts im zweiten Bearbeitungsschritt bearbeiten zu können.

Weiters ist ein Vorgehen vorteilhaft, bei dem eine Vielzahl von Umformwerkzeugen vorgese hen ist und jedes der Umformwerkzeuge mit einem kalottenförmig ausgebildeten Hammer kopf versehen ist. Durch die Wahl einer Vielzahl an Umformwerkzeugen, welche bevorzugt stift- oder nadelförmig ausgebildet sind, kann so eine noch individuellere Einebnung zumin dest der Wellenberge durchgeführt werden.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehens weise ist dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Umformweg der Vielzahl von Umformwerkzeugen zumindest noch vor dem Erreichen des Wellentals endet. Der maximale Umformweg der Vielzahl von Umformwerkzeugen kann aber auch am Wellental enden. Weiters kann sich der maximale Umformweg der Vielzahl von Umformwerkzeugen über das Wellental hinaus in Richtung auf einen Schienenfuß in das Ma terial des Schienenkopfes der Schiene hinein erstrecken. Durch das Festlegen und Begrenzen des maximalen Umformweges der Vielzahl an Umformwerkzeugen kann so der im zweiten Bearbeitungs schritt zu bearbeitende Oberflächenabschnitt der Lauffläche exakt vorbestimmt und festgelegt werden. Weiters kann damit auch der Umformgrad der Wellenberge besser vorherbestimmt werden.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher die pulsierende Umformkraft mittels eines Strahlverfahrens und einer Vielzahl an Strahlkörpem auf die zu bearbeitende Lauffläche aufgebracht wird. Damit kann ebenfalls eine mechanische Umformwirkung zumindest auf die einzuebnenden Wellenberge bzw. Erhebungen aufgebracht werden. Durch die Bewegung der Strahlkörper, welche z.B. von Kugeln oder dergleichen Körper gebildet sein können, enthal ten diese ein gewisses Ausmaß an kinetischer Energie, welche beim Auftreffen der einzelnen Strahlkörper auf die zu bearbeitende Oberfläche bzw. Lauffläche der Schiene zum größten Anteil in die aufzubringende Umformkraft umgewandelt wird.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn die Strahlkörper nach dem Um formvorgang mittels einer Sammeleinheit, insbesondere einer Saug Vorrichtung, aufgesammelt werden. Damit kann eine Wiederverwendung von bereits verwendeten Strahlkörpem für einen neuerlichen Behandlungsvorgang ermöglicht werden. Darüber hinaus wird so aber auch eine Ablagerung und damit verbundene mögliche Umweltbelastung im Bereich des Schienen strangs weitgehendst minimiert.

Eine weitere vorteilhafte Vorgehens weise ist dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Oberflächenwelligkeit in normaler Richtung auf die Längserstreckung der bearbeiteten Lauf fläche auf einen Amplituden- Wert verringert wird, der aus einem Amplituden- Wertbereich stammt, dessen untere Grenze 0,001 mm, insbesondere 0,004 mm, und dessen obere Grenze 0,01 mm, insbesondere 0,008 mm, beträgt. Damit kann durch den zweiten Bearbeitungs schritt trotz des zuvor erfolgten Abtragvorgangs mittels eines Radfräsers eine sehr geringe Oberflä chenwelligkeit erzielt werden. Damit kann die Lärmbelastung, welche im Fährbetrieb von Ei senbahnfahrzeugen entsteht, in einem hohen Ausmaß reduziert werden. Die Amplituden- Werte sollen so gewählt und in einer solchen Grenze eingeebnet werden, dass diese unterhalb der zur akustischen Emission beitragenden periodischen Oberflächenstruktur liegt.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, bei welcher die Oberflächenwelligkeit auf einen Mittenrauwert Ra von kleiner 0,004 mm reduziert wird und/oder modifiziert wird. Damit kann ebenfalls ein hoher Einebnungsgrad und damit verbunden eine sehr geringe Oberflä chenwelligkeit erzielt werden.

