Technologie
Der Blick aufs Detail

Um die Maschinen optimal und effizient bedienen zu können, ist es wichtig, über die technischen Zusammenhänge Bescheid zu wissen. Was steckt hinter unseren technologischen Entwicklungen und was bedeutet das für die Anwender? Hier erfährst du mehr!

Die Stopftechnik im Detail

Bei der Stopfung wird der Schotter unter der Schwelle verdichtet und so ein stabiles Schwellenauflager aufgebaut. Aufgrund dieser kontrollierten Verdichtung wird eine dauerhafte Höhenlage erreicht.


Plasser & Theurer entwickelte dafür mit der asynchronen Gleichdruckstopfung ein maschinelles Verfahren, dessen Ergebnisse in der Fachwelt als wegweisend und unübertroffen gelten. Heute können wir für alle Bettungszustände (hart, weich, verkrustet, unterschiedliche Bettungsmaterialien …) die passende Stopftechnologie bieten.

Stopfaggregat abgesenkt in Arbeitsposition
Durch die Hebung des Gleises entsteht ein Hohlraum unter der Schwelle.

1 Vibration durch Exzenterwelle
2 Leistungsreserve durch Schwungmasse
3 fester Drehpunkt
4 stabile Amplitude
Stopfaggregat beim Verdichten
Durch den Beistellvorgang wird ein stabiles Schwellenauflager geschaffen.

1 fester Drehpunkt
2 asynchrone Gleichdruckstopfung

Die Asynchron-Gleichdruckstopfung


Dabei tauchen die Stopfpickel von oben in das Schotterbett ein und verdichten den Schotter mit einer Schließbewegung unter
der Schwelle. Drei Faktoren sind hier entscheidend:


Erstens arbeiten alle Stopfpickel mit dem gleichen Druck, zweitens vibrieren die Stopfpickel mit der idealen Frequenz von exakt 35 Hz und drittens einer stabilen Amplitude von 4 bis 5 mm durch den soliden mechanischen Aufbau. Diese Frequenz wurde gewählt, da in diesem Bereich eine Auftriebskraft und eine bleibende Hebung auftreten. Bei niedrigeren Frequenzen wird nicht ausreichend verdichtet. Bei höheren Frequenzen beginnt der Schotter zu fließen. Dann wird es schwierig, den fließenden Schotter unter die Schwelle zu dirigieren und somit die gewünschte Höhenlage herzustellen. Diese gerichtete, geradlinige Schwingung, kombiniert mit der asynchronen Pickelbewegung, schafft ein homogen verdichtetes Schotterbett.

Einfluss der Amplitude beim Verdichtvorgang (Frequenz 35 Hz)

Vibrationsamplituden von 4 bis 5 mm haben sich bei Untersuchungen als zielführend erwiesen. Sie führen zu einer optimalen Verdichtung des Korngerüstes. Die Nachsetzungen werden so gering wie möglich gehalten.





Quelle: Dissertation – Einfluss von Frequenz und Amplitude auf die Stabilisierung von Oberbauschotter, Johann Fischer, TU Graz.

Prozesssicherheit durch optimale Arbeitsparameter


Neben dem Druck und der Frequenz beeinflussen noch verschiedene andere Parameter die Qualität der Stopfung: Zur Umlagerung des Korngerüstes (zum Verdichten) ist neben einer entsprechenden Kraft ein passender Kraftimpuls erforderlich. Ist die Impulsdauer zu kurz, geht die Verdichtwirkung trotz größerer Schlagkräfte zurück.


Langjährige Erfahrung und Untersuchungen ergaben optimale Verdichtungszeiten von mindestens 0,8 Sekunden bis 1,2 Sekunden. Größere Verdichtungszeiten bringen keine weitere entscheidende Verbesserung. Eine stabile ibrationsamplitude von 4 bis 5 mm ist ebenso eine Voraussetzung für das nachhaltige Verdichten des Schotters.


