Verfahren und Gleisstopfmaschine zum Unterstopfen eines Gleises

Technisches Gebiet

[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstopfen von mehreren in einem Schotterbett gelagerten Schwellen eines Gleises mittels mehrerer an einem Maschinenrahmen einer Gleisstopfmaschine hintereinander angeordneter Stopfaggregate mit paarweise einander gegenüberliegenden Stopfwerkzeugen, wobei während eines Stopfvorgang mittels des jeweiligen Stopfaggregats lediglich eine Schwelle unterstopft wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Maschine zur Ausführung des Verfahrens.

Stand der Technik

[02] Zur Wiederherstellung bzw. Erhaltung einer vorgegebenen Gleislage werden Gleise mit Schotterbettung regelmäßig mittels einer Stopfmaschine bearbeitet. Dabei befährt die Stopfmaschine das Gleis und hebt den aus Schwellen und Schienen gebildeten Gleisrost mittels eines Hebe- /Richtaggregats auf ein Sollniveau. Eine Fixierung der neuen Gleislage erfolgt durch Unterstopfen der Schwellen mittels eines Stopfaggregats. Das Stopfaggregat umfasst Stopfwerkzeuge mit Stopfpickeln, die bei einem Stopfvorgang mit einer Schwingung beaufschlagt in das Schotterbett eintauchen und zueinander beigestellt werden. Dabei wird der Schotter unter die jeweilige Schwelle geschoben und verdichtet.

[03] Insbesondere Strecken-Stopfmaschinen nutzen Stopfaggregate zum gleichzeitigen Unterstopfen mehrerer Schwellen. Die damit erreichte hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht die Durcharbeitung eines Gleises in kurzen Sperrpausen. Moderne Stopfmaschine zeichnen sich zudem durch geringe Verschleißwirkungen sowohl auf das Stopfaggregat als auch auf den Schotter aus.

[04] Aus der AT 513 034 A1 sind ein Verfahren und eine gattungsgemäße Gleisstopfmaschine mit mehreren hintereinander angeordneten Stopfaggregaten bekannt. Jedes Stopfaggregat ist höhenverstellbar in einem gemeinsamen Aggregatträger angeordnet. Ein Stopfvorgang beginnt mit dem gemeinsamen Absenken der Stopfaggregate. Diese gemeinsame Absenkung von aneinandergrenzenden Stopfaggregaten zum Unterstopfen von in Maschinenlängsrichtung benachbarten Schwellen erfolgt dabei zeitverzögert. Damit wird insbesondere das Eintauchen von unmittelbar benachbarten, in ein gemeinsames Schwellenfach eintauchenden Stopfpickel erleichtert.

[05] Eine Anpassung an unterschiedliche Schwellenteilungen ist bei solchen Stopfaggregaten nur eingeschränkt möglich, indem die Öffnungsweite der einander paarweise gegenüberliegenden Stopfwerkzeuge verändert wird. Konkret werden die unteren Hebelarme der nicht aneinandergrenzenden Stopfwerkzeuge nach außen bewegt. Die an den unteren Hebelarmen befestigten Stopfpickel werden dabei schräggestellt, mit Nachteilen beim Eintauchen in das Schotterbett und beim Hochfahren der Stopfpickel.

Darstellung der Erfindung

[06] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass bei einer flexiblen Anpassung an unterschiedliche Schwellenteilungen qualitativ hochwertige Stopfergebnisse erzielt werden. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechend verbesserte Gleisstopfmaschine anzugeben.

[07] Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.

[08] Dabei ist vorgesehen, dass einer Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung von Längsstellantrieben eine Schwellenteilung der zu unterstopfenden Schwellen vorgegeben wird, dass vor einem Stopfvorgang die Stopfaggregate mittels der Längsstellantriebe in Maschinenlängsrichtung zueinander positioniert werden, um die Positionen der Stopfaggregate an die vorgegebene Schwellenteilung anzupassen und dass während des Stopfvorgangs nicht unmittelbar hintereinanderliegende Schwellen unterstopft werden. Durch die Beabstandung der Stopfaggregate zueinander in Maschinenlängsrichtung um jeweils mehr als eine Schwellenteilung sind ausreichend Freiräume vorhanden. Auch bei unterschiedlichen Schwellenteilungen ist jedes Stopfaggregat genau über einer zu unterstopfenden Schwelle positionierbar, ohne die Stellung der Stopfwerkzeuge zu verändern.