Eine andere Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, wenn beim ersten Bearbeitungsschritt die unmittelbar in Richtung der Längserstreckung hintereinander befindlichen Wellenberge in einem Abstandswert zueinander ausgebildet werden, der aus einem Abstands-Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 1,0 mm, insbesondere 1,8 mm, und dessen obere Grenze 14 mm, insbesondere 10 mm, beträgt. Damit kann in Abhängigkeit von den relevanten Bearbei tungsparametern, wie beispielsweise der Drehzahl des Fräsrades, der Anzahl der über den Umfang des Fräsrades verteilt angeordneten Fräserschneiden sowie der Relativgeschwindig keit zwischen dem Fräsrad und der Schiene, die Oberflächenwelligkeit in vorgegebenen Gren zen festgelegt und bestimmt werden.

Schließlich ist ein Vorgehen vorteilhaft, bei dem die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Be arbeitungsfahrzeugs während des Reprofilierungsvorgangs mit einem Geschwindigkeitswert durchgeführt wird, der aus einem Geschwindigkeits-Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 3 m/min, insbesondere 5 m/min, und dessen obere Grenze 40 m/min, insbesondere 30 m/min, beträgt. Durch die Wahl der Relativgeschwindigkeit zwischen der Schiene und der Bearbeitungseinheit kann so ein zusätzlicher Einfluss auf die nach dem zweiten Bearbeitungs schritt erzielte Ebenheit der Lauffläche genommen werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Schienenstrang mit einem Soll-Profil der Schienen, im Querschnitt und ver größerter Darstellung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schienenstrang mit einem darauf befindlichen Bearbei tungsfahrzeug mit der Bearbeitungseinheit und dessen Bearbeitungsaggregate;

Fig. 3 einen Schienenkopf der Schiene nach dem ersten Bearbeitung s schritt und einem die plastische Umformkraft aufbringenden Umformwerkzeug des zweiten Bear beitungsaggregats, in Seitenansicht;

Fig. 4 einen weiteren Schienenkopf der Schiene nach dem ersten Bearbeitungs schritt und einer Vielzahl die plastische Umformkraft aufbringenden Umformwerkzeuge, in Seitenansicht;

Fig. 5 einen anderen Schienenkopf der Schiene nach dem ersten Bearbeitungsschritt und einer weiteren Möglichkeit zum Aufbringen der plastischen Umformkraft mittels eines Kugelstrahlverfahrens, in Seitenansicht. Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

Der Begriff „insbesondere“ wird nachfolgend so verstanden, dass es sich dabei um eine mög liche speziellere Ausbildung oder nähere Spezifizierung eines Gegenstands oder eines Verfah rensschritts handeln kann, aber nicht unbedingt eine zwingende, bevorzugte Ausführungsform desselben oder eine zwingende Vorgehensweise darstellen muss.

Einleitend sei erwähnt, dass das nachfolgend beschriebene Reprofilierungsverfahren einerseits mit einer ortsfest positionierten Bearbeitungsanlage oder andererseits auch mittels einer mobi len Bearbeitungsanlage durchgeführt werden kann. Nachfolgend ist jener Fall beschrieben, bei welchem eine mobile Bearbeitungsanlage vorgesehen ist, welche entlang der zumindest einen zu bearbeitenden Schiene bewegt wird.

In den grundsätzlich zusammengehörigen Fig 1 bis 5 sind unterschiedliche Möglichkeiten und Anordnungen von Bearbeitungskomponenten, welche zur Reprofilierung von Schienen die nen, gezeigt und beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Schienenstrang 1 umfassend zumindest ein Paar von Schienen 2, welche Schienen 2 parallel zueinander im Abstand einer Spurweite von einander distanziert angeordnet sind. Die Schienen 2 sind in regelmäßigen, bevorzugt kurzen Abständen zumeist auf quer zu einer Gleisachse 3 ausgelegten Schwellen 4 aus Beton, Stahl, Holt oder Kunststoff befestigt, wobei hier auf die Darstellung von Befestigungselementen verzichtet worden ist. Die Gleisachse 3 bildet eine Mittelachse aus, wobei in dieser auch eine eine vertikale Ausrichtung aufweisende Mittelebene verlaufen kann. Die Schienen 2 des Schienenstrangs 1 bilden als Gleis zusammen mit dem Kleineisen und der Bettung den Ober bau einer Bahnstrecke aus. Grundsätzlich bilden die hier gezeigten und beschriebenen Schie nen 2 im Bahnwesen lineare Trag- und Führungselemente und somit den vorgegebenen Fahr weg für darauf befindliche Schienenfahrzeuge. Dabei sei erwähnt, dass der Querschnitt der Schienen 2 unterschiedlichst ausgebildet sein kann und dieser Querschnitt nur beispielhaft ge wählt wurde.

