Kehrvorrichtung zum Bearbeiten einer Gleisanlage

Gebiet der Technik

[01] Die Erfindung betrifft eine Kehrvorrichtung zum Bearbeiten eines aus Schienen und Schwellen gebildeten Gleises mit einer aus mehreren Wellenabschnitten bestehenden Bürstenwelle, welche als Hohlwelle ausgeführt ist, elastische und radial von dieser abstehende Kehrelemente aufweisend, über wenigstens einen verstellbaren Höhenantrieb an einem auf Schienen fahrbaren Fahrzeug befestigbar.

Stand der Technik

[02] Die Schotterbettung sichert die Gleislage gegen Gleisverwerfungen.

Voraussetzung dafür ist die technisch richtige Ausführung des Querschnitts der Schotterbettung. Das heißt, dass ausreichende Schottermengen möglichst gleichmäßig und im vorgegebenen Profil über den gesamten Streckenverlauf verteilt sind. Um die Stopfung haltbar ausführen zu können, muss genügend Schotter vorhanden sein.

[03] Das Abziehen des Schotters erfolgt durch entsprechende Schotterpflüge. Mit Flankenpflügen wird etwa die Bettungsflanke profiliert, das heißt der richtige Böschungswinkel hergestellt. Die Flankenpflüge ziehen dabei den Schotter in den oberen Bereich der Bettung, hin zur Bettungskrone. Dort erfasst der Kronenpflug den Schotter und verteilt ihn je nach Stellung seiner Leitbleche im Gleisbereich.

[04] Abschließend entfernt eine Kehranlage Restmengen zurückgebliebener Schotterkörner von den Schwellenoberflächen. Oft werden Kehreinrichtungen mit einem Querförderband ausgestattet, das überflüssigen Schotter dann entweder seitlich entlädt, oder über ein weiteres Förderband in einen Speichersilo befördert. Bei Hochgeschwindigkeitsstrecken kommt den Kehranlagen eine besondere Bedeutung zu, hier spricht man von einer sogenannten Tiefenkehrung. Dabei wird der Schotter in der Mitte der Schwellenfächer, das ist der Bereich zwischen zwei benachbarten Schwellen, tiefer als die Schwellenoberfläche ausgekehrt.

[05] Aus der US 3,007,264 ist eine Kehrvorrichtung mit insgesamt fünf über den Gleisquerschnitt verteilt angeordneten Kehrbürsten bekannt. Die Bürstenwellen der beiden äußeren, jeweils zum Kehren einer Gleisbettflanke vorgesehenen Kehrbürsten sind mit den Bürstenwellen der jeweils benachbarten Kehrbürsten über ein Kardangelenk verbunden und so im Winkel zu diesen einstellbar, während alle fünf Kehrbürsten über einen gemeinsamen Antrieb zur Rotation beaufschlagbar sind.

[06] Weiters ist in der AT 395875 B eine Gleisbaumaschine zum Bearbeiten der Schotterbettung eines Gleises offenbart. Mit einer Vorrichtung zum Räumen bzw. Kehren von Schotter und gegebenenfalls weiteren, zur Schotteraufbewahrung und/oder Einbringung in das Gleis bzw. Schotterplanierung bestimmten Vorrichtungen, wobei die im Schwellenbereich angeordnete Schotterkehrvorrichtung aus drei durch Antriebe unabhängig voneinander höhenverstell- und rotierbaren, in Maschinenquerrichtung hintereinander angeordneten Kehrwalzen besteht, deren Rotationsachsen im Wesentlichen in Maschinenquerrichtung verlaufen. Wobei sich die insgesamt drei Kehrwalzen lediglich über den gesamten Schwellenbereich erstrecken und die Rotationsachsen der beiden äußeren Kehrwalzen unabhängig voneinander im Winkel zur Rotationsachse der mittigen Kehrwalze oder zur Gleisebene verstellbar sind.

[07] Darauf aufbauend zeigt die EP 2775035 B1 eine Kehrvorrichtung mit verbesserten Einsatzmöglichkeiten und einer Verstellmöglichkeit, welche durch eine innerhalb der Hohlwelle geführte Steuerwelle mit einer exzentrisch ausgebildeten Lagerung umgesetzt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

[08] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art eine höhere Flexibilität bei der Anpassung an unterschiedliche Schwellenformen, sowie einer Steigerung der Kehrleistung und damit Wirtschaftlichkeit der Maschine bei einhergehender Verbesserung der Qualität des Kehrbildes gegenüber dem Stand der Technik anzugeben. [09] Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Abhängige Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[10] Die Erfindung sieht vor, dass zumindest eine Rotationsachse eines Wellenabschnittes über eine Steuerwelle mit außen am Wellenabschnitt angreifenden Steuerelementen verstellbar ist.