Der Beistellweg hängt von den Schotterverhältnissen (verkrustet, vorverdichtet) und der Eintauchposition ab. Übliche Beistellwege liegen bei 120 mm. Die Stopftiefe hat für eine hochwertige Verdichtung des Schotters unter der Schwelle ausschlaggebende Bedeutung. Bei zu geringer Tiefe schlagen die Stopfpickel an den Schwellen an, bei zu großer Tiefe kommt es zu einer ungleichmäßigen und unvollständigen Verdichtung des Schwellenauflagers.


Eine weitere wichtige Voraussetzung für einen gleichförmigen Verdichtungsaufbau ist die Hebung des Gleises mit den Hebeaggregaten. Dadurch werden jene Freiräume unter den Schwellen geschaffen, in denen sich der Schotter zu einer neuen Verdichtungsstruktur formen lässt.

Strukturwiderstand des Schotters beim Verdichten

Die ideale Frequenz der Stopfpickel beim Verdichten liegt bei 35 Hz. Bei höheren Frequenzen beginnt der Schotter zu fließen. Dann wird es schwierig, ein haltbares Gefüge zu erreichen.

Neue Drehzahlsteuerung der Stopfaggregate


Die Drehzahlsteuerung des Vibrationsantriebs bietet eine Leistungssteigerung bei verhärteten Bettungen und eine Senkung der Instandhaltungskosten der Aggregate. Dabei wird die Drehzahl der Stopfaggregate moduliert. Eine niedrige Drehzahl senkt den Verschleiß im Leerlauf. Die Erhöhung der Drehzahl beim Eintauchen bringt noch höhere Leistung bei harten Bettungen und geringeren Verschleiß. Beim Verdichten des Schotters unter der Schwelle arbeiten wir mit der optimalen Drehzahl und damit mit der optimalen Frequenz von 35 Hz.


Durch den geringeren Verschleiß der Stopfaggregate ergibt sich auch ein geringerer Verschleiß der gesamten Maschine. Mehrjährige erfolgreiche Einsätze bei unterschiedlichsten Bedingungen in verschiedenen Ländern konnten den Erfolg dieser Technologie bestätigen.

Qualität der Stopfpickel


Die Stopfpickel selbst sind das Bindeglied zwischen Stopfaggregat und Schotter, das die Verdichtungsenergie überträgt. Ein einwandfreier Zustand der Stopfpickel ist daher für optimale Stopfergebnisse von großer Bedeutung. Abgenützte Stopfpickel sind nach einem maximalen Verschleiß von 20 % zu ersetzen.


Hochwertige Stopfpickel erlauben höhere Kilometerleistungen und verlängern die Tauschzyklen. In beiden Belangen setzten unsere Original-Stopfpickel den Maßstab. Ausschlaggebend dafür sind die Herstellung als geschmiedeter Monoblockbauteil und die Hartmetallpanzerung für alle Oberflächen, die mit dem Schotter in Berührung kommen. Die langlebigen Stopfpickel mit ihrer speziell optimierten Form weisen einen sehr geringen Verschleiß auf.

Der langlebige Original-Stopfpickel mit Hartmetallpanzerung.
Ein schlanker Pickelschaft verringert den Eintauchwiderstand.
Stopfexpress 09-3X für die gleichzeitige Stopfung von drei Schwellen in Großbritannien.

Innovationen für die Zukunft
Johannes Max-Theurer, Geschäftsführer von Plasser & Theurer, zur Entwicklung der Stopftechnologie:


Wir messen den Innovationen bei uns im Hause einen sehr hohen Stellenwert zu. Unsere Stopftechnologie ist dafür ein gutes Beispiel. Mechanische Komponenten, produziert mit höchster Präzision, aus den besten Rohmaterialien, ermöglichen konstante Stopfparameter und damit eine gleichförmige Arbeitsqualität. Der Einsatz der Hydraulik sorgt für eine präzise, asynchrone
Gleichdruckstopfung.


Dieses Prinzip haben wir weiterentwickelt, es bewährt sich bei den unterschiedlichsten Schotterverhältnissen und Oberbauformen und ist weltweit sehr erfolgreich im Einsatz. Wir können für jedes Gleis und jede Weiche, jede Schwelle und jeden Schottertyp das passende Aggregat anbieten.