Jede der Schienen 2 umfasst in ihrem Querschnitt gesehen einen Schienenkopf 5, einen Schie nensteg 6 und einen Schienenfuß 7. Der Schienenkopf 5 ist dabei vom Schienensteg 6 getra gen und der Schienenfuß 7 ist seinerseits an der Schwelle 4 oder einem sonstigen Auflager bzw. Untergrund befestigt.

Der Teil des Schienenkopfs 5, der von Rädern eines Schienenfahrzeuges berührt werden kann, wird in diesem Zusammenhang als Lauffläche 10 bezeichnet. Die nicht dargestellten Spurkränze der Schienenfahrzeuge sind jeweils an einander zugewendeten Seiten der Schie nen 2 angeordnet, wobei dies auch jene Seiten sind, welche der Gleisachse 3 bzw. einer Gleis mitte zugewendet sind. Der Schienenkopf 5 ist seitlich durch eine innere Seitenfläche 8 und eine dieser gegenüberliegend angeordnete äußere Seitenfläche 9 begrenzt. Der sich im Quer schnitt gesehen zwischen den Seitenflächen 8 und 9 erstreckende Profilabschnitt kann im wei testen Sinn als Lauffläche 10 der Schiene 2 bezeichnet werden. Die Lauffläche 10 jeder Schiene 2 kann sich aus einer Fahrfläche 11 und einer Fahrkante 12 zusammensetzen. Die Fahrfläche 11 ist dabei an einer Oberseite des Schienenkopfs 5 verlaufend angeordnet, wobei die Fahrkante 12 den Übergang zur inneren Seitenfläche 8 bildet, welche der Gleismitte bzw. der Gleisachse 3 zugewendet ist.

An der Lauffläche 10 von verlegten Schienen 2 entstehen mit der Zeit Schäden, wie beispiels weise Korrosion, Verschleiß, Risse, Fahrflächenfehler wie Riffel, Wellen, Radschleuderstel len, Grübchenbildung, Querprofilveränderungen wie Abflachungen der bombierten Fahrflä che, Grate, Wülste oder dergleichen. Die Verschleißerscheinungen und/oder Schäden, die sich im Wesentlichen auf den äußersten Bereich der Lauffläche 10 beschränken, können durch Re profilieren der Schiene 2 Großteils beseitigt werden. Zumeist wird durch ein spanabhebendes Bearbeitungsverfahren das verschlissene bzw. beschädigte Material des Schienenkopfs 5 an der Oberfläche der Schiene 2 entfernt und der bearbeitete Schienenkopf 5 soweit als möglich wieder an ein Sollprofil der Schiene 2 angenähert.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft das Profilieren oder Reprofilieren der Lauffläche 10, insbesondere deren Fahrfläche 11 und/oder Fahrkante 12, wobei sich die Bearbeitung auch über die Fahrkante 12 hinaus über die innere Seitenfläche 8 erstrecken kann. Es wäre aber auch möglich, die Bearbeitung eventuell auch über die Fahrfläche 11 hinaus über die äu ßere Seitenfläche 9 durchzuführen.

