專利名稱：通過圓周磨削加工鋼軌的滑動面的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過圓周磨削加工鋼軌的滑動面的設(shè)備，包括一個可壓靠到鋼軌的滑動面上的并且可沿著鋼軌移動的磨削機(jī)架，該磨削機(jī)架具有至少一個可自由旋轉(zhuǎn)地支承的用于圓周磨削的磨具，所述磨具具有一個與鋼軌縱向構(gòu)成一個銳角的旋轉(zhuǎn)軸線。
背景技術(shù)：
由于長時間的使用，在鐵道的鋼軌中出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。這主要在于鋼軌中的材料移動以及在鋼軌體上的裂紋形成。
由于在行駛時通過車輪在鋼軌上引起的力而造成的材料移動在此導(dǎo)致兩種磨損現(xiàn)象。其一，鋼軌的材料橫向移動。也就是說，在鋼軌體上，材料從列車車輪經(jīng)過的那一側(cè)移動到另一側(cè)，這導(dǎo)致外形改變，這對鋼軌運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。其二，材料縱向移動，這導(dǎo)致在鋼軌縱向上形成波動性。這種波動性對行駛運(yùn)行產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致形成很高的行駛噪聲和噪聲負(fù)荷，因此是不期望的。
為了避免鋼軌由于材料移動而過度磨損和過早變形，制成鋼軌的鋼在最近的過去制成越來越硬的合金。這除了導(dǎo)致磨擦磨損和材料變形的期望的降低之外，然而還導(dǎo)致鋼軌形成裂紋的提高的傾向。鋼軌中的裂紋大多從滑動面開始形成并且在錯誤的措施時更深地擴(kuò)展到鋼軌里面。在鋼軌內(nèi)的這樣的裂紋尤其對于現(xiàn)代高速列車是危險的，它會導(dǎo)致事故。例如在英國一些嚴(yán)重的軌道事故歸咎于通過這樣的裂紋造成的鋼軌斷裂。因此早期處理/排除這些形成的裂紋對于鋼軌或軌道設(shè)施的運(yùn)行安全是非常重要的。
通過一個簡單而有效的措施可以排除或處理在鋼軌上的所有上述的缺陷或變化，這個措施是磨削鋼軌。其中，鋼軌的滑動面通常磨去大約5/100mm的尺寸并且使材料移動平衡，并磨平相應(yīng)的微裂紋。
另外在現(xiàn)有技術(shù)中已知不同的磨削方法和設(shè)備。首先已知一些設(shè)備，它們通過受驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)的磨具工作。然而它們有缺點(diǎn)，即它們只能以很小的推進(jìn)速度加工鋼軌，大多僅為步進(jìn)速度。因為這作為干擾被發(fā)現(xiàn)，所以在EP 0 708 205 B1中建議一種磨削設(shè)備，它公開了權(quán)利要求1的前序部分中的所有特征。通過這個設(shè)備可以由于不受驅(qū)動的磨具在大約為80到120km/h的明顯提高的速度中進(jìn)行鋼軌加工。這個進(jìn)步使得磨削的鋼軌加工第一次顯得經(jīng)濟(jì)。
然而，在EP 0 708 205 B1中所示的設(shè)備依然具有希望改進(jìn)的缺點(diǎn)。在附圖中作為磨具的唯一的具體的結(jié)構(gòu)所公開的形狀，具有一個在磨具的軸向上看呈凹形的磨削面，所述形狀覆蓋鋼軌的整個滑動面，包括上滑動面以及在側(cè)面連接到上滑動面上的兩個側(cè)邊緣，所述形狀隱含了對于所公開的方法或所公開的設(shè)備的實(shí)際使用的顯著的困難。在行駛通過道岔、軌道交叉點(diǎn)和類似的軌道結(jié)構(gòu)件時，妨礙了磨削過程。因此，例如在EP 0 708 205 B1中所示構(gòu)成的磨具在行駛通過道岔時通過在鋼軌外側(cè)(背離軌道第二鋼軌的那一側(cè))覆蓋側(cè)邊緣的磨削面區(qū)段懸掛在道岔的中心件或者尖軌上。這導(dǎo)致磨具和/或道岔的損壞。因此在磨削鋼軌時，必須在每個道岔或相似的軌道結(jié)構(gòu)件之前制動設(shè)備并且從鋼軌上取下磨具。這除了造成加工遲滯之外，也不能一起磨削在道岔和類似軌道結(jié)構(gòu)件處的鋼軌，不能排除具有所有上述缺點(diǎn)的鋼軌磨損。