Und wir arbeiten auch weiter daran, unser Stopfsystem zu verbessern: Wir lassen neue Forschungsergebnisse einfließen und entwickeln neue Aggregat- und Maschinenkonzepte. So steigern wir die Qualität und Wirtschaftlichkeit der Durcharbeitung und verlängern Wartungsintervalle. Unser erklärtes Ziel ist es, unseren Kunden zu helfen, kosteneffizienter zu arbeiten, flexibel zu agieren und das saubere Verkehrssystem Bahn zu stärken.

Unsere Zukunft baut auf Erfahrung auf:
Johannes Max-Theurer mit Dr. Josef Theurer bei einem Kundenbesuch in Spanien.

Stopfaggregate für alle Einsatzbereiche

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Stopfaggregate für Gleise

Stopfaggregate für Weichen

Weltweit bewährt, zuverlässig und mit optimaler Leistung

Die Stopfaggregate sind die Herzstücke unserer Maschinen. Sie bestimmen nicht nur ihre Funktion, sondern prägen auch ihre Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit. Die vielfach bewährte Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit unserer Stopfaggregate ist daher ein wesentlicher Faktor für eine wirtschaftliche Gleisinstandhaltung. Hergestellt werden die Stopfaggregate in mehr als 200 Varianten ausschließlich im Plasser & Theurer-Stammwerk Linz. Es gibt praktisch keine Kundenanforderung, der nicht entsprochen werden könnte. Alleine daran zeigt sich, welche technischen Fortschritte seit dem ersten hydraulischen Stopfaggregat Anfang der 1950er-Jahre gemacht wurden. Heute bieten wir ein komplettes, nach Leistung und Anforderung abgestuftes Programm an Stopfaggregaten für alle Bereiche der Gleis- und Weicheninstandhaltung.

Stopfexpress 09-4X bei der gleichzeitigen Stopfung von vier Schwellen in Österreich.

Die Wahl der passenden Stopftechnologie

Ausstattung und Ausführung der Maschine richten sich nach dem erstellten Anforderungsprofil.

Die erforderliche Stopfleistung pro Zeiteinheit bestimmt die Wahl der Aggregatgröße. Dabei kann eine hohe Jahresleistung ebenso ausschlaggebend sein wie kurze verfügbare Sperrpausen auf Hochleistungsstrecken. Die Wahl zwischen zyklisch oder kontinuierlich arbeitenden Maschinen, mit 1-Schwellen- oder Mehr-Schwellen-Stopfung, bietet ein breites Spektrum.

Die Oberbaubedingungen wie Schwellenabstände, Schwellenart oder auch Stromschienen etc. bestimmen die Bauart der Aggregate.

Ein weiteres Kriterium ist die Wahl des Einsatzfeldes. Müssen mit der Stopfmaschine Gleise, Weichen oder – möglichst universell – beides durchgearbeitet werden? Fällt die Wahl auf eine Weichenstopfmaschine, ist die Weichenart ausschlaggebend. Das Spektrum reicht hier von Maschinen und Aggregaten für die Durcharbeitung von einfachen, kleinen Holzschwellenweichen bis zu langen, schweren Hochgeschwindigkeitsweichen mit Betonschwellen.

Unser umfangreiches Angebot an Ausstattungsdetails erlaubt die gezielte und individuelle Feinabstimmung. Alle Stopfmaschinen zeichnen sich durch die robuste Bauweise der Rahmenkonstruktion, des Fahrwerkes und den Einsatz von hydraulischen Antrieben für die Arbeitsaggregate aus. Geräumige Fahr- und Arbeitskabinen sowie ergonomisch gestaltete Bedienerstände mit hervorragender Sicht auf den Arbeitsbereich erleichtern die Arbeit der Maschinisten und steigern Qualität sowie Tempo.


Anwendungsbeispiele für die Gleisstopfung

Einfach und bewährt – das 1-Schwellen-Stopfaggregat


Dieses „klassische“ Stopfaggregat ist mit acht paarweise angeordneten Stopfpickeln ausgestattet, die bei jedem

Kreuzungspunkt Schiene–Schwelle ein neues Schwellenauflager herstellen.


Vorteile


  • Maschinelle Qualität für kurze Abschnitte,
  • einfache Bedienung,
  • geeignet für einen weiten Bereich vom kleinen Maschinenrahmen bis zur einfachsten kontinuierlich arbeitenden Maschine.