In der Fig. 2 ist der aus den Schienen 2 gebildete Schienenstrang 1 in Draufsicht und einem auf den Schienen 2 abgestützten und daran geführten Bearbeitungsfahrzeug 13 mit dessen Be arbeitung seinheit 14 stark stilisiert und vereinfacht dargestellt. Die mögliche Bearbeitungs richtung und damit die Fortbewegungsrichtung des Bearbeitungsfahrzeugs 13 ist mit einem Pfeil angedeutet, wobei hier dies von links nach rechts erfolgt. Es wurden lediglich in Rich tung der Schienenstrang-Längsachse voneinander beabstandete Radsätze 15 angedeutet, von welchen zumindest einer der Radsätze 15 mit einem Antriebsmittel in Antriebs Verbindung stehen kann. Auf die Darstellung eines Grundrahmens des Bearbeitungsfahrzeugs 13 wurde der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet und nur die Umrisse des Bearbeitungsfahr zeugs 13 angedeutet.

Die Bearbeitungseinheit 14 umfasst zumindest ein erstes Bearbeitungsaggregat 16 mit zumin dest einem rotierend angetriebenen, spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug 17. Die Abstüt zung des ersten Bearbeitungsaggregats 16 kann z.B. mittels Gleitschuhen erfolgen, wobei zur Führung und relativen Ausrichtung bezüglich der Schiene 2 eigene Führungsmittel vorgese hen sein können. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass beiden Schienen 2 jeweils ein eigenes ers tes Bearbeitungsaggregat 16 zu deren Bearbeitung zugeordnet sein kann. Das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug 17 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Fräsrad mit einer Viel zahl an umfänglich hintereinander angeordneten sowie entlang des zu reprofilierenden Schie nenkopfprofils ausgerichteten Messerkopfschneiden ausgebildet. Die Messerkopfschneiden sind nicht näher bezeichnet und nur vereinfacht angedeutet. Die Messerkopfschneiden sind jeweils aus über den Umfang verteilt angeordneten Messerkopfsätzen zusammengefasst, wo bei jeder Messerkopfsatz aus mehreren an das Profil des Schienenkopfs 5 in deren Orientie rung und Ausrichtung angepasste Messerkopfschneiden gebildet ist. Durch die Rotationsbe wegung des Fräsrades wird von jeweils in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Messerkopfschneiden eines jeden Messerkopfsatzes eine eigene Bearbeitungsspur gebildet. Auf die Darstellung bzw. näher Bezeichnung von diversen Antriebsmitteln für das erste Bear beitungsaggregat 16 und dessen Bearbeitungswerkzeug 17 wurde der besseren Übersichtlich keit halber verzichtet. Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht auf die Schiene 2, wobei hier jene im Zuge des Abtragvor gangs durch das Reprofilieren entstehende Oberflächenwelligkeit von nur einer von den zuvor beschriebenen Messerkopfschneiden ausgebildeten Spur stark übertrieben und unmaßstäblich dargestellt ist. Die Oberflächenwelligkeit kommt durch die Relativbewegung zwischen der zumindest einen Schiene 2 und der Bearbeitungseinheit 14 zustande. So kann beispielsweise die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsfahrzeugs 13 oder die Fortbewegungsge schwindigkeit der Schiene 2 während des Reprofilierungsvorgangs mit einem Geschwindig keitswert durchgeführt werden, der aus einem Geschwindigkeits-Wertebereich stammt, des sen untere Grenze 3 m/min, insbesondere 5 m/min, und dessen obere Grenze 40 m/min, insbe sondere 30 m/min, beträgt.

Es erfolgt das Bearbeiten des Schienenkopfs 5 im Abschnitt von dessen Lauffläche 10 in ei nem ersten Bearbeitungs schritt mittels des zumindest einen spanabhebenden Bearbeitungs werkzeugs 17, wobei im ersten Bearbeitungsschritt der Werkstoffabtrag in einem Fräsvorgang durchgeführt wird. Bei diesem Werkstoffabtrag, der in Richtung der Längserstreckung der Schiene 2 durchgeführt wird, wird die zuvor beschriebene Oberflächenwelligkeit mit Wellen bergen 18 und Wellentälern 19 ausgebildet. Die Wellenberge 18 können auch als Erhöhungen und die Wellentäler 19 können auch als Vertiefungen bezeichnet werden.

