-
Vorrichtung zum Glätten der Schienenkopfoberflächen von Eisenbahnschienen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Glätten der Schienenkopfoberflächen
von Eisenbahnschienen mit mehreren hintereinandergeschalteten, unter änderbarem
Anpreßdruck stehenden Rutscherschleifsteinen, die in einem durch einen Kurbeltrieb
oszillierend bewegten Rahmen befestigt sind, während die Schiene durch eine Vorschubeinrichtung
kontinuierlich weiterbewegbar ist.
-
Besondere Schwierigkeiten bereitet das Glätten der Köpfe von langen
Eisenbahnschienen, die aus Kurzschienen in Längen von 200 bis 300 m zusammengeschweißt
sind. Die der Beseitigung aller, auch der kleinsten Querriffeln dienende Glattbearbeitung
der Schienenkopfoberflächen ist bei neugefertigten Langschienen unerläßlich, weil
bei der Profilierung des Schienenkopfes im Fräsverfahren mit Hilfe rotierender Fräswerkzeuge
Querriffeln entstehen und bei längerer Lagerungszeit der Neuschienen an der Schienenkopfoberfläche
Unregelmäßigkeiten auftreten, die Schwingungen der Radsätze hervorrufen, die Laufruhe
der Fahrzeuge beeinträchtigen, die Fahrgeräusche verstärken und das Gleisgestänge
sowie die Fahrzeuge erhöhten Stoßbelastungen aussetzen. In gleicher Weise müssen
Altschienen, die zur Aufarbeitung aus dem Schienenbett herausgenommen werden, an
der Schienenkopfoberfläche geglättet werden, nachdem zur Wiederherstellung des genormten
Schienenprofiles die Schienenköpfe zunächst vorgefräst sind. Das Glätten der Schienenkopfoberflächen
sowohl bei Neuschienen als auch bei Altschienen kann in der gleichen Vorrichtung
durchgeführt werden, in der die Schienenköpfe vorgefräst werden.
-
Mit rotierenden Schleifscheiben ist eine völlige Glattbearbeitung
der Schienenkopfoberflächen nicht zu erreichen, weil rotierende Schleifwerkzeuge
an den Schienenkopfoberflächen auf der ganzen Schienenlänge und insbesondere an
den Stellen, an denen die Schienenstücke von Langschienen zusammengeschweißt sind,
Rillen (Rattermarken) erzeugen, die entsprechend der Umfangslinie der Schleifscheibe
kreisbogenförmig gekrümmt sind. Es hat sich daher als notwendig erwiesen, für die
Glättung der Schienenköpfe Rutscherschleifsteine anzuwenden, die von den Schienenkopfoberflächen
in der Schienenlängsrichtung lange Späne abhobeln.
-
Eine bekannte Glättvorrichtung dieser Art weist mehrere hintereinandergeschaltete,
unter regelbarem Anpreßdruck stehende Rutscherschleifsteine auf. Diese sind in einem
gemeinsamen Rahmen gehaltert, der durch einen Kurbeltrieb ständig vor- und zurückgeschoben
wird, während die Glättvorrichtung gegenüber der ortsfesten Eisenbahnschiene in
der einen Richtung durch ein Zugseil langsam weiterbewegt wird. Die bekannte Vorrichtung
dient ausschließlich dem Glattbearbeiten der geschweißten Schienenstöße, speziell
bei Straßenbahnschienen. Die Größe des Druckes, mit der die Rutscherschleifsteine
gegen die Schienenkopfoberfläche angepreßt werden, wird mit einer durch Handrad
betätigbaren, am Halterungsrähmen angreifenden Gewindespindel reguliert, wobei alle
in dem gemeinsamen Halterungsrahmen fest eingespannten Rutschersteine mit gleich
großem Preßdruck gegen die Schienenkopfoberfiäche angedrückt werden.