[09] Zudem wird vermieden, dass Stopfwerkzeuge der hintereinander positionierten Stopfaggregate in dasselbe Schwellenfach eintauchen. Das schont sowohl die Stopfaggregate als auch den Schotter. Jeder an den Stopfwerkzeugen befindliche Stopfpickel vollzieht den gleichen Eintauchvorgang, mit geringem Eindringwiderstand und ohne Beeinflussung durch Stopfpickel der anderen Stopfaggregate. Auch bei schmalen Schwellenfächern sind ausreichende Beistellwege vorhanden, um eine optimale Unterstopfung der jeweiligen Schwelle sicherzustellen. Aus diesen einheitlichen Bedingungen für alle Stopfpickel resultiert eine homogene Mehrschwellenstopfung mit gleichbleibenden, optimierten Verdichtungsvorgängen. Beispielsweise wird ein Abwandern des Schotters zwischen einer am jeweiligen Stopfpickelende angeordneten Pickelplatte und einer Schwellenunterkante vermieden, weil immer ausreichend beigestellt werden kann.

[10] In einer Weiterbildung des Verfahrens werden für jedes Stopfaggregat während eines Stopfvorgangs mittels an einem zugehörigen Stopfwerkzeug angeordneter Kraft- und/oder Bewegungssensoren Verläufe einer auf das Stopfwerkzeug wirkenden Schotterkraft über einem vom Stopfwerkzeug zurückgelegten Weg erfasst, um daraus eine Kenngröße zur Verdichtungskontrolle abzuleiten. Durch die Beabstandung in Maschinenlängsrichtung um ein Vielfaches der Schwellenteilung liefert jedes Stopfaggregat genaue Messergebnisse ohne Beeinflussung durch die anderen Stopfaggregate. Somit sind die in der Veröffentlichung AT 520056 A1 beschriebenen Methoden zur Bestimmung einer Kenngröße für alle Stopfaggregate gleichermaßen anwendbar. Das ermöglicht auch für die vorliegende Mehrschwellenstopfung eine durchgehende Verdichtungskontrolle in Echtzeit.

[11] Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass vor einem Stopfzyklus die Positionen der Schwellen mittels einer an der Gleisstopfmaschine angeordneten Sensoreinrichtung erfasst werden und dass aus den erfassten Positionen die aktuelle Schwellenteilung abgeleitet wird. Eine entsprechende Sensoreinrichtung ist aus der AT 519739 A4 bekannt. Auf diese Weise erfolgt eine automatisierte Anpassung der Stopfaggregatpositionen an unterschiedliche Schwellenteilungen. Die Sensoreinrichtung ist auch für eine weitergehende Automatisierung der Mehrschwellenstopfung geeignet. Dabei werden Sensordaten genutzt, um jedem Stopfwerkzeug eine Stopfposition vorzugeben. Eine Bedienperson bestätigt vorgeschlagene Stopfpositionen oder überwacht einen vollautomatischen Betrieb der Gleisstopfmaschine.

[12] Vorteilhafterweise wird ein aus den Schwellen und darauf befestigter Schienen gebildeter Gleisrost vor dem Unterstopfen mittels eines Hebe- Richtaggregats angehoben und seitlich gerichtet, wobei eine Höhenlage und eine Querlage der Schienen mittels einer vor dem vordersten Stopfaggregat positionierten Messeinrichtung erfasst werden. Durch die Nivellierabnahme beim vordersten Stopfaggregat wird der Gleisrost mit hoher Genauigkeit in eine vorgegebene Gleislage gebracht.

[13] Dabei ist es von Vorteil, wenn während eines ersten Stopfvorgangs am Beginn einer Baustellenbearbeitung einmalig lediglich mit dem vordersten Stopfaggregat gestopft wird, damit der Gleisrost in einer angehobenen Höhenlage und einer gerichteten Querlage fixiert wird. Die Fixierung des Gleisrostes erfolgt dabei in unmittelbarer Nähe zur Messeinrichtung, wodurch eine hohe Qualität der resultierenden Gleislage erreicht wird.

[14] Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass bei drei hintereinander im Abstand der doppelten Schwellenteilung angeordneten Stopfaggregaten nach dem ersten Stopfvorgang alle drei Stopfaggregate um drei Schwellenteilungen in Arbeitsrichtung vorwärtsbewegt werden, dass während eines zweiten Stopfvorgangs lediglich mit dem vordersten und dem mittleren Stopfaggregat unterstopft wird, dass nach dem zweiten Stopfvorgang wiederum alle drei Stopfaggregate um drei Schwellenteilungen in Arbeitsrichtung vorwärtsbewegt werden und dass währen eines dritten Stopfvorgangs mit allen drei Stopfaggregaten gestopft wird. Mit dieser Abfolge von Verfahrensschritten wird bereits am Baustellenbeginn jede Schwelle auf effiziente Weise unterstopft. Dabei bildet sich am Anfang des bearbeiteten Gleisabschnitts eine gleichförmige Rampe gegenüber dem anschließenden unbearbeiteten Gleis aus.