Damit entfällt ein aufwändiger Welle-in-Welle-Aufbau, in dem die Steuerwelle innerhalb der Bürstenwelle mit innenliegender, exzentrisch ausgebildeter Lagerung, welche für die Neigung der Bürstenwelle verantwortlich ist, ausgeführt wird. Auch die Herstellung und der im Werk erfolgende Zusammenbau der Komponenten wird dadurch wesentlich einfacher gestaltet. Teure Sonderwerkzeuge oder auch eine komplexe, teilbare Wellengestaltung sind damit überflüssig.

[11] Vorteilhaft ist es, wenn die Steuerelemente an die drehbar gelagerte Steuerwelle gefügt und in schwertähnlicher Form ausgeführt sind.

[12] Die schlanke Ausgestaltung und vor allem die Position der Steuerelemente ist entsprechend gewählt, damit es zu keiner Berührung mit Kehrelementen kommt. Ein unerwünschter Verschleiß der Kehrelemente kann somit verhindert werden.

[13] Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerwelle über ein mechanisches Anlenkgestänge und wenigstens einem Getriebe rotatorisch beaufschlagt ist.

[14] Über eine entsprechende Anlenkmechanik wird durch einen translatorisch wirkenden Aktuator ein Getriebe beaufschlagt, welches die Steuerwelle um ihre Rotationsachse verstellt. Dabei erfolgt durch das Getriebe eine Umwandlung der translatorischen Ansteuerbewegung in einen rotatorischen Freiheitsgrad, der die Steuerwelle antreibt. Der Aktuator ist als doppelwirkender Hydraulikzylinder ausgeführt, die Versorgung erfolgt über das vorhandene, bordeigene Hydrauliksystem. Dadurch ist eine leichte Ansteuer- und Regelbarkeit gegeben. Zur Lagebestimmung des Kolbens kann auch ein intern angebrachtes Positions-/Wegmesssystem zum Einsatz kommen. [15] Dabei ist es besonders günstig, wenn das Getriebe als Schneckengetriebe ausgeführt ist.

[16] Eine Umsetzung als selbsthemmendes Schneckengetriebe zeugt von hoher Prozessstabilität und Sicherheit bei der Ansteuerung der Steuerwelle und damit der eingreifenden Stellelemente.

[17] Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die einzelnen Wellenabschnitte der Bürstenwelle über Kardangelenke beweglich verbunden sind.

[18] Dies garantiert eine robuste, formschlüssige Kraftübertragung bei gleichzeitigem axialen Längsausgleich, der für eine Verstellung der mehrteiligen Bürstenwelle erforderlich ist.

[19] Eine Ausprägung sieht vor, dass die Bürstenwelle mittels wenigstens eines seitlich angeordneten Kettentriebs angetrieben ist.

[20] Diese Anordnung ermöglicht eine schlanke Bauform der konstruktiven Wellenaufhängung. Das Antriebskettenrad wird dabei durch einen innen angeflanschten Hydraulikmotor rotatorisch beaufschlagt.

[21] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bürstenwelle aus fünf Wellenabschnitten besteht.

[22] Durch eine fünfteilige Hohlwellenausführung ist eine optimale Anpassbarkeit an nahezu alle üblichen Schwellenformen gegeben, insbesondere Betonschwellen mit teilweise schrägen Oberflächen. Diese Ausführung erfasst auch die Schwellenmitte zur Gänze, es bleiben keine unerwünschten Schotteransammlungen zurück. Eine besondere Bedeutung kommt diesem Bereich im Hochgeschwindigkeitsverkehr zu, hier ist bei so genannter Tiefenkehrung der Schotter in der Mitte der Schwellenfächer tiefer als die Schwellenoberfläche auszukehren.

[23] Eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung ist, dass zwei Steuerelemente am mittleren Teil der Wellenabschnitte angreifen, wobei je ein Steuerelement links und rechts davon an der Lagerstelle angreift.

[24] Der symmetrische Eingriff der Stellelemente am mittleren Wellenabschnitt der Bürstenwelle sorgt für eine gleichmäßige Kraftübertragung und wirkt möglichen Verklemmungen und Verschleißerscheinungen durch asymmetrische Belastung entgegen. [25] Eine weitere Ausprägung sieht vor, dass die Bürstenwelle wie auch die Steuerwelle mit deren zugehörigen Antriebs- und Lagerungskomponenten in einem gemeinsamen Bürstenkasten angeordnet sind.

[26] Dies bildet eine kompakte Einheit und ermöglicht bei Bedarf einen raschen An- und Abbau der gesamten Vorrichtung.

[27] Auch ist es möglich, dass die Kehrelemente, welche elastisch und radial an die Bürstenwelle angeordnete sind, aus Vollmaterial oder innen hohlen, schlauchförmigen Erzeugnissen ausgeführt sind.

[28] Hohe Flexibilität bei der Anpassung in Hinblick auf Beschaffenheit und Korngröße des Schüttgutes ist dadurch gegeben. Auch unterschiedliche Schwellenformen können eine entsprechende Form und Ausgestaltung der Kehrelemente verlangen.