2-Schwellen-Stopfung zyklisch

Das Stopfaggregat ist mit insgesamt 16 paarweise angeordneten Stopfpickeln ausgerüstet. Damit werden pro Stopfeingriff zwei Schwellen unterstopft. Es hat sich 1000-fach in den zyklisch arbeitenden 2-Schwellen-Stopfmaschinen für Gleise der Plasser 08-Serie bewährt.


Auf die Umsetzung einer Idee kommt es an

Aus einer Idee zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Stopfarbeiten wurde vor 30 Jahren ein technisches Konzept, das bis heute Maßstäbe setzt. Die technische Basis wurde schon früh gelegt: der U-förmig ausgeführte Hauptrahmen der Maschine und die Anordnung der Arbeitsaggregate zwischen den Achsen. Bei diesen zyklisch arbeitenden Maschinen muss allerdings immer die gesamte Maschinenmasse beschleunigt und wieder gebremst werden, um stopfen zu können.

Durch die Trennung in einen kontinuierlich fahrenden Hauptrahmen und einen zyklisch eingesetzten Aggregatrahmen müssen weniger als 20 % der Maschinenmasse beschleunigt und verzögert werden.

Der kontinuierliche 2-Schwellen-Klassiker

Bei der kontinuierlichen 2-Schwellen-Stopfung werden die Stopfaggregate in einem eigenen, von der Maschine getrennten, Aggregatrahmen untergebracht. Dies ermöglicht deutlich erhöhte Arbeitsgeschwindigkeiten bei drastisch verbesserter Ergonomie. Die Duomatic-Maschinen der 09-Serie sind bis heute DER Standard weltweit bei kontinuierlich arbeitenden Stopfmaschinen.

Das 2-Schwellen-Stopfaggregat bieten wir auch in einer 2X-Version mit verschiedenen Ausführungsvarianten an: 


  • Split-Head-Ausführung – Aggregate sind in Längsrichtung geteilt, linke oder rechte Hälfte ist getrennt absenkbar. 
  • 1X/2X-Ausführung – Stopfaggregat ist quer zum Gleis geteilt, sodass jederzeit auf Einzelschwellenstopfen umgeschaltet werden kann. 
  • Ausführung 1X/2X mit zeitversetztem Eindringen der Stopfpickelreihen – bei stark verkrusteter, harter Bettung kann damit schonender und leichter eingedrungen werden.

Nutzung kurzer Sperrpausen durch 3-Schwellen-Stopfung

Mit diesem Stopfaggregat werden drei Schwellen pro Stopfeingriff unterstopft. Das Stopfaggregat ist geteilt ausgeführt, sodass jederzeit auf Einzelschwellenstopfen umgeschaltet werden kann.

Im Jahr 1996 wurde die 3-Schwellen-Stopftechnologie erstmals präsentiert. Ihr Erfolg zieht seither unvermindert rund um die Welt. Über 300 Maschinen mit 3-Schwellen-Stopfaggregaten stehen bei vielen Bahnverwaltungen im Einsatz und bieten zahlreiche Vorteile: minimale Baustellenbelegung, bessere Ausnutzung der Sperrpausen, geringerer administrativer und personeller Aufwand.

Vorteile der kontinuierlich arbeitenden 3-Schwellen-Stopfung


  • Höhere Arbeitsgeschwindigkeiten
  • Höhere Arbeitsqualität – Verlängerung der Liegedauer – höhere Nachhaltigkeit der Arbeiten
  • Verringerung der Streckenbelegungszeiten 
  • Verringerung der Gleisbearbeitungskosten

Centertool-Technik

Die Centertool-Stopfaggregate sind durch die neuartige Anordnung der Stopfpickel gekennzeichnet. Es werden ausschließlich gerade Pickel in schlanker, kompakter Ausrichtung verwendet. Dadurch wird die Eintauchfläche verringert und gleichzeitig der Beistellweg verlängert. Neben erhöhter Stopfqualität und Haltbarkeit der Stopfung wird ein geringerer Eintauchwiderstand erreicht. Die höhere Standzeit der Stopfpickel des Centertool-Aggregates führt zu einer Senkung der laufenden Instandhaltungskosten.