[15] Sinnvollerweise werden bei drei hintereinander im Abstand der doppelten Schwellenteilung angeordneten Stopfaggregaten nach einer anfänglichen Unterstopfung von unmittelbar hintereinander positionierten Schwellen alle Stopfaggregate vor einem Stopfvorgang um drei Schwellenteilung in Arbeitsrichtung vorwärtsbewegt, wobei während eines Stopfvorgangs mit allen drei Stopfaggregaten gestopft wird. Auch bei geänderten Schwellenteilung wird dieser Drei-Schwellen-Modus beibehalten. Eine Umschaltung auf einen Ein- oder Zwei-Schwellen-Modus entfällt. Somit wird eine schnelle Mehrschwellenstopfung mit hoher Bearbeitungsqualität erzielt. Der Einsatz von drei Stopfaggregaten stellt dabei ein Optimum zwischen einer notwendigen Länge der Gleisstopfmaschine bzw. des Abstandes zwischen den Schienenfahrwerken und der erzielbaren Arbeitsgeschwindigkeit dar. Auch der angehobene und zu fixierende Gleisrostabschnitt weist beim Einsatz von drei Stopfaggregaten eine optimale Länge bezüglich der auftretenden Biegeradien auf.

[16] Jedoch ist es für eine weitere Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit auch sinnvoll, die Länge der Gleisbaumaschine bzw. den Abstand zwischen den Schienenfahrwerken zu erhöhen, um vier mit doppelter Schwellenteilung hintereinander angeordnete Stopfaggregate anzuordnen. Für einen einfacheren Aufbau der Gleisbaumaschine ist auch eine Anordnung von zwei mit doppelter Schwellenteilung hintereinander angeordneter Stopfaggregate sinnvoll.

[17] Eine weitere Verbesserung des Verfahrens sieht vor, dass zum Unterstopfen von Y-Schwellen mit dem vordersten Stopfaggregat ein Schienenstrang gestopft wird und dass mit dem dahinter positionierten Stopfaggregat der andere Schienenstrang gestopft wird. Damit wird die Einsatzmöglichkeit der Gleisstopfmaschine zusätzlich erweitert.

[18] Eine erfindungsgemäße Gleisbaumaschine umfasst mehrere an einem Maschinenrahmen hintereinander angeordnete Stopfaggregate zum gleichzeitigen Unterstopfen von mehreren Schwellen eines Gleises, wobei jedes Stopfaggregat einen mittels eines Höhenstellantriebs höhenverstellbaren Werkzeugträger umfasst, auf dem paarweise einander gegenüberliegende Stopfwerkzeuge gelagert sind, welche über Antriebe in Schwingung versetzbar und zueinander bestellbar sind. Dabei ist die Maschine in der Weise zur Durchführung eines der genannten Verfahren eingerichtet, dass die Stopfaggregate mittels Längsstellantriebe in Maschinenlängsrichtung zueinander verschiebbar sind und dass die Längsstellantriebe mittels einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung ansteuerbar sind, um die Stopfaggregate zueinander mit einem Abstand zu positionieren, der einem Vielfachen einer vorgegebenen Schwellenteilung entspricht. Eine solche Mehrschwellenstopfmaschine ist zur flexiblen, effizienten und qualitativ hochwertigen Bearbeitung von Streckengleisen einsetzbar.

[19] Vorteilhafterweise umfasst jedes Stopfwerkzeug an einem unteren freien Ende einen Stopfpickel, der in einer Eintauchstellung vertikal ausgerichtet ist. Damit wird ein schneller und schonender Eintauchvorgang in das Schotterbett erzielt, mit einer geringen Belastung der Stopfwerkzeuge und sonstiger Aggregatkomponenten. Durch das geringe Eintauchvolumen ist auch der Schotter geringen Belastungen ausgesetzt, wodurch unerwünschte Schotterzertrümmerung vermieden wird. Zudem führt der sanfte Eintauchvorgang zu einer geringen Lärmemission. Der gegenüber schräg eintauchenden Stopfpickel schnellere Eintauchvorgang erhöht insgesamt die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine. Zudem hinterlassen die vertikal ausgerichteten Stopfpickel beim Herausheben aus dem Schotterbett einen geringeren Hohlraum, in den Schotter nachrutscht. Die erzielte Verdichtung bleibt dadurch erhalten.