Die Oberflächenwelligkeit, welche im Zuge des ersten Bearbeitungsschritts durch den Fräs vorgang entsteht, kann beispielsweise von unmittelbar in einer Spur bzw. Frässpur sowie in Richtung der Längserstreckung hintereinander befindlichen Wellenbergen 18 in einem Ab standswert zueinander ausgebildet werden, der aus einem Abstands-Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 1,0 mm, insbesondere 1,8 mm, und dessen obere Grenze 14 mm, insbe sondere 10 mm, beträgt. Der Abstandswert ist dabei von der Drehzahl des Fräsrades, der An zahl an Messerkopfsätzen und der Relativgeschwindigkeit zwischen der Schiene 2 und dem spanabhebenden Bearbeitungs Werkzeugs 17 abhängig. Je höher der Geschwindigkeitsunter schied und/oder je geringer die Drehzahl des Fräsrades ist, desto länger ist der Abstandswert.

Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und Fig. 3 zu ersehen ist, umfasst die Bearbeitungs einheit 14 auch noch zumindest ein zweites Bearbeitungsaggregat 20, welches dazu vorgese hen ist, die zuvor beschriebene Oberflächenwelligkeit zu reduzieren. Dies sollte allerdings ohne einen weiteren Werkstoffabtrag im Bereich des Schienenkopfs 5 erfolgen bzw. durchge führt werden. Die Reduzierung und die damit einhergehende Einebnung zumindest der Wellenberge 18 soll mittels plastischer Umformung erfolgen. Durch die plastische Umformung wird das Material bzw. der Werkstoff der Schiene 2 geringfügig verlagert, wodurch die Geradheit der Laufflä che 10 verbessert wird. Die geringfügige Verlagerung oder Umlagerung des Materials erfolgt hauptsächlich und in einem überwiegenden Ausmaß bzw. überwiegenden Anteil bei den Wel lenbergen 18, wobei diese Verlagerung in einem überwiegenden Ausmaß in Richtung der Längserstreckung der Schiene 2 erfolgt. So werden die jeweiligen Wellenberge 18 bevorzug durch eine aufgebrachte Umformkraft 21 in die jeweils unmittelbar benachbart angeordneten oder unmittelbar daneben befindlichen Wellentäler 19 hinein verformt. Damit wird ein An gleichen an einen überwiegend geradlinig verlaufenden Längsverlauf der fertig reprofilierten Lauffläche 10 der Schiene 2 erzielt.

Zur Durchführung der plastischen Umformung ist das Aufbringen zumindest einer in Rich tung auf die zu bearbeitende Lauffläche 10 gerichteten Umformkraft 21 erforderlich. Die Um formkraft 21 kann mit unterschiedlichsten Mitteln, wie z.B. einem zweiten oder weiteren Be arbeitung s Werkzeug aufgebracht werden. Dabei soll die zumindest eine Umformkraft 21 in einer normalen Ausrichtung auf die zu bearbeitende Lauffläche 10 aufgebracht werden. Wei ters kann es vorteilhaft sein, wenn die Umformkraft 21 pulsierend aufgebracht wird. Dies kann mittels elektrischer und/oder pneumatischer und/oder hydraulischer Antriebsmittel erfol gen, wie diese allgemein aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Unter einer pulsierenden Aufbringung wird hier verstanden, dass eine nicht kontinuierlich übertragene Energie (Stoßenergie) über eine Werkstück-Oberfläche in das Material einge bracht wird. Die Umformung oder Kaltverformung des Schienenwerkstoffs erfolgt aufgrund der Energiedissipation beim Auftreffen der Stoßenergie auf die Werkstück-Oberfläche, wel che als plastische Dissipationsenergie bezeichnet werden kann.

Die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft 21 kann auch mit einer schwellen den Intensität aufgebracht werden. Weiters kann auch die Lrequenz der zumindest einen pul sierend aufgebrachten Umformkraft 21 gleichmäßig oder mit einer sich ändernden Lrequenz aufgebracht werden. Damit kann die Schwingungszahl pro Sekunde an die jeweiligen Einsatz bedingungen oder Anforderungen angepasst werden.