-
Praktische Versuche haben gezeigt, daß eine völlige Glättung unter
Beseitigung aller Querriffeln der Schienenkopfoberfläche von Eisenbahnschienen,
die eine Länge von 200 bis 300 m haben, mit einer Glättvorrichtung nicht erreicht
wird, bei der mehrere hintereinandergeschaltete Rutscherschleifsteine mit gleichem,
wenn auch veränderbarem Druck gegen die Schinenkopfoberfläche angepreßt werden.
Denn der gleiche Anpreßdruck aller Rutschersteine trägt nicht dem Umstand Rechnung,
daß Eisenbahn-Langschienen, die aus mehreren Kurzschienen zusammengeschweißt sind,
durch ihren materialmäßigen Aufbau zum Teil erheblich voneinander abweichende Härten
haben. Diese Härteabweichungen sind auf die unterschiedlichen Herstellungsmethoden
der Stahlwerke zurückzuführen. Schon bei der Neufertigung von Langschienen läßt
es sich nicht vermeiden, daß
Kurzschienen aus verschiedenen Lieferungen
bzw. von verschiedenen Stahlwerken zu einer Langschiene zusammengeschweißt werden.
Bei aus dem Schienenbett zur Aufbereitung herausgenommenen Altschienen stammen die
die Gesamtschienen ergebenden Kurzschienen in fast allen Fällen von verschiedenen
Herstellerfirmen und haben demzufolge in der Regel keine gleichmäßige Härte.
-
Die verschiedenen Härten der einzelnenAbschnitte einer Eisenbahnschiene,
insbesondere einer Langschiene, erschweren die Glattbearbeitung der Schienenkopfoberflächen
außerdem auch dadurch, daß es mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand an technischen
Mitteln nicht möglich ist, die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Langschiene dem
jeweiligen Härtegrad individuell anzupassen. Es muß eine konstante Fortbewegungsgeschwindigkeit
der Eisenbahnschiene eingehalten werden, was insbesondere dann unerläßlich ist,
wenn in die Glättvorrichtung eine Fräsmaschine zur Profilierung des Schienenkopfes
eingebaut ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Glätten
der Schienenkopfoberflächen von Eisenbahnschienen, insbesondere Langschienen, der
eingangs angegebenen Ausführung so auszubilden, daß mit einfachen technischen Mitteln
die geschilderten Schwierigkeiten der Erreichung einer vollkommenen Glättung vermieden
werden und ein bestmöglicher Glättungseffekt über die ganze Schienenlänge erzielt
wird.
-
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der auf die
einzelnen Rutschersteine einwirkende hydraulische oder mechanische Anpreßdruck so
abgestuft ist, daß auf den in Schienenvorschubrichtung vorn liegendenRutscherstein
der kleinste Anpreßdruck und auf die nachfolgenden Rutschersteine zunehmend größer
werdende Anpreßdrücke ausgeübt sind.
-
Der Rutscherstein, der bei der entgegengesetzt zur Schienenvorschubbewegung
erfolgenden Verschiebungsbewegung des Halterungsrahmens der kontinuierlich weiterbewegten
Eisenbahnschiene als erster entgegenläuft und unter dem größten Anpreßdruck steht,
rauht die Schienerikopfoberfläche auf und trägt die Riffelkuppen ab. Im Anschluß
an diesen Grobschliff bearbeitet der zweite Rutscherstein mit kleinerem Anpreßdruck
im Mittelschiff die aufgerauhte Schienenkopfoberfläche weiter und bewirkt eine Vorglättung
der Schienenkopfoberfiäche. Der mit dem kleinsten Druck gegen die Schienenkopfoberfläche
angepreßte dritte Rutscherstein und alle weiter folgenden kutschersteine führen
die Feinglättung des von den beiden ersten Rutschersteinen vorbearbeiteten Abschnittes
der Schienenkopfoberfläche aus. Dieses Zusammenwirken der mit abgestuften Anpreßdrücken
hintereinander arbeitenden Rutschersteine ergibt das günstigste Schleifergebnis,
das mit konstanter Fortbewegungsgeschwindigkeit der Eisenbahnschiene bei unterschiedlichen
Härtegraden der einzelnen Schienenabschnitte erreichbar ist. Die Re- i gulierbarkeit
des Anpreßdruckes jedes einzelnen Rutschersteines erlaubt es, die Arbeitsweise der
hintereinandergeschalteten Rutschersteine so aufeinander abzustimmen, wie es für
die Erzielung einer völlig glatten, querriffelfreien Schienenkopfoberfläche t im
Einzelfall notwendig ist.