[29] Weiters zeichnet sich die Konstruktion durch einen größeren Durchmesser der Hohlwelle und folglich größeren Wellenumfang aus. Daraus resultiert eine Unterbringung von mehr Kehrelementen gegenüber bisherigen Maschinen. Somit wird eine höhere Kehrleistung bei einem gleichmäßigen, sauberen Kehrbild erreicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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

Fig. 1 Seitenansicht einer Maschine zum Bearbeiten einer Gleisanlage Fig. 2 Ansicht einer mehrteiligen Bürstenwelle mit Kehrelementen Fig. 3 Schnittansicht einer mehrteiligen Bürstenwelle mit Kehrelementen Fig. 4 Isometrie einer mehrteiligen Bürstenwelle mit Kehrelementen Fig. 5 Isometrie einer mehrteiligen Bürstenwelle ohne Kehrelemente Fig. 6 Seitenansicht einer Kehrvorrichtung mit Bürstenkasten Fig. 7 Isometrie einer Kehrvorrichtung mit Bürstenkasten

Beschreibung der Ausführungsformen

[31] Fig. 1 zeigt ein vereinfacht dargestelltes Fahrzeug 1 zum Bearbeiten eines aus Schienen 3 und Schwellen 4 gebildeten Gleises 5, welches durch Schienenfahrwerke 2 auf dem Gleis 5 verfahrbar ist. Dieses umfasst eine Fahr- und Arbeitskabine 6, eine Antriebseinheit 7, eine Kehrvorrichtung 8 und Pflüge 9 zur Manipulation des Schotters 26. Die Kehrvorrichtung 8 ist über einen verstellbaren Höhenantrieb 23 am Fahrzeug befestigt.

[32] In Fig. 2 ist eine Ansicht einer mehrteiligen Bürstenwelle 10 über einer Schwelle 4 mit Schienen 3 abgebildet. Die Bürstenwelle 10 ist in dieser Ausführung aus fünf Wellenabschnitten 11 bestehend (siehe auch Fig. 5), welche als Hohlwellen ausgeführt sind. Davon radial abstehend sind die Kehrelemente 12 aus elastischem Material ausgeführt, wobei diese einzeln tauschbar sind. Durch Kardangelenke 13 sind die Wellenabschnitte 11 aneinandergefügt.

[33] Die oben zu Fig. 2 erläuterte Ausführungsform ist in Fig. 3 anhand einer Schnittansicht durch die Rotationsachse 24 dargestellt. Der mittlere Teil der Wellenabschnitte 11 wird durch zwei Steuerelemente 17 höhenverstellbar ausgeführt, die Steuerelemente 17 greifen links und rechts im Bereich der Kardangelenke 13 an. Die Anordnung ist symmetrisch ausgeführt, die beiden angrenzenden Teile des mittleren Wellenabschnittes sind daher betragsmäßig um denselben Winkel geneigt.

[34] Fig. 4 zeigt eine Isometrie einer mehrteiligen Bürstenwelle 10 mit Kehrelementen 12, die Kehrvorrichtung ist über einen verstellbaren Höhenantrieb 23 am Fahrzeug 1 befestigt. Die Bürstenwelle wird mittels zwei je seitlich angeordneten Hydraulikantrieben 14 über Kettentriebe 15 beaufschlagt. Die Steuerwelle 16 mit den Steuerelemente 17 ist über den Tragrahmen 21 der Vorrichtung 8 gelagert. Auf der Steuerwelle 16 ist ein Getriebe verbaut, ausgeführt als zweifaches, selbsthemmendes Schneckengetriebe 18. Die Ansteuerung erfolgt durch einen translatorisch wirkenden Hydraulikzylinder 20, der über ein mechanisches Anlenkgestänge 19 mit den Schneckengetrieben 18 verbunden ist.

[35] Fig. 5 zeigt wie bereits Fig. 4 eine Isometrie einer mehrteiligen Bürstenwelle 10, jedoch ohne Kehrelemente 12, um den gesamten Aufbau der Bürstenwelle 10 mit den einzelnen Wellenabschnitten 11 und insbesondere die Eingriffspunkte der Steuerelemente 17 übersichtlich darzustellen. Die Wellenabschnitte 11 sind durch Kardangelenke 13 verbunden. In der neutralen, nicht ausgelenkten Position der Steuerelemente 17 ist die Rotationsachse 24 der Wellenabschnitte 11 parallel zur Rotationsachse 25 der Steuerwelle 16. Die Steuerwelle 16 ist Welle-in-Welle ausgeführt, das heißt, dass nur die beiden mittleren Steuerelemente 17, welche unmittelbar links und rechts des mittleren Wellenabschnittes 11 angrenzend angreifen, drehbar ausgeführt sind. Alle weiteren Steuerelemente 17 sind starr an das Außenprofil der Steuerwelle 16 gefügt.

[36] Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht der Kehrvorrichtung 8 im Bürstenkasten 22. Der Tragrahmen 21 ist dabei direkt mit dem Bürstenkasten 22 verbunden.

[37] Ergänzend zu Fig. 6 ist in Fig. 7 eine Isometrie der Kehrvorrichtung 8 im Bürstenkasten 22 dargestellt.