Wie eingangs erwähnt, kann die Bearbeitungseinheit 14 mit den Bearbeitungsaggregaten 16, 20 ortsfest positioniert angeordnet sein und die zu bearbeitende Schiene 2 wird während der Bearbeitungs schritte relativ bezüglich der Bearbeitungseinheit 14 in Richtung ihrer Längser streckung durch die Bearbeitungseinheit 14 hindurchbewegt.

Bevorzugt wird jedoch die Nachbearbeitung und Reprofilierung an dem im Gleisbett verleg ten Schienenstrang 1 durchgeführt. In diesem Fall ist die Bearbeitungseinheit 14 am Bearbei tungsfahrzeug 13 angeordnet oder daran gehalten. Das Bearbeitungsfahrzeug 13 wird entlang des verlegten und von Schienen 2 gebildeten Schienenstrangs 1 verfahren, wobei die Bearbei tung der zu bearbeitenden Lauffläche 10 während der Verfahrbewegung des Bearbeitungs fahrzeugs 13 durchgeführt wird.

Um eine Ausrichtung zwischen der zu bearbeitenden Schiene 2 und zumindest einem der Be arbeitungsaggregate 16, 20 zu erzielen, kann wie allgemein bekannt, zumindest ein Führungs mittel 22 zur Führung zumindest eines der Bearbeitungsaggregate 16, 20 der Höhe und/oder der Seite nach relativ bezüglich des zu bearbeitenden Schienenkopfs 5 vorgesehen sein. Be vorzug kann jedem der Bearbeitungsaggregate 16, 20 ein eigenes Führungsmittel 22 zugeord net und mit diesem gekoppelt sein.

Wie nun aus der Fig. 3 weiters zu ersehen ist, kann das zweite Bearbeitungsaggregat 20 zu mindest ein Umformwerkzeug 23 umfassen. Das zumindest eine Umformwerkzeug 23 ist in einer von der zu bearbeitenden Schienenoberfläche (Lauffläche 10) abgehobenen Stellung dargestellt. Das zumindest eine Umformwerkzeug 23 umfasst eine der Lauffläche 10 des zu bearbeitenden Schienenkopfs 5 zugewendete Arbeitsfläche 24. Die Arbeitsfläche 24 ist ihrer seits ebenflächig ausgebildet und weist eine Längserstreckung auf, welche sich zumindest über zwei, bevorzugt jedoch über zumindest drei, in Richtung der Längserstreckung unmittel bar hintereinander befindliche Wellenberge 18 erstreckt. Dies ist jeweils in der Fig. 3 und der nachfolgenden Fig. 4 angedeutet. Die Längserstreckung der Arbeitsfläche 24 kann sich auch über eine größere Anzahl an unmittelbar hintereinander befindlichen Wellenbergen 18 erstre cken.

Damit deckt die Arbeitsfläche 24 zumindest ein Wellental 19, bevorzugt jedoch zumindest zwei Wellentäler 19, in Richtung der Längserstreckung der Schiene 2 ab. So wird erreicht, dass die Arbeitsfläche 24 auch während des zweiten Bearbeitungsschritts stets an zumindest zwei der Wellenberge 18 zur umformenden Anlage kommt. Es sei erwähnt, dass z.B. jeder der zuvor beschriebenen Spuren der einzelnen Messerkopfschneiden ein eigenes Umform werkzeug 23 zugeordnet sein kann. Dann sind mehrere Umformwerkzeuge 23 vorgesehen, wobei die Umformwerkzeuge 23 zueinander versetzt über den zu bearbeitenden Profilquer schnitt verteilt angeordnet sind.

Bei diesem etwas größer und volumiger ausgebildeten zumindest einen Umformwerkzeug 23 kann die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft 21 aus einem Kraft- Wertebe reich stammen, dessen untere Grenze 20 kN, insbesondere 40 kN, und dessen obere Grenze 80 kN, insbesondere 60 kN, beträgt.

Weiters kann die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft 21 mit einer Frequenz aufgebracht werden, welche aus einem Frequenz-Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 100 Hertz (Hz), insbesondere 150 Hertz (Hz), und dessen obere Grenze 350 Hertz (Hz), ins besondere 300 Hertz (Hz), beträgt.