Schnell – schneller – 4X: Die 4-Schwellen-Stopfung

Mit dem 4-Schwellen-Gleisstopfaggregat ist es seit 2005 möglich, vier Schwellen in einem Arbeitsgang zu unterstopfen. Zusätzlich ist das Aggregat geteilt ausgeführt, um bei Bedarf bei unregelmäßigem Schwellenabstand im 1- oder 2-Schwellen-Modus zu arbeiten.


Durch die ineinander verschränkte Anordnung der inneren Stopfpickelpaare wird der Eintauchwiderstand in den Schotter gering gehalten. Bei der Bearbeitung von Gleisbögen erfolgt eine automatische Zentrierung der Aggregate über den Schienensträngen.


Der große Vorteil der 4-Schwellen-Stopfung ist, neben der hohen Leistung, die besonders gute und haltbare Gleisqualität. Bei der Vorfahrt um vier Schwellen wird der gerade gestopfte Bereich durch das nachfolgende Satellitendrehgestell belastet und fixiert. Etwaiges elastisches Rückfedern des Gleises nach dem Stopf-, Richt- und Hebevorgang wird verhindert. Der größere Stopfbereich über vier Schwellen ergibt eine homogenere und stabilere Gleislage.

Universelle Stopftechnik für Gleise und Weichen

Split-Head-Technik


Split-Head-Stopfaggregate für die Bearbeitung von Gleisen, Weichen und Kreuzungen sind in Maschinenlängsrichtung geteilte Stopfaggregate. Jede der beiden Aggregathälften kann unabhängig von der anderen abgesenkt und zum Einsatz gebracht werden. Zusätzlich sind beide Aggregathälften je nach Ausführung gemeinsam oder auch einzeln seitenverschiebbar. Für den Einsatz auf Streckenabschnitten werden die beiden Aggregathälften miteinander verriegelt und bilden auf diese Weise ein Stopfaggregat für Gleise. Auch Duomatic-Stopfaggregate bieten wir in dieser Split-Head-Technik. Sie können zusätzlich auch mit schwenkbaren Stopfpickeln ausgestattet sein.

Vorteil der Split-Head-Technik


Ein Aggregat – in der jeweiligen Größe und Ausführung – deckt den gesamten Bereich der Gleis- und Weicheninstandhaltung ab.

Stopfen ohne Kompromisse


Das 2016 präsentierte 8x4-Aggregat vereint diese Eigenschaften. Es kann zusätzlich im 1-Schwellen- und 2-Schwellen-Modus arbeiten und deckt den gesamten Bereich der Gleis- und Weicheninstandhaltung ab.

Split-Head-Stopfaggregate im
Unimat 08-16/4x4 C.

Das klassische Weichenstopfaggregat


Dieses einfache Weichenstopfaggregat ist mit vier Stopfpickeln ausgestattet. Die jeweils paarweise angeordneten Stopfwerkzeuge sind einzeln ausschwenkbar. Durch die zusätzliche seitenverschiebbare Anordnung der Aggregate im Maschinenrahmen ist die Bearbeitung der gesamten Weiche oder Kreuzung möglich, einschließlich des Herzstückbereichs.

Ausführung als Universal-Stopfaggregat


Die erweiterte Ausführung dieses Aggregates verfügt über insgesamt acht paarweise angeordnete, einzeln ausschwenkbare Stopfwerkzeuge. Dieses sogenannte Universal-Stopfaggregat ist damit für die Durcharbeitung von Gleisen (z. B. Anschluss- oder Bahnhofsgleise) und für die vollständige Bearbeitung von Weichen und Kreuzungen gleichermaßen hervorragend geeignet.