發(fā)明內(nèi)容
從上述現(xiàn)有技術(shù)和上述問題出發(fā)，本發(fā)明的目的是，如下進(jìn)一步構(gòu)成開頭所述類型的設(shè)備，使得通過該設(shè)備也可以同時加工道岔和類似的軌道結(jié)構(gòu)件，而不必因此明顯降低工作速度。
為解決這個目的，本發(fā)明建議，在開頭所述類型的設(shè)備中，磨具的用于鋼軌加工的磨削面具有一個僅覆蓋鋼軌的上滑動面和/或鋼軌的在側(cè)面連接到上滑動面上的兩個側(cè)邊緣之一的輪廓。
本發(fā)明基于的知識是，對于磨削處理，僅磨削車輪實(shí)際駛過的上滑動面以及車輪可能駛過的滑動邊緣就足夠了。在設(shè)置在軌道上的鋼軌中，僅僅各鋼軌的指向相應(yīng)對置鋼軌的內(nèi)邊緣被行駛并相應(yīng)受載。相反，車輪駛過鋼軌的外邊緣并且因此產(chǎn)生明顯減少的載荷，這使得不必磨削這個邊緣。
然而在根據(jù)EP 0 708 205 B1已知的磨具中，正好貼靠在鋼軌的外邊緣上的磨削面區(qū)段造成所述在行駛通過道岔或類似軌道結(jié)構(gòu)件時的問題。通過按本發(fā)明的磨具具有一個磨削面，這個磨削面具有一個僅覆蓋鋼軌的上滑動面和/或在側(cè)面連接到上滑動面上的兩個側(cè)邊緣之一也就是在實(shí)踐中鋼軌的內(nèi)邊緣或滑動邊緣的輪廓，所以在行駛通過道岔或類似軌道結(jié)構(gòu)件時避免所述障礙，并且這個設(shè)備也可以在具有這樣的軌道結(jié)構(gòu)件的區(qū)域內(nèi)以提高的推進(jìn)速度磨削鋼軌。
另一個優(yōu)點(diǎn)得自于，由于相對于由EP 0 708 205 B1已知的磨具有減小的磨削面，按本發(fā)明采用的磨具可以設(shè)計成更小的尺寸。磨具在其制造中是很昂貴的，其中，制造費(fèi)用隨磨具尺寸的增加而增加。使用較小的磨具因此意味著在制造中節(jié)約成本。因為磨具必然涉及到需要有規(guī)律地更換的磨損部分，所以由于更小的磨具也在運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用方面得到費(fèi)用優(yōu)勢。
所述至少一個磨具優(yōu)選旋轉(zhuǎn)對稱于其旋轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成。
另外，所述至少一個磨具優(yōu)選在指向鋼軌的滑動面的壓緊力的方向上通過一個有選擇地可由一個剛性支承搭接的彈簧體相對于磨削機(jī)架支承。在鋼軌的上述波動性的波峰區(qū)內(nèi)，磨具的彈性的支承根據(jù)彈簧體的彈簧特性決定壓緊力的增加，使得根據(jù)相應(yīng)高度差在一定程度上自動調(diào)節(jié)磨具在鋼軌的滑動面上的壓緊力。然而磨具的這種偏差可能性并非總是期望的。由此，彈簧體可以有選擇地通過一個剛性支承搭接。
根據(jù)本發(fā)明有利的進(jìn)一步構(gòu)成，在磨削機(jī)架中設(shè)置至少兩個磨具，其中，一個第一磨具具有一個磨削面，該磨削面具有用于磨削鋼軌的上滑動面而成形的輪廓；以及一個第二磨具具有一個磨削面，該磨削面具有用于磨削其中一個連接到鋼軌的上滑動面上的側(cè)邊緣而成形的輪廓。其中，各磨具設(shè)計成為了同時作用在鋼軌上。通過設(shè)置兩個特別構(gòu)成用于磨削鋼軌的滑動面的確定區(qū)域的磨具，它們可以沿著它們的磨削面特別有針對地構(gòu)成輪廓，以便盡可能精確地磨削滑動面的相應(yīng)區(qū)域。從而形成特別好的顯微照片，也就是說，在磨削之后，與鋼軌的良好的運(yùn)行特性聯(lián)系在一起的特別良好的鋼軌形狀。此外磨具可以特別小和緊湊地構(gòu)成，具有上述費(fèi)用優(yōu)勢。
兩個用于磨削鋼軌的滑動面單個區(qū)域的磨具的一種可能的結(jié)構(gòu)在于，第一磨具具有一個基本上呈截錐外形的、在磨具的軸向上可能輕微凹陷的磨削面；并且第二磨具具有一個磨削面，該磨削面由一個基本上呈截錐外形的、在磨具的軸向上可能輕微凹陷的第一區(qū)段和一個在磨具的軸向上鄰接第一區(qū)段的第二區(qū)段組成，沿著磨具的軸向看，磨削面在所述第二區(qū)段內(nèi)凹陷地向外拱形延伸。
