WO2022002559A1

WO2022002559A1 - Schienengebundene montagevorrichtung für spannklemmen zum befestigen einer schiene auf einer schienenschwelle und verfahren

Info

Publication number: WO2022002559A1
Application number: PCT/EP2021/065658
Authority: WO
Inventors: Roland Buda; Daniel Walter
Original assignee: Schwihag AG
Current assignee: Schwihag AG
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-01-06
Anticipated expiration: 2022-12-30
Also published as: EP4172415A1

Abstract

Schienengebundene Montagevorrichtung (1) für Spannklemmen zum Befestigen einer Schiene (4), insbesondere eines Schienenfußes (7), auf einer Schienenschwelle oder einem anderen Schienen- Oberbau, umfassend zumindest einen Greifmechanismus zum synchronen Greifen wenigstens zweier Spannklemmen (6) und zum synchronen Bewegen von wenigstens zwei Spannklemmen von deren Vormontageposition in die Montageposition, eine Einrichtung zum Aufbringen einer Klemmkraft auf die Spannklemmen wobei die Einrichtung zum Aufbringen einer Klemm kraft einen Spannmechanismus sowie einen den Spannmechanismus lösenden oder einem dessen Klemm kraft entgegenwirkenden Mechanismus umfasst, wobei die Montagevorrichtung eine Mittel zur lösbaren Verbindung mit der Schiene und einen Antrieb (3) zur Bewegung der Montagevorrichtung entlang der Schiene sowie ein Mittel zum selbständigen Anfahren einer Montageposition und/oder zur selbständigen Spureinstellung des Gleises aufweist. Darüber hinaus gibt es auch ein Verfahren zum Befestigen wenigstens zweier Spannklemmen in ihrer Montageposition mittels dieser schienengebundenen Montagevorrichtung.

Description

SCHIENENGEBUNDENE MONTAGEVORRICHTUNG FÜR SPANNKLEMMEN ZUM BEFESTIGEN EINER SCHIENE AUF EINER SCHIENENSCHWELLE UND VERFAHREN

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Befestigen von Schienen auf ihrem Oberbau, üblicherweise Gleisschwellen, mittels Spannklemmen. Derartige Spannklemmen werden dazu verwendet, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen einem Schienenfuß und einer Gleisschwelle, üblicherweise unter Verwendung einer Winkelführungsplatte und anderer geeigneter Einrichtungen, zur Verfügung zu stellen. Auf jeder Gleisschwelle werden dabei regelmäßig wenigstens zwei Spannklemmen pro Schiene verwendet, die einander gegenüberliegend jedem Schienenfuß einer Schiene zugeordnet sind, also pro Gleisschwelle vier Spannklemmen.

2. Stand der Technik

Beim Herstellen und/oder Instandsetzen einer Gleisanlage müssen eine Vielzahl von Spannklemmen montiert und/oder demontiert werden, um den sicheren Halt einer Schiene und einer gesamten Gleisanlage auf ihrem Unterbau zu gewährleisten. Üblicherweise erfolgt die Montage dieser Spannklemmen, zumindest jedoch deren Einbringen in ihre Montageposition, per Hand. Aus der WO 2018/050917 ist darüber hinaus eine Montagevorrichtung bekannt, die wenn auf eine Schiene aufgesetzt und ausgerichtet die Verschraubung von zwei Spannklemmen automatisiert durchführt.

3. Aufgabe der Erfindung Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, den Prozess des Montierens und/oder Demontierens von Spannklemmen weiter zu automatisieren und die Gleismontage gegebenenfalls auch unterschiedlicher Spurweiten und über eine größere Gleislänge sicher auszuführen.

Diese Aufgabe wird im erfindungsgemäßen Sinne mittels einer schienengebundenen Montagevorrichtung, umfassend die Merkmale des Anspruchs 1 , sowie eines Verfahrens, umfassend die Merkmale des Anspruchs 16, ebenso mittels eines Systems, umfassend die Merkmale des Anspruchs 19, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

4. Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird eine schienengebundene Montagevorrichtung für Spannklemmen zum Befestigen einer Schiene, insbesondere eines Schienenfußes, auf einer Schienenschwelle oder einem anderen Schienen- Oberbau zur Verfügung gestellt. Die Montagevorrichtung weist ein Mittel zur lösbaren Verbindung mit der Schiene, vorzugsweise einem zwei parallele Schienen umfassendem Gleis, und einen Antrieb zur Bewegung der Montagevorrichtung entlang der Schiene oder dem Gleis sowie ein Mittel zum selbständigen Anfahren einer Montageposition und/oder zur selbständigen Spureinstellung des Gleises auf. Hierdurch wird ein weitestgehend automatisiertes Befestigen, bevorzugt vollautomatisches Befestigen, von Schienen unter gleichzeitiger Einstellung der Spur im zulässigen Toleranzbereich im Gleisoberbau, z. B. auf Beton-, Holz-, Stahl- oder Kunststoffschwellen sowie auf Festen Fahrbahnen (Fahrbahnplatten aus Beton) ermöglicht. Mittels der erfindungsgemäß schienengebundenen Montagevorrichtung wird der Prozess der Befestigung der Schiene und der Spureinstellung weitestgehend automatisiert, gleichzeitig werden vorzugsweise die Montageparameter wie Verspannungs-, Drehmoment- und Spurmaß inklusive geographischer Position der Befestigungssysteme dokumentiert. Die Erfindung stellt eine schienengebundene Montagevorrichtung zur Verfügung, die nach einfachem Aufsetzen auf dem Gleis vorzugsweise selbständig die Spureinstellung und die anschließende Verschraubung über einen längeren Gleisabschnitt mit einer Geschwindigkeit von vorzugsweise etwa 400 m/h durchführen kann.