[20] Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass ein Hauptrahmen auf Fahrwerken abgestützt auf dem Gleis verfahrbar ist und dass der Maschinenrahmen mit den Stopfaggregaten gegenüber dem Hauptrahmen in Maschinenlängsrichtung verschiebbar angeordnet ist. Während eines Arbeitseinsatzes bewegt sich der Hauptrahmen mit Fahrerkabinen, Fahrantrieb und sonstigen schweren Einrichtungen kontinuierlich entlang des Gleises, wodurch diese Massen nicht bei jedem Stopfzyklus abgebremst und beschleunigt werden müssen. Lediglich der Maschinenrahmen mit den Stopfaggregaten wird während eines Stopfzyklus angehalten, wodurch gegenüber dem Hauptrahmen eine Verschiebung entgegen der Fahrtrichtung erfolgt. Am Ende eines Stopfzyklus wird der Maschinenrahmen zur neuen Stopfposition bewegt, wobei gegenüber dem Hauptrahmen eine Verschiebung in Fahrtrichtung erfolgt. Bei dieser Ausführung ist eine schnelle Arbeitsweise mit einer energieeffizienten Vorwärtsbewegung der Maschine kombiniert.

[21] Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das jeweilige Stopfaggregat bezüglich einer zur Maschinenlängsrichtung orthogonalen Symmetrieebene symmetrisch aufgebaut ist. Daraus resultieren gleiche Vibrationsamplituden der paarweise einander gegenüberliegenden Stopfwerkezeuge. Beim Stopfvorgang wirken die entsprechenden Stopfpickel gleichzeitig auf die zwischen ihnen befindlichen Schotterkörner ein (gleiche Stopfpickeldynamik im Gegenschlag). Resultat ist eine homogene Verdichtung mit effektivem Energieeintrag in das Schotterbett.

[22] Vorteilhafterweise sind die hintereinander angeordneten Stopfaggregate baugleich aufgebaut. Die sich damit ergebenden baugleichen Aggregatteile vereinfachen den Aufbau der Maschine. Wartungsarbeiten sind dadurch mit weniger Aufwand in kürzerer Zeit durchführbar, wobei insgesamt weniger unterschiedliche Ersatzteilen benötigt werden.

[23] Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass jedes Stopfaggregat quer zur Maschinenlängsrichtung mehrere nebeneinander angeordnete Stopfeinheiten umfasst, die auf einer gemeinsamen Trägervorrichtung befestigt sind und insbesondere separat höhenverstellbare Werkzeugträger aufweisen. Damit wird die Einsatzflexibilität der Maschine erhöht. Beispielsweise werden in Weichenabschnitten oder bei Hindernissen im Gleis nur jene Stopfeinheiten aktiviert, der Stopfwerkzeuge in ein freies Schwellenfach eintauchbar sind.

[24] Zudem ist es von Vorteil, wenn eines der hintereinander angeordneten Stopfaggregate am Maschinenrahmen befestigt ist und wenn die anderen Stopfaggregate auf mit dem Maschinenrahmen gekoppelten Längsführungen gelagert sind. Die mechanische Verbindung der Stopfaggregate mit dem Maschinenrahmen ist auf diese Weise einfach aufgebaut, ohne die Verschiebbarkeit der Stopfaggregate zueinander einzuschränken. Bei drei hintereinander angeordneten Stopfaggregaten sind vorzugsweise das vorderste und das hinterste Stopfaggregat mittels Längsführung am Maschinenrahmen gelagert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[25] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 Gleisstopfmaschine mit drei Stopfaggregaten

Fig. 2 Stopfaggregate zum gleichzeitigen Unterstopfen von drei Schwellen in Seitenansicht

Fig. 3 Stopfvorgang mit Stopfaggregaten gemäß Fig. 2 bei einer ersten Schwellenteilung

Fig. 4 Stopfvorgang mit Stopfaggregaten gemäß Fig. 2 bei einer zweiten Schwellenteilung

Fig. 5 Stopfvorgang mit Stopfaggregaten gemäß Fig. 2 bei einer dritten Schwellenteilung

Fig. 6 Stopfaggregat in Vorderansicht

Fig. 7 Stopfvorgänge mit Stopfaggregaten gemäß Fig. 2 am Beginn eines Arbeitseinsatzes

Fig. 8 Stopfvorgänge mit Stopfaggregaten gemäß Fig. 2 in einem Drei- Schwellen-Modus

Fig. 9 Stopfvorgang mit zwei Stopfaggregaten bei einer ersten Schwellenteilung

Fig. 10 Stopfvorgang mit zwei Stopfaggregaten bei einer zweiten Schwellenteilung

Fig. 11 Stopfvorgang mit zwei Stopfaggregaten bei einer dritten Schwellenteilung

Fig. 12 Stopfvorgänge mit zwei Stopfaggregaten in einem Zwei-Schwellen- Modus Beschreibung der Ausführungsformen