-
Wenn der die Rutschersteine tragende, oszillierend angetriebene Halterungsrahmen
in gleicher Richtung bewegt wird wie die zu bearbeitende, kontinuierlich durch die
Glättvorrichtung hindurchgeführte Eisenbahnschiene, vollführen die hintereinander
arbeitenden Rutschersteine gegenüber der Eisenbahnschiene eine verkürzte Verschiebungsstrecke,
auf der alle Rutschersteine das Nachglätten des vorher bei der entgegengesetzten
Bewegung des Halterungsrahmens bearbeiteten Abschnittes der Schienenkopfoberfläche
bewirken. Der unter dem kleinsten Anpreßdruck stehende Rutscherstein liegt hierbei
in der Bewegungsrichtung des Halterungsralunens vorn.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die schaubildliche Ansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Glätten der Köpfe von Eisenbahnschienen und F i g. 2 die schaubildliche
Ansicht eines der mit quer durchgehenden Schrägbohrungen gefertigten Rutschersteine.
-
Die zu bearbeitenden Eisenbahnschienen 1 werden mit Hilfe einer (nicht
gezeichneten) Vorschubeinrichtung auf einer Rollbahn, von der in F i g.1 nur eine.
an zwei Winkeleisen 2 drehbar gelagerte Rolle 3 dargestellt ist, mit einer Geschwindigkeit
von etwa 1 m/min in Richtung des Pfeiles kontinuierlich vorwärts bewegt.
-
Die seitliche Geradführung der zu bearbeitenden Eisenbahnschienen
1 erfolgt durch an den beiden Seiten der Rollbahn in regelmäßigen Abständen am Fundament
vertikal stehend angeordnete Rollen 36, die gegen die beiderseitigen Längskanten
des Schienenkopfes 1 a anliegen. Die Führungsrollen 36, von denen eine in F i g.
1 eingezeichnet ist, werden von der Vorschubeinrichtung über ein stufenlos regelbares
Getriebe in Drehung versetzt und bewirken die Weiterbewegung der zu bearbeitenden
Eisenbahnschienen 1.
-
An mittlerer Stelle der Rollbahn, die für die zur Zeit größte Länge
von 360 m der Eisenbahnschiene ausgelegt, d. h. etwa 400 bis 500 m lang sein muß,
ist die Vorrichtung zum Glätten der Oberfläche des Kopfes 1a der zu bearbeitenden
Eisenbahnschiene angeordnet. Als Glättwerkzeuge finden prismatische oder rhombusförmige
Rutschersteine 4 Anwendung, die etwa 30mal in der Minute auf dem Schienenkopf 1a
derlangsam vorwärtsbewegtenEisenbahnschienel über eine Strecke von etwa 2 bis 3
m lein- und hergleiten und bei diesen 30 Doppelhüben mit ihren unteren Querkanten
von der Schienenkopfoberfiäche Späne abnehmen.
-
Als Träger mehrerer Rutschersteine 4 dient ein oben und unten offener
kräftiger rechteckiger Eisenrahmen 5, in dem beispielsweise drei in der Rahmenlängsrichtung
hintereinanderliegende Fächer zum Aufnehmen der Rutschersteine 4 abgegrenzt sind.