Die Erfindung stellt hierbei eine Montagevorrichtung zur Verfügung, die in der Lage ist, Spannklemmen sicher aus ihrer Vormontageposition in eine Montageposition an den Schienenfuß einer Schiene anliegend zu überführen. Dies erfolgt vorzugsweise über eine große Bandbreite von Klemmengeometrien, ohne dass die Montagevorrichtung hierfür gesondert umgebaut oder neu ausgerüstet werden müsste. Vorteilhafterweise wird somit die händische Arbeitsleistung auf das notwendige Minimum beschränkt und der Prozess der Schienenbefestigung im Wesentlichen und vorzugsweise vollautomatisiert durchführbar.

Die Montagevorrichtung umfasst zu diesem Zweck einen Greifmechanismus zum synchronen Greifen jeweils einer Spannklemme auf jeder Seite des Schienenfußes sowie zum Aufbringen einer Klemmkraft auf die wenigstens zwei Spannklemmen, um hierdurch die Spannklemmen sicher halten und in ihre Montageposition hinein oder aus dieser heraus führen zu können. Der Greifmechanismus weist hierfür vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Greifarme auf, die in einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung mittels einer Spannfeder oder mittels eines hydraulischen Zwei-Wege-Zylinders aufeinander zu bewegbar vorgespannt sind. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die einander gegenüberliegenden Wirkflächen der zwei Greifarme eine elastische Auflage, vorzugsweise eine Elastomer-auflage, aufweisen. Hierdurch wird einerseits der Reibkoeffizient der Wirkfläche erhöht, andererseits wird aufgrund der Elastizität der Auflage das Greifen verschiedener Spannklemmen ermöglicht und zudem eine erhöhte Toleranz in der Maschinenpositionierung zur Verfügung gestellt.

An den Greifarmen können in ebenso bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung Greiferclips oder Schnappverschlüsse angeordnet sein, die die an den Greifarmen des Greifmechanismus anliegenden Arme der Spannklemmen ergreifen und zumindest teilweise umschließen. Hierdurch wird eine im Wesentlichen formschlüssige Verbindung des Greifmechanismus mit den Spannklemmen während des Transports der Spannklemmen von der Vormontageposition in ihre Montageposition und zurück erreicht.

Der Greifmechanismus umfasst vorzugsweise darüber hinaus eine Vorrichtung, die in der Lage ist, der von der Spannfeder oder einem hydraulischen Zwei-Wege- Zylinder bewirkten Spannkraft entgegenzuwirken. Vorzugsweise ist diese Vorrichtung eine schalt- und/oder steuerbare Hydraulikvorrichtung, über die die Greifarme des Greifmechanismus entgegen der Zugkraft der Spannfeder oder durch den hydraulischen Zwei-Wege-Zylinder so voneinander wegbewegt werden können, dass die Spannklemme vom Greifmechanismus freigegeben wird.

Der Greifmechanismus umfasst in einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung einen Hubzylinder, vorzugsweise einen Doppelhubzylinder, durch den sowohl die Bewegung der Greifarme des Greifmechanismus aufeinanderzu als auch voneinander weg bewirkbar ist. Dies bedeutet, dass die Greifarme des Greifmechanismus nicht vorgespannt werden, sondern dass jede Bewegung der Greifarme erst bei geeigneter Ansteuerung und Betätigung des Hubzylinders bewirkt wird.

In einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Montagevorrichtung zusätzlich eine Einrichtung zum Ein- und Ausschrauben wenigstens von zwei Spannklemmenschrauben. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Einrichtung in der Lage ist, das Einschrauben der Spannklemmenschrauben mit vorab festgelegtem, definiertem Drehmoment, zu bewirken. Hierdurch wird die Automatisierung des Montagevorgangs der Schiene an einem geeigneten Schienenoberbau besonders vorteilhaft unterstützt.

Bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn eine Vorrichtung zur Wirkverbindung von Greifmechanismus und Einrichtung zum Ein- und Ausschrauben der Spannklemmenschrauben vorgesehen ist, die die Bewegung des Greifmechanismus mit der beim Ein- und Ausschrauben der Spannklemmenschraube bewirkten Bewegung sowohl der Einrichtung zum Ein- und Ausschrauben als auch der Spannklemmen selbst synchronisiert. Die Funktionsweise des Greifmechanismus sowie der Einrichtung zum Ein- und Ausschrauben der Spannklemmenschrauben ist detailliert in der WO 2018/050917 A1 beschrieben.

Die erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung kann lösbar mit einer Schiene, vorzugsweise einem zwei parallele Schienen umfassenden Gleis, verbunden werden. Ein montagevorrichtungsseitiger Antrieb dient zur Bewegung der schienengebundenen Montagevorrichtung entlang der Schiene oder des Gleises, wobei ein Mittel zum selbständigen Anfahren einer Montageposition und/oder zur selbständigen Spureinstellung des Gleises vorhanden ist. Die erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung kann somit vorzugsweise vollautomatisch Schienen unter gleichzeitiger Einstellung der Spur im zulässigen Toleranzbereich im Gleisoberbau (üblicherweise ca. +/- 2,0 mm bei Spurweiten im Bereich von 600 bis 1.676 mm) auf Beton-, Holz-, Stahl- oder Kunststoffschwellen sowie auf Festen Fahrbahnen (Fahrbahnplatten aus Beton) befestigen. Hierdurch wird der Prozess der Befestigung der Schiene und der Spureinstellung vorrichtungsseitig maximal unterstützt, vorzugsweise vollständig automatisiert, und ein händischer Eingriff durch den Gleisarbeiter auf ein notwendiges Minimum beschränkt, vorzugsweise vollständig vermeidbar. Die erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung kann somit nach einfacher Montage auf dem Gleis vorzugsweise selbständig die Spureinstellung und die anschließende Verschraubung über einen längeren Gleisabschnitt durchführen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schienengebundene Montagevorrichtung einen Speicher zum Erfassen der Montagedaten, vorzugsweise der Spurweite und/oder der geographischen Position der Montagevorrichtung oder der Montageposition, auf. Hierdurch wird nicht nur die Dokumentation vorzugsweise sämtlicher Arbeitsschritte der schienengebundenen Montagevorrichtung ermöglicht, es besteht somit auch die Möglichkeit der Überprüfung des Arbeitsprozesses durch die schienengebundene Montagevorrichtung sowohl unverzüglich im Betrieb als auch nachträglich durch Auswerten gespeicherter Daten.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Montagevorrichtung vier vorzugsweise elektrisch angetriebene Positionier- und Schraubeinheiten auf. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, in einem einzigen Arbeitsschritt die einander gegenüberliegenden Schienenfüße einer Schiene mittels Spannklemmen an dem Untergrund zu befestigen und im gleichen Arbeitsschritt auch die Befestigung der parallel verlaufenden Schiene des Gleises an jeder Schwelle vorzunehmen. Hierdurch wird ermöglicht, in jedem Arbeitsschritt möglichst zeitsparend die Befestigung des Gleises an einer jeweiligen Schwelle vorzunehmen und dann die erfindungsgemäße Montagevorrichtung nach erfolgter Befestigung des Gleises zu einer sich anschließenden Montageposition weiterzubewegen.

Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Montagevorrichtung eine Sensorik und Steuerung für die Einstellung der Position der Montagevorrichtung auf der Schiene und zur Einstellung des Vorschubs der Montagevorrichtung entlang der Schiene auf. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Prozess der Befestigung des Gleises an dem Unterbau weitestmöglich automatisch, vorzugsweise vollautomatisch, erfolgen kann.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schienengebundene Montagevorrichtung eine Sensorik für die Spurweitenvermessung auf, so dass sichergestellt wird, dass die Montage des Gleises innerhalb der gewünschten Toleranzen und ohne weiteren Eingriff von außen erfolgen kann.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Mittel zur lösbaren Verbindung der Montagevorrichtung mit der Schiene einen Grundrahmen auf, an dem ein Fahrwagen angeordnet ist, wobei der Grundrahmen zwei parallele Schienen überspannt oder überbrückt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die schienengebundene Montagevorrichtung ein Gleis abdeckt und selbsttätig fahrend entlang des Gleises ausgelegt ist.

Diesbezüglich wird besonders bevorzugt, wenn auf oder an dem Grundrahmen der Antrieb zur Bewegung der Montagvorrichtung entlang der Schiene, überaus bevorzugt zusammen mit einem Energiespeicher, angeordnet ist. Sofern der Antrieb elektrisch ausgestaltet ist, wird bevorzugt, wenn der Energiespeicher ein Akku oder ein Zusammenschluss mehrerer Akkus ist. Hierdurch wird eine möglichst autarke schienengebundene Montagevorrichtung geschaffen, die ohne Energiezufuhr von außen vorzugsweise vollautomatisch entlang des Gleises verfahrbar und auf diesem betreibbar ist.

Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang auch, wenn sämtliche Einheiten der Montagevorrichtung, zumindest diejenigen Einheiten, die mit dem Grundrahmen verbunden sind, vor allem der Greifmechanismus, die Einrichtung zum Aufbringen einer Klemmkraft (Positionier- und Schraubeinrichtung), eine Einheit zur Einstellung der Spurbreite, der Antrieb zur Bewegung der Montagevorrichtung entlang der Schiene und der Energiespeicher ein Gewicht von jeweils weniger als 50 kg aufweisen. Hierdurch wird sichergestellt, dass die erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung gegebenenfalls von zwei Gleisarbeitern auf- und wieder abgebaut werden kann, insbesondere für den Fall, dass die schienengebundene Montagevorrichtung schnell auf dem Gleis aufgesetzt oder wieder von diesem entfernt werden muss, beispielsweise im Falle der Durchfahrt von Bauzügen oder bei anderen Sperrpausen.

Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn die Einheiten der Montagevorrichtung, insbesondere der Greifmechanismus, die Einrichtung zum Aufbringen einer Klemmkraft (Positionier- und Schraubeinrichtung), einer Einheit zur Einstellung der Spurbreite, der Antriebsbewegung der Montagevorrichtung entlang der Schiene sowie der Energiespeicher in jeweiligen Tragrahmen angeordnet mit dem Grundrahmen lösbar verbunden sind. Hierdurch wird ein modularer Aufbau der schienengebundenen Montagevorrichtung geschaffen, mittels dem der Austausch einzelner Komponenten oder Einheiten der Montagevorrichtung sowie der vollständige Auf- oder Abbau schnell und einfach handhabbar ist.

In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung der schienengebundenen Montagevorrichtung gemäß der Erfindung weist diese ein Mittel zur Schnellabschaltung auf, durch das alle mechanischen Teile der Montagevorrichtung vorzugsweise automatisch aus einer Arbeitsposition in eine Neutralstellung überführbar sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein schnellstmöglicher Abbau der Vorrichtung ermöglicht ist, ohne dass einzelne Einheiten oder mechanische Teile, die in ihrer Arbeitsposition gegebenenfalls im Eingriff mit der Schiene, dem Gleis oder gegebenenfalls der Schwelle stehen, gesondert angesteuert oder aus ihrem mechanischen Eingriff gelöst werden müssten. Dies alles unterstützt die größtmögliche Automatisierung der schienengebundenen Vorrichtung mit besonders einfachen Mitteln.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schienengebundene Montagevorrichtung Mittel zur Spurfixierung an der Montagevorrichtung auf, über die eine Messung der Spurbreite, vorzugsweise zusätzlich eine Erfassung des Schienenkopfprofils, erreichbar ist. Besonders bevorzugt wird, wenn die Mittel zur Spurfixierung seitlich am Schienenkopf rollende Laufräder sind, die in ihrer Raum läge verstellbar, vorzugsweise in ihrer Winkellage zueinander verstellbar, an der Montagevorrichtung, insbesondere dem Grundrahmen, angeordnet sind. Hierdurch wird mit besonders einfachen und beherrschbaren Mitteln sichergestellt, dass die schienengebundene Montagevorrichtung einerseits auf eine Vielzahl von Schienenprofilen einstellbar ist und andererseits bei jedem denkbaren Schienenprofil die Einhaltung der geforderten Spurtoleranzen sicherstellt und insbesondere die Schraub- und Positioniereinheiten auf das jeweilige Schienenprofil einstellbar hält.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Montagevorrichtung zwei einander gegenüberliegende Greifmechanismen auf, die bevorzugt spiegelbildlich zueinander angeordnet und bewegbar sind. Hierdurch wird die vorzugsweise gleichzeitige Befestigung von zwei Spannklemmen, je eine auf jeder Seite des Schienenfußes, bewirkt. Die Bewegung beider Greifmechanismen kann synchron erfolgen, optional wird jedoch auch eine Vorrichtung, bei der die jeweiligen Greifmechanismen unabhängig voneinander Steuer- und bewegbar sind, möglich sein.