[26] Die in Fig. 1 dargestellte Gleisstopfmaschine 1 ist zum gleichzeitigen Unterstopfen von drei in einem Schotterbett 2 eines Gleises 3 gelagerten Schwellen 4 ausgebildet. Die Maschine 1 umfasst einen auf Schienenfahrwerken 5 gestützten Hauptrahmen 6. Am Hauptrahmen 6 ist ein in Maschinenlängsrichtung 7 verschiebbarer Maschinenrahmen 8 gelagert, auf dem hintereinander drei Stopfaggregate 9 befestigt ist. In einer einfacheren, nicht dargestellten Variante umfasst die Maschine 1 lediglich einen auf Schienenfahrwerken 5 abgestützten Maschinenrahmen 8. Der Maschinenrahmen 8 ist dann zugleich der Hauptrahmen.

[27] Am Hauptrahmen 6 sind eine Fahrerkabine 10 und ein Fahrantrieb 11 angeordnet. Abhängig von Automatisierungsgrad befindet sich hinter den Stopfaggregaten 9 eine zusätzliche Bedienerkabine 12. Von dieser Kabine 12 aus hat eine Bedienperson 13 freien Blick auf die Stopfaggregate 9 um Einstellungen vorzunehmen. Zusätzlich oder als Alternative ist ein Videosystem 14 angeordnet. Damit werden die Positionen und Arbeitsstellungen der Stopfaggregate 9 in der Fahrerkabine 10 angezeigt und können von dort aus von der Bedienperson 13 überwacht und beeinflusst werden.

[28] Des Weiteren umfasst die Maschine 1 ein Hebe-ZRichtaggregat 15 zum Heben und Richten eines aus Schwellen 4 und darauf befestigten Schienen 16 gebildeten Gleisrostes 17. Mit einem Messsystem 18 wird eine aktuelle Schienenlage erfasst. Dieses Messsystem 18 umfasst eine Messeinrichtung 19 unmittelbar vor dem vordersten Stopfaggregat 9 und zur Referenzierung gegenüber dem Gleis 3 jeweils eine Messeinrichtung 19 im vorderen Bereich und im hinteren Bereich der Maschine 1.

[29] In einer Arbeitsrichtung 20 gesehen ist an der vorderen Stirnseite der Gleisbaumaschine 1 eine Sensoreinrichtung 21 angeordnet. Diese Sensoreinrichtung 21 umfasst beispielsweise einen Laser-Rotationsscanner 22, eine Farbkamera 23 und mehrere Laser-Linienscanner 24. Der Laser- Rotationsscanner 22 liefert während einer Vorwärtsfahrt eine dreidimensionale Punktwolke des Gleises 3 samt Umgebung. Die Laser- Linienscanner 24 sind auf die Schienenhälse und Schienenbefestigungen gerichtet, um abgeschattete Bereiche abzudecken. Mit der Farbkamera 23 werden laufend fotografische Darstellungen des Gleises 3 erfasst.

[30] Die mittels der Sensoreinrichtung 21 erfassten Daten werden in einer Recheneinheit 25 verarbeitet (z.B. Computer mit Datenspeicher). Zunächst wird aus der Punktwolke und den Farbdarstellungen ein dreidimensionales Modell des Gleises 3 samt Umgebung errechnet. Mittels einer in der AT 518692 A1 derselben Anmelderin offenbarten Objekterkennung werden in dem Modell Schwellen 4, Schwellenfächer, Schienen 16 und Hindernisse identifiziert. Dabei wird auch eine Schwellenteilung t des zu bearbeitenden Gleisabschnitts erfasst. Das geschieht beispielsweise anhand der erkannten Lage der Schienenbefestigungen. Die Schwellenteilung t ist dabei der Abstand der aufeinanderfolgenden Schwellen 4 in Gleislängsrichtung.

[31] In weiterer Folge wird für jede Gleisstelle, an der ein Arbeitsvorgang durchzuführen ist, eine jeweilige Arbeitsstellung der Aggregate 9, 15 automatisiert vorgegeben. Das betrifft insbesondere auch einen jeweiligen Abstand a der Stopfaggregate 9 zueinander in Maschinenlängsrichtung 7. Im dargestellten Beispiel wird als Abstand a die doppelte Schwellenteilung t vorgegeben. In der Fahrerkabine 10 oder in der Bedienerkabine 12 ist eine Anzeigevorrichtung 26 (Monitor, Touchscreen etc.) angeordnet, auf der die ermittelten Stellungen der Aggregate 9, 15 angezeigt werden. Zudem sind in der entsprechenden Kabine 10, 12 Bedienelemente 27 angeordnet. Mittels derer kann eine Bedienperson 13 vor einer Durchführung des Arbeitsvorgangs die Arbeitsstellungen der Aggregate 9, 15 verändern. Bei Bestätigung werden die automatisiert vorgegebenen Arbeitsstellung einer Maschinensteuerung 23 zur Ansteuerung der Aggregate 9, 15 vorgegeben.