In der Fig. 4 ist eine weitere Anordnungsmöglichkeit und Ausbildung des zweiten Bearbei tungsaggregats 20 an einer zu bearbeitenden Schiene 2 in einer Seitenansicht auf die Schiene 2 dargestellt. Es ist hier wiederum jene im Zuge des Abtragvorgangs durch das Reprofilieren entstehende Oberflächenwelligkeit von nur einer von den zuvor beschriebenen Messerkopf schneiden ausgebildeten Spur stark übertrieben und unmaßstäblich dargestellt.

Das zweite Bearbeitungsaggregat 20 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Umformwerkzeugen 25. Jedes der Umformwerkzeuge 25 ist stiftförmig oder nadelförmig ausgebildet und kann jeweils mit einem kalottenförmig ausgebildeten Hammerkopf versehen sein. Ein maximaler Umformweg der Vielzahl von Umformwerkzeugen 25 soll so bemessen sein, dass dieser zumindest noch vor dem Erreichen des Wellentals 19 endet. Der maximale Umformweg kann aber auch so bemessen sein, dass dieser am Wellental 19 endet. Unabhän gig davon wäre es aber auch noch möglich, dass sich der Umformweg über das Wellental hin aus in Richtung auf den Schienenfuß 7 in das Material des Schienenkopfes 5 hinein erstreckt. Weiters ist noch dargestellt, dass die einzelnen Umformwerkzeuge 25 nicht alle gleichzeitig hin in Richtung auf die umzuformende Lauffläche 10 verstellt werden, sondern die Umform bewegung pulsierend und abwechselnd mittels der stiftförmig oder nadelförmig ausgebildeten Vielzahl von Umformwerkzeugen 25 erfolgen kann. Deshalb sind die Bearbeitungsenden der Umformwerkzeuge 25 in einem zueinander unterschiedlichen Abstand von der Lauffläche 10 dargestellt. Bei diesem Beispiel zur Aufbringung der pulsierenden Umformkraft 21 kann diese aus einem Kraft- Wertebereich stammen, dessen untere Grenze 150 N, insbesondere 650 N, und dessen obere Grenze 1,5 kN, insbesondere 1,0 kN, beträgt.

Dabei kann die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft 21 mit einer Frequenz aufgebracht werden, welche aus einem Frequenz- Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 500 Hertz (Hz), insbesondere 1 Kilohertz (kHz), und dessen obere Grenze 3 Kilohertz (kHz), insbesondere 2 Kilohertz (kHz), beträgt.

In der Fig. 5 ist noch angedeutet, dass die vom zweiten Bearbeitung saggregat 20 aufgebrachte Umformkraft 21 mittels eines Kugelstrahlverfahrens aufgebracht werden kann. Beim Kugel strahlverfahren werden die Vielzahl an einzelnen Kugeln 26 mit einer vorbestimmten Ge schwindigkeit auf die zu bearbeitende Lauffläche 10 geschleudert bzw. bewegt und damit die Umformkraft 21 aufgebaut. Bei diesem Bearbeitungsschritt mit den Kugeln 26 sollen diese nach dem Umformvorgang mittels einer Sammeleinheit 27, insbesondere einer Saugvorrich tung, wieder aufgesammelt werden. Damit können die aufgesammelten Kugeln 26 einer neu erlichen Verwendung zugeführt werden. Die Zuführung der einzelnen Kugeln 26 ist schema tisch angedeutet, wobei diese in einem zentralen Zufuhrkanal 28, der in Richtung auf die zu bearbeitende Lauffläche 10 gerichtet ist, mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit bewegt werden. Nach dem Auftreffen auf der Lauffläche 10 und der damit verbundenen mechani schen Kaltumformung werden die Kugeln 26 von der hier außenliegend um den Zufuhrkanal 28 herum angeordneten Sammeleinheit 27 mittels eines Saugvorgangs aufgesammelt. Diese Darstellung ist schematisch vereinfacht gewählt, wobei hier auch eine schräge oder winkelige Ausrichtung des Kugelstrahls auf die Lauffläche 10 möglich ist.