第一磨具在實(shí)踐中制成截錐體并且用于磨削鋼軌的上滑動面。通過使用磨削，在第一磨具的磨削面上磨削出一個與鋼軌的上滑動面的拱形互補(bǔ)對應(yīng)的、輕微凹陷的外形。這樣一種輕微凹陷的外形可以事先在制造時在第一磨具的磨削面上構(gòu)成。在通過該磨具磨削的上滑動面的外形方面，第一磨具的截錐形已經(jīng)證明是有優(yōu)點(diǎn)的。
第二磨具具有一個劃分為兩個區(qū)段的磨削面。第二磨具在第一區(qū)段內(nèi)也形成截錐形的。在第一區(qū)段上連接第二區(qū)段，第二磨具在第二區(qū)段具有一個凹形向外延伸的“凸緣”。第二磨具的這種結(jié)構(gòu)很好地適用于磨削滑動面的邊緣、尤其是內(nèi)邊緣或行駛邊緣。
在第一磨具中，磨削面的軸向長度優(yōu)選基本上大致等于鋼軌的待加工的上滑動面的寬度，而第二磨具的磨削面的第一區(qū)段在軸向上優(yōu)選比待加工的上滑動面的寬度短。通過第一磨具的磨削面的軸向長度基本上在鋼軌的上滑動面的整個寬度上延伸，確保用這個磨具可以磨削整個上滑動面。對于第二磨具，用它基本上只磨削鋼軌的內(nèi)邊緣，截錐形的區(qū)段設(shè)計得較短，這使得磨具有一個更小的尺寸以及與之相關(guān)的費(fèi)用優(yōu)勢。
沿鋼軌縱向看，在磨削機(jī)架中可以前后連續(xù)設(shè)置多個磨具，其中，它們的旋轉(zhuǎn)軸線全都平行并且與鋼軌縱向構(gòu)成銳角。這樣一種平行的結(jié)構(gòu)對于已知成型的磨具在EP 0 708 205 B1的圖5中示出。它產(chǎn)生一個特別緊湊的結(jié)構(gòu)方式。
另外，沿鋼軌縱向看，在磨削機(jī)架中可以前后連續(xù)設(shè)置多個磨具，其中，它們的旋轉(zhuǎn)軸線在一個基本上水平的平面內(nèi)，然而相互旋轉(zhuǎn)錯開一個在60°到120°之間的角度，優(yōu)選大約90°，并且與鋼軌縱向構(gòu)成銳角。這樣一種結(jié)構(gòu)雖然不能構(gòu)成得如上所述結(jié)構(gòu)那樣緊湊，但是在磨削結(jié)果方面具有優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于其它可能的結(jié)構(gòu)特征，尤其例如設(shè)有和布置修整體或者為磨具設(shè)置一個制動裝置的可能性，參閱EP 0 708 205 B1的說明書。那里描述的結(jié)構(gòu)措施可以輕而易舉地應(yīng)用在本發(fā)明中，只要這些措施不被磨具的特殊結(jié)構(gòu)排斥，所述措施涉及一種具有自由旋轉(zhuǎn)的、與鋼軌傾斜地設(shè)置的磨具的設(shè)備的原理。在這種意義上，EP 0 708 205 B1的公開內(nèi)容包含在本說明書中。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)由下列借助于附圖對實(shí)施例的說明得出。其中圖1按本發(fā)明設(shè)備的用于磨削上滑動面的磨具設(shè)置在一個鋼軌上的示意圖；圖2從圖1所示布置結(jié)構(gòu)的上面的俯視圖；圖3與圖1的視圖對應(yīng)的視圖，具有一個用于磨削滑動面邊緣的磨具；圖4圖3所示布置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
在附圖中，相同的元件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
在圖1中示意示出了構(gòu)成本發(fā)明設(shè)備的一個重要組成部分的磨具10，以及它怎樣設(shè)置在一個鋼軌1上。在圖2中示出了從圖1所示布置結(jié)構(gòu)的上面的俯視圖。磨具10以其旋轉(zhuǎn)軸線11可自由旋轉(zhuǎn)地支承在按本發(fā)明磨削設(shè)備的一個未示出的磨削機(jī)架中并且相對于該旋轉(zhuǎn)軸線11旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)成。磨具10是截錐形的，具有一個在軸向上輕微凹陷地成拱形的磨削面12。所示的輕微凹陷的拱形結(jié)構(gòu)可以在磨具的制造中就設(shè)置在磨具10中。有利的是，磨具10制成截錐體，并且這個凹陷的拱形結(jié)構(gòu)先通過鋼軌1的磨削加工作為上滑動面2的拱形結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)拱形結(jié)構(gòu)引入到磨削面12中。磨具10的旋轉(zhuǎn)軸線11水平設(shè)置并與鋼軌縱向5形成一個銳角α。在所示實(shí)施例中，角α為40°。磨具的直徑為200mm。