[32] Neben der Sensoreinrichtung 21 und der Maschinensteuerung 23 umfasst ein Sensor- und Steuerungssystem der Maschine 1 einen sogenannten Leitcomputer 29. Dieser Leitcomputer 29 gibt eine Soll-Lage des Gleises 3 und daraus abgeleitete Korrekturwerte zum seitlichen Richten und zum Nivellieren des Gleises 3 vor.

[33] Erfindungsgemäß sind die Stopfaggregate 9 zueinander in Maschinenlängsrichtung 7 verschiebbar am Maschinenrahmen 8 angeordnet. In Fig. 2 sind beispielsweise drei Stopfaggregate 9 mittels eines gemeinsamen Trägers 30 am Maschinenrahmen 8 angeordnet. Dabei ist das mittlere Stopfaggregat 9 am Träger 30 fixiert. Das vordere und das hintere Stopfaggregat 9 sind längsverschiebbar auf Führungen 31 gelagert und mittels Längsstellantriebe 32 gegenüber dem mittleren Stopfaggregat 9 verstellbar. Die Längsstellantriebe 32 sind mittels einer Steuerungseinrichtung 33 angesteuert, die als Teil der Maschinensteuerung 28 oder als separate Steuerung ausgebildet ist. Der Steuerungseinrichtung 33 wird eine aktuelle Schwellenteilung t vorgegeben, um die Stopfaggregate 9 über die Längsstellantriebe 32 zueinander in Maschinenlängsrichtung 7 zu positionieren. Vorgegeben wird die Schwellenteilung t vorzugsweise automatisiert mittels der Sensoreinrichtung 21. Alternativ dazu sind die Längspositionen der Stopfaggregate 9 entsprechend der Schwellenteilung t durch eine Bedienperson 13 einstellbar.

[34] Jedes Stopfaggregat 9 umfasst in Gleisquerrichtung nebeneinander angeordnete Stopfeinheiten 34, wie in Fig. 6 dargestellt. Die jeweilige Stopfeinheit 34 umfasst einen Werkzeugträger 36, der mittels eines Höhenstellantriebs 37 höhenverstellbar auf zugeordneten Vertikalführungen 38 eines Aggregatrahmens 39 gelagert ist. Am jeweiligen Werkzeugträger 36 sind in Maschinenlängsrichtung 7 gegenüberliegende Stopfwerkzeuge 40 schwenkbar gelagert.

[35] Zudem ist am jeweiligen Werkzeugträger 36 ein Vibrationsantrieb 41 (z.B. Exzenterantrieb) angeordnet, mit dem die Stopfwerkzeuge 40 über Beistellantriebe 42 gekoppelt sind. In einer nicht dargestellten alternativen Variante ist zwischen Werkzeugträger 36 und dem jeweiligen Stopfwerkzeug 40 ein Hydraulikzylinder angeordnet, der sowohl als Vibrationsantrieb 41 als auch als Beistellantrieb 42 eingerichtet ist. Zur Vibrationserzeugung ist der Hydraulikzylinder mit einem pulsierenden Hydraulikdruck beaufschlagt. Während eines Beistellvorgangs überlagert der pulsierende Hydraulikdruck den mittels Hydraulikzylinder erzeugten Beistelldruck.

[36] Jedes Stopfwerkzeug 40 umfasst einen Schwenkhebel 43 mit einem oberen und einem unteren Hebelarm. Der Schwenkhebel 43 ist am zugeordneten Werkzeugträger 36 gelagert, wobei der obere Hebelarm mit dem zugeordneten Beistellantrieb 42 verbunden ist. Am freien unteren Hebelarm sind gewöhnlich zwei Stopfpickel 44 befestigt.