Die in die Fächer des Halterungsrahmens eingesetzten Rutschersteine 4 ragen mit
ihren unteren Abschnitten unten aus dem Halterungsrahmen heraus. Die Zwischenräume
zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der freiliegenden Abschnitte von
je zwei benachbarten Rutschersteinen 4 sind so groß bemessen, daß die unteren Querkanten
aller im gemeinsamen Halterungsrahmen 5 angeordneten Rutschersteine 4 bei der Hin-
und Herbewegung des Halterungsrahmens Zerspannungsarbeit leisten. Der Rahmen 5 ist
an einem aus vertikal und horizontal angeordneten Flachschienen 6 bzw. 7 gefertigten
Gestell befestigt, dessen beide Seitenteile oben durch zwei
an die
vertikalen Flachschienen 6 angeschraubte U-Schienen 8 verbunden sind. Die U-Schienen
werden durch eine in der Mitte ihrer Stege befestigte, längsverlaufende Flacheisenschiene
9 zusammengehalten. An der Innenseite des unteren Endabschnittes jeder Gestellschiene
6 ist eine Rolle 10 drehbar gelagert. Die Rollen laufen an der Unterseite von Stangen
11., die einerseits das Gestell 6 bis 9 und somit den Halterungsrahmen 5 für die
Rutschersteine 4 bei der Hin- und Herbewegung gradlinig führen und andererseits
das Widerlager für den Anpreßdruck bilden, mit dem die Rutschersteine 4 gegen die
Oberfläche des zu glättenden Schienenkopfes 1 von oben her angepreßt werden.
-
Die Führungsstangen 11 sind an hochstehenden Schenkeln von Winkeleisen
12 angebracht, die ihrerseits an Flachschienen 13 befestigt sind. Die Flachschienen
13 sind mit Hilfe von Verankerungsschrauben 14 aus kleinen Sockeln 15 des Fundamentes
in solcher Höhenlage festgelegt, daß sie mit dem Schienenfuß 1 b der zu bearbeitenden
Eisenbahnschiene 1 sich in der gleichen oder annähernd gleichen Ebene befinden.
Der gegenseitige Abstand der beiden Flachschienen 13 ist so bemessen, daß zwischen
den beiden Längskanten des Schienenfußes 1 b und den ihnen gegenüberstehenden Schmalseiten
der Flachschienen 13 kleine Zwischenräume freibleiben.
-
Jedem der in den Halterungsrahmen 5 lose eingesetzten Rutschersteine
4 ist ein hydraulischer Arbeitszylinder 16 zugeordnet. Die aus dem Zylinder 16 nach
unten vorstehende Kolbenstange 17 drückt mit einer Fußplatte 18 auf eine mittlere
Stelle des zugehörigen Rutschersteines 4. Die hydraulischen Zylinder 16 sind an
den U-Schienen 8 bzw. an der die U-Schienen 8 verbindenden Flachschiene 9 des Gestelloberteiles
angeordnet. Nach Abschrauben des Gestelloberteiles 8, 9 vom Gestellunterteil 6,
7 kann man die hydraulischen Zylinder 16 von den Rutschersteinen 4 abnehmen, wenn
die Rutschersteine so weit abgenutzt sind, daß sie durch neue Rutschersteine ersetzt
werden müssen.
-
Mit Hilfe von Regelorganen, die in die das Drucköl bzw. Druckwasser
den Zylinder 16 zuführenden Leitungen eingebaut sind, kann man den Anpreßdruck der
Rutschersteine so einstellen, wie es für die Erzielung der bestmöglichen Glättung
der Schienenkopfoberfläche notwendig ist. Das günstigste Glättungsergebnis wird
erreicht, wenn der Rutscherstein, der bei in der gleichen Bewegungsrichtung wie
die Eisenbahnschiene 1 vorgeschobenen Halterungsrahmen vorn liegt, mit dem kleinsten
Anpreßdruck P1, beispielsweise mit einem Anpreßdruck von 1 t beaufschlagt ist und
die hinter ihm angeordneten Rutschersteine 4 zunehmend größer werdenden Anpreßdrücken
ausgesetzt sind, beispielsweise der zweite Rutscherstein einer Druckkraft P, von
2 t und der dritte Rutscherstein einer Druckkraft P3 von 4 t. Dementsprechend müssen
die den 'hydraulischen Zylinder 16 vorgeschalteten (nicht gezeigten) Regelorgane
eingestellt werden. An Stelle eines hydraulischen oder pneumatischen Druckmediums
kann der für das ordnungsgemäße Arbeiten der Rutschersteine notwendige Anpreßdruck
auch durch mechanisch wirkende Druckelemente, beispielsweise durch kräftig vorgespannte
Druckfedern, erzeugt werden. Selbstverständlich muß auch in diesem Falle eine Einrichtung
zur Regulierung des Anpreßdruckes vorhanden sein. Die Hin- und Herbewegung des Halterungsrähmens
5 mit den in ihm eingesetzten Rutschersteinen 4 erfolgt durch einen Exzenterantrieb.