磨具10以其磨削面12僅覆蓋鋼軌1的上滑動面2，滑動面的邊緣3、4不由磨具10處理。
在運(yùn)行中，在所示的與鋼軌縱向5傾斜的位置上沿該方向拉動可自由旋轉(zhuǎn)地支承的磨具10，從而根據(jù)在EP 0 708 205 B1中描述的原理產(chǎn)生磨削作用。
在圖2中示意示出了一個包含于本發(fā)明設(shè)備中的第二磨具20，以及它怎樣設(shè)置在一個鋼軌1上。在圖2中示出了從圖1所示布置結(jié)構(gòu)的上面的俯視圖。磨具20也以其旋轉(zhuǎn)軸線21可自由旋轉(zhuǎn)地支承在按本發(fā)明磨削設(shè)備的一個未示出的磨削機(jī)架中并且相對于這個旋轉(zhuǎn)軸線21旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)成。磨具20具有一個由兩個區(qū)段組成的磨削面22。磨削面在一個第一區(qū)段23對應(yīng)一個截錐體的外表面。它在一個第二區(qū)段24凹陷地向外成拱形并且形成磨具20的一個凸緣25。通過這個凸緣25，磨具20在運(yùn)行期間包括鋼軌1的內(nèi)邊緣3并對其進(jìn)行磨削。磨具20的旋轉(zhuǎn)軸線21水平設(shè)置并且與鋼軌縱向5構(gòu)成一個銳角α。在所示實(shí)施例中，角α為72°。磨具的直徑為200mm。
在運(yùn)行中，也在所示的與鋼軌縱向5傾斜的位置上沿該方向拉動可自由旋轉(zhuǎn)地支承的磨具20，從而也對于磨具20根據(jù)在EP 0 708 205 B1中描述的原理產(chǎn)生磨削作用。
在按本發(fā)明的設(shè)備中，相應(yīng)多個磨具10和20在鋼軌縱向5上前后連續(xù)地、相應(yīng)與鋼軌1形成銳角地設(shè)置，組合成一個單元。其中這樣構(gòu)成設(shè)備，使得不同形成的用于加工滑動面不同區(qū)域的磨具10和20同時作用在一個鋼軌上。按本發(fā)明的設(shè)備另外可以具有平行設(shè)置的單元，用于同時加工軌道的兩個鋼軌。其中，磨具10、20可以像在EP 0 708 205B1的實(shí)施例中根據(jù)具有已知幾何形狀的磨具進(jìn)行設(shè)置，然而它們也可以設(shè)置成在一個水平的平面內(nèi)相對旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線11、21相應(yīng)構(gòu)成一個在60°到120°之間的角度，優(yōu)選大約90°。
通過一種按本發(fā)明的配備兩個在圖1到4中所示的磨具10、20的設(shè)備，磨削加工鋼軌1的上滑動面2和內(nèi)邊緣3，但是不加工外邊緣4。這根據(jù)重要的作為本發(fā)明基礎(chǔ)的知識也是不必的。因為在外邊緣4的區(qū)域內(nèi)沒有磨具10、20伸出鋼軌1的滑動面，所以可以在行駛通過道岔或相似的軌道結(jié)構(gòu)件時不再出現(xiàn)開頭所述的問題。
附圖標(biāo)記列表1 鋼軌2 上滑動面3 內(nèi)邊緣4 外邊緣5 鋼軌縱向10磨具11旋轉(zhuǎn)軸線12磨削面20磨具21旋轉(zhuǎn)軸線22磨削面23區(qū)段24區(qū)段25凸緣α 角
權(quán)利要求