[37] Die Figuren 3-5 zeigen die Stopfaggregate 9 gemäß Fig. 2 beim Unterstopfen von Schwellen 4 mit unterschiedlicher Schwellenteilung t. In Fig. 3 ist die Schwellenteilung t am geringsten. Hier sind die Stopfaggregate 9 in Maschinenlängsrichtung 7 mittels der Längsstellantriebe 32 aufeinander zu bewegt. Dabei fluchtet eine Symmetrieebene des jeweiligen Stopfaggregats 9 in Arbeitsstellung mit einer Symmetrieebene der zu unterstopfenden Schwelle 4. In Fig. 4 weisen die Stopfaggregate 9 bei vergrößerter Schwellenteilung t einen entsprechend vergrößerten Abstand a zueinander auf. Fig. 5 zeigt die Stopfaggregate 9 mit jeweils größtem Abstand a zueinander zum Unterstopfen 4 von Schwellen 4 mit maximaler Schwellenteilung t.

[38] Ein Stopfzyklus gliedert sich in mehrere Phasen. In einer ersten Phase wird das jeweilige Stopfaggregat 9 über den zu unterstopfenden Schwellen 4 positioniert. Konkret werden die Stopfpickel 44 über den zwischen den Schwellen 4 befindlichen Schwellenfächern in Stellung gebracht. Das geschieht durch Vorfahrt der Maschinen 1 bzw. des Maschinenrahmens 8 sowie durch die Positionierung der Stopfaggregate 9 zueinander entsprechend der vorgegebenen Schwellenteilung t. Die Stopfwerkzeuge 40 bleiben dabei in einer Ausgangsstellung, in der die Stopfpickel 44 vertikal ausgerichtet sind.

[39] In einer zweiten Phase des Stopfzyklus erfolgt ein Absenken der Werkzeugträger 36 mit den daran befindlichen Stopfwerkzeugen 40. Dabei tauchen die in Vibration versetzten Stopfpickel 44 in das Schotterbett 2 ein. Während einer dritten Phase werden die Stopfpickel 44 der gegenüberliegenden Stopfwerkzeuge 40 zueinander beigestellt. Mittels an den Stopfpickeln 44 befindlicher Pickelplatten erfolgt eine Übertragung der Bewegungsenergie der Stopfwerkzeuge 40 auf die Schotterkörner des Schotterbetts 2. Die Schotterkörner geraten in Schwingung und nehmen einen fluidähnlichen Zustand an. Resultat ist eine dichtere Packung und eine Verlagerung der Schotterkörner unter die jeweilige Schwelle 4. [40] In einer vierten Phase des Stopfzyklus werden die Stopfpickel 44 mittels der Beistellantriebe 42 rückgestellt und durch ein Anheben der Werkzeugträger 36 aus dem Schotterbett 2 gezogen. Der eigentliche Stopfvorgang umfasst folglich die zweite, dritte und vierte Phase eines Stopfzyklus. Sobald die Stopfpickel 22 über die Schwellenoberkante angehoben sind, werden die Stopfaggregate in Arbeitsrichtung 25 vorwärtsbewegt und ein neuer Stopfzyklus beginnt. Die Vorwärtsbewegung wird beispielsweise mittels einer an der Gleisstopfmaschine 1 angeordneten Wegmesseinrichtung 45 auf die aktuelle Schwellenteilung t abgestimmt.

[41] In Fig. 6 ist ersichtlich, dass jeder Schiene 16 des Gleises 3 zwei separat absenkbare Stopfeinheiten 34 zugeordnet sind. Somit umfasst das jeweilige Stopfaggregat 9 vier nebeneinander angeordnete Stopfeinheiten 34. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Stopfeinheiten 34 eines Stopfaggregats 9 auf einer gemeinsamen Trägervorrichtung 35 mit Querführungen gelagert und mit einem jeweiligen Antrieb zur Querverstellung gekoppelt sind. Damit ist jede Stopfeinheit 34 auch quer zur Maschinenlängsrichtung 7 positionierbar. Das erleichtert das Arbeiten in engen Kurven und im Bereich von Weichen und Kreuzungen. Konkret ist die jeweilige Stopfeinheit 34 über jeder Schwelle 4 mit gleichbleibendem Querabstand zur zugeordneten Schiene 16 positionierbar. In einer vereinfachten, nicht dargestellten Variante ist jeder Schiene 16 eine kombinierte Stopfeinheit 34 mit schieneninnenseitigen Stopfwerkzeugen 40 und schienenaußenseitigen Stopfwerkzeugen 40 zugeordnet. Zum Unterstopfen einer Schwelle 4 sind die nebeneinander angeordnete Stopfeinheiten 14 desselben Stopfaggregats 9 vorgesehen.