Besonders bevorzugt wird, wenn die Aufhängung und Bewegung des Greifmechanismus in Form eines Exzenterschwenkers ausgebildet ist, bei dem eine Bewegung der Spannklemmen von der Vormontageposition in die Montageposition so erfolgt, dass die Spannklemme in einem vorab definierten Maß von wenigstens 15 mm, vorzugsweise wenigstens 20 mm, insbesondere bevorzugt wenigstens 30 mm, oberhalb der Winkelführungsplatte in den Bereich oberhalb des Schienenfußes verbracht wird, um dort dann auf den Schienenfuß und die Winkelführungsplatte hinab abgesenkt zu werden. Hierdurch wird mit besonders einfachen und zuverlässigen Mitteln bewirkt, dass während der Bewegung der Spannklemme in ihre Montageposition hinein ein Anstoßen der Spannklemme an den Schienenfuß auch dann vermieden wird, wenn die Schiene sich in einem noch nicht montierten Zustand von der Gleisschwelle und der darauf angeordneten Winkelführungsplatte vertikal abhebt. Der hierdurch zwischen der Gleisschwelle und der Unterseite der Schiene gegebenenfalls vorliegende Spalt kann durch die von dem Exzenterschwenker vorgegebene Zwangsführung des Greifmechanismus sowie der darin angeordneten Spannklemmen sicher überwunden werden.

Erfindungsgemäß ist die Montagevorrichtung mit einer Antriebsvorrichtung verbunden und/oder verbindbar. Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn die Antriebseinrichtung in der Lage ist, die Bewegungen aller Mechanismen und Einrichtungen der Montagevorrichtung, inklusive der hydraulischen und elektrischen oder motorisiert-mechanischen, anzutreiben. Hierdurch wird eine im Wesentlichen autonome Montagevorrichtung sowie ein System aus Montagevorrichtung und Antriebsvorrichtung geschaffen, mittels derer die automatisierte Befestigung der Spannklemmen besonders vorteilhaft unterstützt wird.

Mittels der Erfindung wird erreicht, zumindest jedoch unterstützt, dass ein Verbiegen der Spannklemme nicht auftritt. Dies wird insbesondere dann unterstützt, wenn die Spannklemme mittels Federkraft oder hydraulischer Kraft ergriffen und im Greifmechanismus eingeklemmt wird. Eine schwimmende Lagerung der Greifarme innerhalb des Greifmechanismus ermöglicht das Greifen verschiedener Spannklemmen und gleicht, vorzugsweise zusammen mit Elastomerauflagen auf den Wirkflächen der Greifarme, Toleranzen in der Maschinenpositionierung aus.

Vorzugsweise erfolgt das Überführen der Spannklemmen aus ihrer Montageposition in ihre Vormontageposition durch Anheben der Spannklemme beim Losschrauben der Spannklemmenschrauben. Dabei wird vorzugsweise der zwischen der Schienenschwelle und der Schiene vorliegende Spalt von der Anhebebewegung überbrückt, wenn die Spannklemme ausreichend hoch angehoben wird.

Vorzugsweise erfolgt das Überführen der Spannklemme aus ihrer Vormontageposition in ihre Montageposition über ein Einschwenken der Greifmechanik über Federkraft, so dass ein Verspannen der Maschine bei unerwarteten Kollisionen, beispielsweise bei Vorliegen von Schotter zwischen Spannklemme und Schiene, vermieden wird. Bei einem Not-Stopp der Maschine führt die Mechanik nicht zu Verspannungen und kann leicht wieder von der Schiene gelöst werden. Bei einem hydraulischen Gleitsystem wird bei einem Not- Stopp die Hydraulik automatisch drucklos geschaltet.

Besonders vorteilhaft wird ein kombiniertes Verschieben der Spannklemme mit anschließender Verschraubung nach einem Einschieben der Spannklemme aus der Vormontageposition und einem Ausschieben der Spannklemme in die Montageposition und deren Sicherung erreicht. Hierdurch wird ein rascher und einfacher Einsatz der Montagevorrichtung sowie des Systems aus Montagevorrichtung und Antriebseinheit bei hoher Meterleistung und vorzugsweise synchronem Verschrauben bei konstantem Anzugsmoment erreicht. Sofern eine Suchlaufautomatik innerhalb des Systems und/oder der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung vorgesehen ist, wird die Automatisierung des Montagevorgangs durch einfaches und vorzugsweise vollautomatisches Einsetzen der Spannklemmen in ihrer Montageposition und Aufsetzen der Einrichtung zum Ein- und Ausschrauben wenigstens einer Spannklemmenschraube mit einfachen und besonders wirkungsvollen Mitteln unterstützt. Hierdurch wird schlussendlich eine konstant hohe Schraubgenauigkeit erreicht, die eine manuelle Nachkalibrierung auf der Baustelle, insbesondere eine händische Nacharbeit mit einem Drehmomentschlüssel, vermeiden lässt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Befestigen wenigstens zweier Spannklemmen in ihrer Montageposition mittels einer schienengebundenen Montagevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zur Verfügung gestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:

- Das Aufsetzen und vorzugsweise Zentrieren der Montagevorrichtung auf der Schiene, vorzugsweise auf einem zwei parallele Schienen umfassenden Gleis,

- die mechanische Anpassung der Montagevorrichtung an das zu verspannende Spannklemmensystem und/oder das Schienenprofil und/oder die Spurweite des Gleises,

- die Eingabe der Steuerungsdaten für die Arbeitssequenz, insbesondere des Typs der Schienenbefestigung, des aktuellen Standorts, der Gleis- und Schienendaten, der zu bearbeitenden Gleislänge und/oder der Antriebsgeschwindigkeit, in eine Steuereinheit,

- das Starten der Antriebseinheit und

- das selbständige Anfahren der jeweiligen Montageposition.