1.一種通過圓周磨削加工鋼軌(1)的滑動面(2、3、4)的設(shè)備，包括一個可壓靠到鋼軌(1)的滑動面(2、3、4)上的并且可沿著鋼軌(1)移動的磨削機(jī)架，該磨削機(jī)架具有至少一個可自由旋轉(zhuǎn)地支承的用于圓周磨削的磨具(10、20)，所述磨具具有一個與鋼軌縱向(5)構(gòu)成一個銳角(α)的旋轉(zhuǎn)軸線(11、21)，其特征在于磨具(10、20)的用于鋼軌加工的磨削面(12、22)具有一個僅覆蓋鋼軌(1)的上滑動面(2)和/或鋼軌(1)的在側(cè)面連接到上滑動面(2)上的兩個側(cè)邊緣(3)之一的輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于磨具(10、20)旋轉(zhuǎn)對稱于其旋轉(zhuǎn)軸線(11、21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述至少一個磨具(10、20)在指向鋼軌(1)的滑動面(2、3、4)的壓緊力的方向上通過一個有選擇地可由一個剛性支承搭接的彈簧體相對于磨削機(jī)架支承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的設(shè)備，其特征在于在磨削機(jī)架中設(shè)置至少兩個磨具(10、20)，其中，一個第一磨具(10)具有一個磨削面(11)，該磨削面具有用于磨削鋼軌(1)的上滑動面(2)而成形的輪廓，而一個第二磨具(20)具有一個磨削面(21)，該磨削面具有用于磨削其中一個連接到鋼軌(1)的上滑動面(2)上的側(cè)邊緣(3)而成形的輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于第一磨具(10)具有一個基本上呈截錐外形的、在磨具(10)的軸向上可能輕微凹陷的磨削面(11)，并且第二磨具(20)具有一個磨削面(21)，該磨削面由一個基本上呈截錐外形的、在磨具(20)的軸向上可能輕微凹陷的第一區(qū)段(23)和一個在磨具(20)的軸向上鄰接第一區(qū)段(23)的第二區(qū)段(24)組成，沿著磨具(20)的軸向看，磨削面(21)在所述第二區(qū)段內(nèi)凹陷地向外拱形延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于第一磨具(10)的磨削面(11)的軸向長度基本上大致等于鋼軌(1)的待加工的上滑動面(2)的寬度，相反，第二磨具(20)的磨削面(21)的第一區(qū)段(23)在軸向上比待加工的上滑動面(2)的寬度短。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于沿鋼軌縱向(5)看，在磨削機(jī)架中前后連續(xù)設(shè)置多個磨具(10、20)，其中，它們的旋轉(zhuǎn)軸線(11、21)全都平行并且與鋼軌縱向(5)構(gòu)成銳角(α)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于沿鋼軌縱向(5)看，在磨削機(jī)架中前后連續(xù)設(shè)置多個磨具(10、20)，其中，它們的旋轉(zhuǎn)軸線(11、21)在一個基本上水平的平面內(nèi)，然而相互旋轉(zhuǎn)錯開一個在60°到120°之間的角度，優(yōu)選大約90°，并且與鋼軌縱向(5)構(gòu)成銳角(α)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過圓周磨削加工鋼軌(1)的滑動面(2、3、4)的設(shè)備，包括一個可壓靠到鋼軌(1)的滑動面(2、3、4)上的并且可沿著鋼軌(1)移動的磨削機(jī)架，該磨削機(jī)架具有至少一個可自由旋轉(zhuǎn)地支承的用于圓周磨削的磨具(10)，所述磨具具有一個與鋼軌縱向(5)構(gòu)成一個銳角的旋轉(zhuǎn)軸線(11)。為了通過該設(shè)備也可以加工道岔和類似的軌道結(jié)構(gòu)件，而不必因此明顯降低工作速度，磨具(10)的用于鋼軌加工的磨削面(12)具有一個僅覆蓋鋼軌(1)的上滑動面(2)和/或鋼軌(1)的在側(cè)面連接到上滑動面(2)上的兩個側(cè)邊緣(3)之一的輪廓。
文檔編號E01B31/00GK1759219SQ200480006640
公開日2006年4月12日 申請日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月20日
發(fā)明者拉爾斯·格呂納 申請人:施塔爾貝格·倫施有限及兩合公司