Bei dem zuvor beschriebenen Kugelstrahlverfahren handelt es sich um speziell ausgebildete Strahlkörper, welche eine Kugelform aufweisen. Es sei an dieser Stelle noch angeführt, dass die vom zweiten Bearbeitungsaggregat 20 aufgebrachte Umformkraft 21 nicht nur durch Ku geln 26 sondern durch beliebig anders ausgebildete, sogenannte Strahlkörper 29, auch mit pulsierender Energieübertragung aufgebracht werden kann. Die Raumform der einzelnen Strahlkörper 29 kann auch von der Kugelform abweichen und beliebig gewählt werden. Es könnte z.B. auch ein Sandstrahlverfahren zur Einbringung und der damit verbundenen plasti schen Umformung eingesetzt werden. Als Werkstoffe für die Strahlkörper 29 können z.B. me tallisch, mineralisch oder keramisch Materialien ausgewählt werden. Bei diesem beschriebenen Beispiel zur Aufbringung der pulsierenden Umformkraft 21 kann diese aus einem Kraft- Wertebereich stammen, dessen untere Grenze 20 N, insbesondere 30 N, und dessen obere Grenze 50 N, insbesondere 40 N, beträgt.

Dabei kann die zumindest eine pulsierend aufgebrachte Umformkraft 21 mit einer Frequenz aufgebracht werden, welche aus einem Frequenz- Wertebereich stammt, dessen untere Grenze 5 Kilohertz (kHz), insbesondere 10 Kilohertz (kHz), und dessen obere Grenze 25 Kilohertz (kHz), insbesondere 20 Kilohertz (kHz), beträgt.

Bei all den zuvor beschriebenen und mit unterschiedlichen Mitteln durchgeführten zweiten Bearbeitungs schritten soll die Amplitude der Oberflächenwelligkeit in normaler Richtung auf die Längserstreckung der bearbeiteten Lauffläche 10 auf einen Amplituden- Wert verringert werden, der aus einem Amplituden- Wertbereich stammt, dessen untere Grenze 0,001 mm, insbesondere 0,004 mm, und dessen obere Grenze 0,01 mm, insbesondere 0,008 mm, beträgt.

Aufgrund der plastischen Umformung kann auch die Oberflächenwelligkeit auf einen Mitten rauwert Ra von kleiner 0,004 mm reduziert und/oder modifiziert werden. Es kann damit aber auch eine Oberflächenhärtung zumindest der behandelten Abschnitte der Lauffläche 10 erzielt werden.

Weiters soll der plastische Umformvorgang unterhalb der Rekristallisationstemperatur des je weiligen Schienenwerkstoffs der Schiene 2 durchgeführt werden. Damit können thermische Belastungen und ungewollte Gefüge Änderungen zumindest im Oberflächenbereich verhin dert werden.

Bei all den zuvor beschriebenen Reprofilierungs-Vorgängen erfolgt zuerst ein mechanischer Materialabtrag zumindest im Bereich des Schienenkopfes 5 mittels zumindest eines spanabhe benden Bearbeitungswerkzeugs 17, insbesondere eines Radfräsers. Nachfolgend und anschlie ßend daran erfolgt die weitere mechanische Umformung des Materials des zuvor bearbeiteten Schienenkopfes 5. Es erfolgt im zweiten oder nachfolgenden Arbeitsschritt kein weiterer Ma terialabtrag, sondern nur eine mechanische Umformung und die damit verbundene Glättung der Oberflächenwelligkeit. Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge stellt wurden.

Bezugszeichenaufstellung Schienenstrang Schiene Gleisachse Schwelle Schienenkopf Schienensteg Schienenfuß innere Seitenfläche äußere Seitenfläche Lauffläche Fahrfläche Fahrkante Bearbeitungsfahrzeug Bearbeitungseinheit Radsatz erstes Bearbeitungsaggregat Bearbeitungswerkzeug Wellenberg Wellental zweites Bearbeitungsaggregat Umformkraft Führungsmittel Umformwerkzeug Arbeitsfläche Umformwerkzeug Kugel Sammeleinheit Zufuhrkanal Strahlkörper