Hierdurch wird ein Verfahren geschaffen, das eine hochgradig automatisierte, vorzugsweise vollautomatische, Befestigung der Spannklemmen in ihrer jeweiligen Montageposition, unter gleichzeitiger Berücksichtigung sämtlicher Betriebsparameter und notwendigen Einstellungen, gewährleistet.

Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang, wenn die mechanische Anpassung der Montagevorrichtung an das zu verwendende Spannklemmensystem und/oder das Schienenprofil und/oder die Spurweite des Gleises automatisch erfolgt.

Besonders bevorzugt wird in diesem Zusammenhang auch, wenn die schienengebundene Montagevorrichtung mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 m/h, vorzugsweise zwischen 200 und 400 m/h, selbsttätig die Verschraubung des Gleisabschnitts durchführt.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein System aus einer schienengebundenen Montagevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und einem Gleis, das vorzugsweise zwei parallel zueinander angeordnete Schienen umfasst, zur Verfügung gestellt. Das erfindungsgemäße System ist in der Lage, die mit dem ersten Aspekt gemäß der Erfindung verbundenen Effekte im Zusammenspiel mit einem zu befestigenden Gleis zu erreichen und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bevorzugt vollautomatisiert auszuführen.

5. Kurze Beschreibung der Figuren

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf sieben zeichnerische Darstellungen näher erläutert, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes

System, umfassend eine erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung sowie einen Gleiskörper,

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung in einer anderen Ansicht,

Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung, eine gesondert dargestellte Einstelleinheit für die Spurweite sowie einen einzeln dargestellten Grundrahmen mit Antriebseinheit,

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung und einen gesondert dargestellten Fahrantrieb,

Figur 5 zeigt eine Draufsicht von oben auf eine auf ein Gleis aufgesetzte erfindungsgemäße schienengebundene Montagevorrichtung,

Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine schienengebundene Montagevorrichtung gemäß der Erfindung sowie eine Explosionsansicht einzelner mit einem Grundrahmen verbundener Einheiten, und

Figur 7 zeigt eine geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen

Montagevorrichtung mit einer damit verbundenen Spurfixierung nebst einer vergrößerten Detaildarstellung.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes System aus einer Montagevorrichtung 1 mit einem Grundrahmen 2, an dem ein Antrieb 3 zum Vorschub der Montagevorrichtung 1 entlang der Längsausrichtung des Gleises, umfassend zwei Schienen 4a, 4b, angeordnet ist. An dem Grundrahmen 2 sind überdies Positionier- und Schraubeinheiten 5a-d angeordnet, über die jeweils zwei Spannklemmen 6 den Schienenfuß 7 mit der Schwelle 8 verbinden können. Am Grundrahmen 2 der Montagevorrichtung 1 ist zudem ein Display 9 angeordnet, über den Befehle an eine (nicht dargestellte) Steuerung für den Betrieb der Montagevorrichtung 1 eingegeben und angezeigt werden können. Die Montagevorrichtung 1 ist in der Lage, die Schwellenschrauben 10 anzuschrauben und zu lösen, die Montagevorrichtung 1 zur jeweiligen Montageposition automatisch vorzuschieben, die Spurweite zu messen und gegebenenfalls zu korrigieren, die Spannklemmen 6 automatisch zu montieren und zu demontieren sowie sowohl das Anschraubmoment als auch die Ist-Spurweite an der Schraubstelle zu dokumentieren.

Figur 2 zeigt eine Perspektivansicht auf die erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 mit in jeweiligen Tragrahmen 11 angeordneten Einheiten der Montagevorrichtung 1 , die jeweils mit dem Grundrahmen 2 lösbar verbunden sind. Jeder Schiene 4 ist ein Paar von Positionier- und Schraubeinheiten 5 zugeordnet, der Antrieb der Montagevorrichtung 1 erfolgt über eine elektrische angetriebene Vortriebsachse 12, wobei der Antrieb aus Akkus 13 gespeist ist.

Dem Grundrahmen 2 ist überdies eine Sensorik 14 für die Spurweitenvermessung sowie eine Sensorik 15 für die Position und den Vorschub der Montagevorrichtung 1 entlang des Gleises zugeordnet.