[42] Fig. 7 zeigt den Beginn einer Gleisbearbeitung mit drei Stopfaggregaten 9 gemäß Fig. 2. Am Bearbeitungsbeginn wird das vorderste Stopfaggregate 9 über der ersten zu unterstopfenden Schwelle 4 positioniert. Dann erfolgt ein Stopfvorgang dieses vordersten Stopfaggregats 9. Anschließend werden alle Stopfaggregate 9 um drei Schwellenteilungen t vorwärtsbewegt (Vorwärtsweg = 3 t) und es erfolgt ein Stopfvorgang mit dem vordersten und dem mittleren Stopfaggregat 9. Im letzten Schritt des Bearbeitungsbeginns erfolgt wiederum eine Vorwärtsbewegung um drei Schwellenteilungen t. In weiterer Folge kommen alle Stopfaggregate 9 gleichzeitig zum Einsatz. [43] In Fig. 8 ist ersichtlich, dass nach dem Bearbeitungsbeginn eine schrittweise Vorwärtsbewegung um drei Schwellenteilungen t zu einer vollständigen Unterstopfung aller Schwellen 4 des zu bearbeitenden Gleisabschnitts führt (Drei-Schwellen-Modus). Ändert sich im Laufe der Gleisbearbeitung die Schwellteilung t, erfolgt automatisiert oder manuell mittels der Längsstellantriebe 32 eine Verstellung der Stopfaggregate 9 zueinander. Ansonsten wird der beschriebene Drei-Schwellen-Modus beibehalten.

[44] Die Figuren 9-11 zeigen eine Anordnung mit zwei Stopfaggregaten 9 mit Arbeitsstellungen für unterschiedliche Schwellenteilungen t. Dabei ist das vordere Stopfaggregat 9 auf dem am Maschinenrahmen 8 befestigten Träger 30 fixiert. Das hintere Stopfaggregat 9 ist auf Führungen 31 gelagert und mittels Längsstellantriebe 32 gegenüber dem vorderen Stopfaggregat 9 in Maschinenlängsrichtung 7 verstellbar. Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch andere Anordnungen, die eine Verstellung der Stopfaggregate 9 in Maschinenlängsrichtung 7 ermöglichen.

[45] Beispielsweise ist ein Stopfaggregat 9 direkt am Maschinenrahmen 8 befestigt. In einer anderen Variante sind alle Stopfaggregate 9 auf in Maschinenlängsrichtung 7 ausgerichteten Führungen 31 zueinander verschiebbar gelagert. Dabei kann eine Längsverschiebbarkeit des Maschinenrahmens gegenüber einem Hauptrahmen entfallen, wenn die Führungen 31 entsprechend lang sind. Konkret müssen die Führungswege so lange ausgebildet sein, dass eine Verschiebung aller Stopfaggregate 9 um drei Schwellenteilungen t durchführbar ist.

[46] Bei dieser Variante ist eine kontinuierliche Arbeitsweise der Gleisstopfmaschine 1 auch ohne einen sogenannten Satelliten realisierbar. Dabei wird die Gleisstopfmaschine 1 samt dem Maschinenrahmen 8 während eines Stopfvorgangs kontinuierlich vorwärtsbewegt. Gleichzeitig werden die Stopfaggregate 9 auf den Führungen 31 relativ zum Maschinenrahmen 8 entgegen der Arbeitsrichtung 20 bewegt. Die Relativbewegung wird über die Längsstellantriebe 32 so gesteuert, dass die Stopfaggregate 9 während eines Stopfvorgangs über der jeweiligen Gleisbearbeitungsstelle positioniert bleiben. [47] Eine weitere Variante sieht vor, dass die nebeneinander angeordneten Stopfeinheiten 34 des jeweiligen Stopfaggregats 9 unabhängig voneinander in Maschinenlängsrichtung 7 verschiebbar sind. Dabei sind jeder Stopfeinheit 34 eigene Führungen 31 und ein eigener Längsstellantrieb 32 zugeordnet. Auf diese Weise sind die Stopfeinheiten 34 auf die Längsabstände von Y- Schwellen einstellbar.

[48] Fig. 12 zeigt eine Gleisbearbeitung mittels zweier hintereinander angeordneter Stopfaggregate 9. Der Abstand a der Stopfaggregate 9 zueinander entspricht dabei wie in den Figuren 9-11 der doppelten Schwellenteilung t. Dabei werden die Stopfaggregate 9 nach jedem Stopfvorgang abwechselnd um drei Schwellenteilungen t (Vorwärtsweg = 3 t) und um eine Schwellenteilung t (Vorwärtsweg = t) vorwärtsbewegt. Auf diese Weise werden alle Schwellen 4 im Zwei-Schwellen-Modus unterstopft. Zum Bearbeitungsbeginn erfolgt wie beim Drei-Schwellen-Modus zunächst nur ein Stopfvorgang mit dem vorderen Stopfaggregat 9 und anschließend eine Vorwärtsbewegung um drei Schwellenteilungen t.