Dieser besteht im gezeichneten Beispiel aus zwei an einer gemeinsamen Welle 19 befestigten
Scheiben, deren Außenseiten mit exzentrisch angeordneten Zapfen 21. versehen sind.
An den Zapfen gelagerte Schubstangen 22 greifen an Zapfen 23 an, die je an einer
mittleren Stelle der horizontalen Flachschiene 7 des Gestellunterteiles 6, 7 befestigt
sind. Die Lager 24 der Welle 19 sind auf beiderseits der Rollbahn angeordneten,
aus Eisenschienen gebildeten Ständern 25 befestigt. Auf einer von den Ständern 25
getragenen und durch Streben 26 unterstützten Konsolplatte 27 ist der antreibende
Elektromotor 28 angebracht, dessen Drehmoment über ein Untersetzungsgetriebe 29,
ein Zahnradpaar 30, 31 und einen Riementrieb 32, 33, 34 auf die Welle 19 übertragen
wird.
-
Die Rutschersteine 4 können zweckmäßigerweise, wie F i g. 2 erkennen
läßt, mit schräg zur Bewegungsrichtung des Steinkörpers liegenden, durch den Rutschersteinkörper
durchgehenden Löchern 35 hergestellt werden, die so angeordnet sind, daß jeweils
eines oder mehrere dieser durchgehenden Löcher an der Arbeitsfläche des Rutschersteines
als offene Nuten freiliegen. Die Randkanten der Nuten bewirken zusätzlich zu den
unteren Querkanten des Rutschersteines die Spanabnahrne von den Schienenkopfoberflächen.
Die von den zusätzlichen Schneidkanten abgenommenen Späne werden in den schräg verlaufenden
Nuten seitwärts abgeführt und mit Wasserstrahlen weggespült, die in der bei Schleifzügen
bekannten Weise aus Düsen gegen die Seitenflächen der Rutschersteine gespritzt werden,
wobei die Wasserstrahlen gleichzeitig die Rutschersteine kühlen. Um der Oberfläche
des zu bearbeitenden Schienenkopfes 1 a eine schwach gekrümmte Form zu geben, kann
die Arbeitsfläche 4 a des Rutschersteines 4 nach einer konkaven Linie gewölbt gestaltet
sein.
-
Statt einiger weniger größerer Rutschersteine 4 können auch mehrere
kleinere Rutschersteine unter Freilassung von Zwischenräumen in den Halterungsrahmen
4 eingesetzt werden. Hierbei empfiehlt es sich, die Rutschersteine so herzustellen,
daß sie eine parallelogrammförmige Grundrißform haben, so daß zwischen den freiliegenden,
zerspannungswirksamen unteren Abschnitten der aufeinanderfolgenden Rutschersteine
schräg nach außen verlaufende Zwischenräume abgegrenzt sind. Auf die Bildung von
schräg verlaufenden Querlöchern in den Rutschersteinkörpern kann dann verzichtet
werden, jedoch muß auch bei dieser Anordnung jeder einzelne Rutscherstein unter
einem beliebig einstellbaren Anpreßdruck stehen, der bei den in der Vorschubrichtung
hintenliegenden Rutschersteinen zunehmend größer wird.