Figur 3 zeigt in einer ersten Darstellung eine weitere Perspektivansicht auf eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 mit an dem Grundrahmen 2 angeordneter Einstelleinheit 16 für die Spurweite. Diese Einstelleinheit 16 für die Spurweite ist überdies gesondert und vom Grundrahmen 2 entfernt dargestellt und umfasst eine Spindel, die sich über die gesamte Länge der Einstelleinheit 16 erstreckt und mit Spurweite-Einstellklammern 24 an beiden Enden der Einstelleinheit 16 verbunden ist. Die Spurweite wird vorzugsweise automatisch mittels eines die Spindelhälften 23a, 23b drehbar betreibbaren Spurweite- Einstellantriebs 25 verstellt. In der zweiten Explosionsdarstellung ist der Grundrahmen 2 der Montagevorrichtung 1 dargestellt, von dem die Positionier- und Schraubeinheiten entfernt wurden und in dem der Antrieb für die Montagevorrichtung 1 in Form einer Antriebswelle dargestellt ist.

Figur 4 zeigt die Anordnung der Antriebswelle 3 als Fahrantrieb am Grundrahmen 2. Der Fahrantrieb überspannt die Spurweite des Gleises und wirkt vorzugsweise gleichmäßig mit beiden Schienen zusammen.

Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 , aufgesetzt auf zwei parallel zueinanderstehenden Schienen 4a, 4b und die Vorschubrichtung der Montagevorrichtung 1 entlang des Gleises gemäß Pfeil 17.

Figur 6 zeigt eine weitere Perspektivansicht auf eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung 1 mit daran angeordneten Positionier- und Schraubeinheiten 5, die jeweils paarweise in einem Tragrahmen 11 gehalten sind, sowie in einer Explosionsdarstellung für die einzelnen Komponenten, die mit dem Grundrahmen 2 lösbar und modulartig verbindbar sind. Über die Tragrahmenl 1 kann ein leichtes Abheben jedes Moduls vom Grundrahmen 2 ermöglicht werden, wobei sämtliche Module, somit sowohl die Positionier- und Schraubeinheiten 5 als auch die Akkus 13 für den Antrieb der Montagevorrichtung 1 sowie das Display 9 der Steuerung für die Montagevorrichtung 1 in jeweiligen Tragrahmen 11 gehalten den Aufbau und Abbau der Montagevorrichtung 1 vom Gleis im Bedarfsfall auch schnell ermöglichen.

Figur 7 schließlich zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Montagevorrichtung, hier nämlich eine einstellbare Spurstange 20, die über einen Spindelantrieb 23, 25 die Spurweite, somit den Abstand zwischen zwei parallel verlaufenden Schienen 4a, 4b ermöglicht. Zusätzlich zur Einstellung der Spurweite x kann auch die Raumlage zweier jeweils mit dem Schienenkopf 26 in Berührung stehender Spurmessvorrichtungen 21a-d erreicht werden, wobei diese Einstellmechanik für die Spurmessung in ihrer Winkellage a zueinander auf verschiedene Schienenkopfprofile 26 einstellbar ist. Hierzu sind Spurräder 22a-d abrollend an den Seiten der Schienenköpfe angeordnet und stehen im Wesentlichen in Punktkontakt 27 zur Spurmessung mit den jeweiligen Schienenköpfen 26.

Bezugszeichenliste

1 Montagevorrichtung

2 Grundrahmen

3 Antrieb

4a, b Schienen

5a-d Schraubeinheit

6 Spannklemmen

7 Schienenfuß

8 Schwelle

9 Display

10 Schwellenschrauben

11 Tragrahmen

12 Vortriebsachse

13 Akkus

14 Sensorik für Spurweitenvermessung

15 Sensorik für Position und Vorschub der Montagevorrichtung

16 Einstelleinheit für Spurweite

17 Vorschubrichtung der Montageeinrichtung

20 Spurstange

21a-d Spurmessvorrichtung

22a-d Spurräder

23a, b Spindel

24 Spurweite-Einstellklammern

25 Spurweite-Einstellantrieb

26 Schienenkopf

27 Punktkontakt a Winkel

Claims

Patentansprüche

1. Schienengebundene Montagevorrichtung (1 ) für Spannklemmen (6) zum Befestigen einer Schiene (4), insbesondere eines Schienenfußes (7), auf einer Schienenschwelle oder einem anderen Schienen-Oberbau, umfassend zumindest einen Greifmechanismus zum synchronen Greifen wenigstens zweier Spannklemmen (6) und zum synchronen Bewegen von wenigstens zwei Spannklemmen (6) von deren Vormontageposition in die Montageposition, eine Einrichtung zum Aufbringen einer Klemmkraft auf die Spannklemmen (6), wobei die Einrichtung zum Aufbringen einer Klemmkraft einen Spannmechanismus sowie einen den Spannmechanismus lösenden oder einem dessen Klemmkraft entgegenwirkenden Mechanismus umfasst, wobei die Montagevorrichtung (1) ein Mittel zur lösbaren Verbindung mit der Schiene (4), vorzugsweise einem zwei parallele Schienen (4a, b) umfassenden Gleis, und einen Antrieb (3) zur Bewegung der Montagevorrichtung (1) entlang der Schiene (4) oder Gleis sowie ein Mittel zum selbständigen Anfahren einer Montageposition und/oder zur selbständigen Spureinstellung des Gleises aufweist.

2. Schienengebundene Montagevorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Speicher zum Erfassen der Montagedaten, vorzugsweise der Spurweite und/oder der geographischen Position der Montagevorrichtung (1 ) oder der Montageposition, umfasst.

3. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (1) vier vorzugsweise elektrisch angetriebene Positionier- und Schraubeinheiten (5) aufweist.

4. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagevorrichtung (1) eine Sensorik (15) und Steuerung für die Einstellung der Position der Montagevorrichtung (1 ) auf der Schiene (4) und zur Einstellung des Vorschubs der Montagevorrichtung (1) entlang der Schiene (4) zugeordnet ist.

5. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagevorrichtung (1) eine Sensorik (14) für die

Spurweitenvermessung (14) zugeordnet ist.

6. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur lösbaren Verbindung der Montagevorrichtung (1) mit der Schiene (4) einen Grundrahmen (2) mit daran angeordnetem Fahrantrieb

(3) aufweisen, wobei der Grundrahmen (2) zwei parallele Schienen (4a, b) überspannt.

7. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder an dem Grundrahmen (2) der Antrieb (3) zur Bewegung der Montagevorrichtung (1) entlang der Schiene

(4), vorzugsweise zusätzlich ein Energiespeicher (13), angeordnet ist.

8. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf oder an dem Grundrahmen (2) Speicher und vorzugsweise Zuführvorrichtungen für Schrauben zu ihrer jeweiligen Montageposition aufweist.

9. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) zur Bewegung der Montagevorrichtung (1) entlang der Schiene (4) einen Elektromotor, vorzugsweise verbunden mit einem Energiespeicher (13), umfasst.

10. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher, vorzugsweise wenigstens ein Akku (13), auswechselbar ist.

11. Schienengebundene Montagevorrichtung (1 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Einheiten der Montagevorrichtung (1), insbesondere der Greifmechanismus, die Einrichtung zum Aufbringen einer Klemmkraft, eine Einheit zur Einstellung der Spurbreite (16) , der Antrieb (3) zur Bewegung der Montagevorrichtung (1) entlang der Schiene (4) und der Energiespeicher (13) ein Gewicht von jeweils weniger als 50 kg aufweisen.

12. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheiten der Montagevorrichtung (1), insbesondere der Greifmechanismus, die Einrichtung zum Aufbringen einer Klemmkraft, eine Einheit zur Einstellung der Spurbreite (16), der Antrieb (3) zur Bewegung der Montagevorrichtung (1) entlang der Schiene (4) sowie der Energiespeicher (13), in jeweiligen Tragrahmen (11) angeordnet mit dem Grundrahmen (2) lösbar verbunden ist.

13. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Schnellabschaltung aufweist, durch das alle mechanischen Teile der Montagevorrichtung (1) vorzugsweise automatisch aus einer Arbeitsposition in eine Neutralstellung überführbar sind.

14. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

Mittel zur Spurfixierung an der Montagevorrichtung (1) angeordnet sind, über die eine Messung der Spurbreite (x), vorzugsweise zusätzlich eine Erfassung des Schienenkopfprofils (26), erreichbar ist.

15. Schienengebundene Montagevorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Spurfixierung seitlich am Schienenkopf (26) abrollende Laufräder (22a-d) sind, die in ihrer Raum läge verstellbar, vorzugsweise in ihrer Winkellage zueinander verstellbar, an der Montagevorrichtung (1), insbesondere dem Grundrahmen (2), angeordnet sind.

16. Verfahren zum Befestigen wenigstens zweier Spannklemmen (6) in ihrer Montageposition mittels einer schienengebundene Montagevorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Aufsetzen und vorzugsweise Zentrieren der Montagevorrichtung (1) auf der Schiene (4), vorzugsweise auf einem zwei parallele Schienen (4a, b) umfassenden Gleis,

- mechanische Anpassung der Montagevorrichtung (1 ) an das zu verwendende Spannklemmensystem (6) und/oder das Schienenprofil (26) und/oder die Spurweite (x) des Gleises,

- Eingabe der Steuerungsdaten für die Arbeitssequenz, insbesondere des Typs der Schienenbefestigung, des aktuellen Standorts, der Gleis- und Schienendaten, der zu bearbeitenden Gleislänge und/oder der Antriebsgeschwindigkeit, in eine Steuereinheit,

- Starten der Antriebseinheit (3), und

- selbständiges Anfahren der Montageposition.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Anpassung automatisch erfolgt.

18. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schienengebundene Montagevorrichtung (1) mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 m/h selbsttätig die Verschraubung des Gleisabschnitts durchführt.

19. System aus einer schienengebundenen Montagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und einem Gleis, vorzugsweise umfassend zwei parallel zueinander angeordnete Schienen (4).