Vorteile 

  • universell einsetzbar 
  • einfache Bedienung 
  • optimal für kleine Netze

4-Strang-Stopfung


Dabei kommen vier Stopfaggregate mit insgesamt 16 bzw. 32 Schwenkpickeln zum Einsatz. Die außen liegenden Aggregate sind beispielsweise auf Teleskopauslegern montiert und so weit ausschiebbar, dass die Langschwellen des abzweigenden Stranges der Weiche mitgestopft werden können. Sie bilden die ideale Ergänzung zur automatischen synchronen 3-Strang-Hebung. Die innen liegenden Stopfaggregate sind an quer liegenden Führungssäulen seitenverschiebbar angeordnet, sodass sie innerhalb und außerhalb des jeweiligen Schienenstranges einsetzbar sind.


Alle vier Stopfaggregate können gedreht und damit einer Schräglage der Schwellen angepasst werden. Abhängig vom gewählten Stopfaggregattyp können bis zu 24 Stopfpickel ausgeschwenkt werden und haben in ihrer Grundstellung die gleiche Lage wie bei Streckenstopfmaschinen. Alle diese konstruktiven Maßnahmen gewährleisten die präzise, hochqualitative Bearbeitung jeder beliebigen Weichenkonstruktion ebenso wie von Gleisen. Durch die Ausrüstung mit Ausschwenkbegrenzungen wird eine Verletzung des Nachbarprofils während der Arbeit verhindert.

Vorteile der 4-Strang-Stopftechnologie


  • universelle Einsetzbarkeit auf jeder beliebigen Weichenkonstruktion ebenso wie auf Gleisen 
  • erhöhte Arbeitsleistung 
  • perfekte Fixierung der Langschwellen im abzweigenden Strang einer Weiche bei der Durcharbeitung des Hauptstranges
Unimat 08-475/4S
Der Weichenprofi Unimat 08-475/4S – zyklisch arbeitende Universalstopfmaschine für Gleise und Weichen mit 16 Stopfpickeln. Diese Maschine arbeitet in Sydney, Australien.
Unimat 09-32/4S
Unimat 09-32/4S – ausgeschwenkte Aggregathälfte beim Unterstopfen des abzweigenden Stranges.

Spezielle Anwendungen


Die bewährte Plasser & Theurer-Stopftechnik ist auch unter außergewöhnlichen Einsatzbedingungen anwendbar. Spezielle Ausführungen für Bergbaubetriebe sowie besondere Konstruktionen für die Bearbeitung von Gleisen mit Stromschienen sind weltweit erfolgreich im Einsatz. Individuelle Anordnungen der Stopfaggregate ermöglichen das Stopfen von Gleisen mit besonderen Schwellentypen, wie zum Beispiel Y-Schwellen.


Vorkopfverdichter


Mit hydraulisch angetriebenen Vorkopfverdichtern wird unmittelbar beim Stopfvorgang der Schotter im Bereich der Schwellenköpfe verdichtet.


Schallschutz und schalldämmende Maßnahmen


Zur Reduzierung der Emissionen des Arbeitslärms gegenüber der Umgebung können die Stopfmaschinen im Bereich der Arbeitsaggregate mit seitlichen Schallschutzwänden ausgestattet, der Motorraum schalldämpfend isoliert werden. Für den Einsatz in dicht verbauten Gebieten wie in Japan hat dies große Bedeutung. Auch die Kühlluftzufuhr und -abfuhr sowie die Auspuffanlagen werden mit speziellen Schalldämpfungen versehen. Dadurch wird eine wesentliche Reduktion des Arbeitslärms erreicht, vor allem während des Stopfvorgangs.


Um eventueller Staubentwicklung entgegenzuwirken und dem Bediener klare Sichtverhältnisse, speziell bei Einsatz von Schallschutzwänden, zu bieten, kann eine Wassersprühanlage im Bereich der Stopf-aggregate eingebaut werden. Sie wird beim Absenken der Stopfaggregate aktiviert und beim Anheben wieder abgeschaltet.

Hebe- und Richtaggregate im Einsatz

Die Vielfalt der Varianten hat ihren Grund. Unterschiedliche Oberbauformen, Weichen, Gleise oder Hindernisse – die Schiene sollte immer präzise behandelt werden.


Hebe- und Richtaggregate müssen sowohl höchste Genauigkeit beim Hebe- und Richtvorgang als auch eine schonende Behandlung des Gleisrostes gewährleisten können. Plasser & Theurer hat aufgrund langjähriger Erfahrung eine Reihe von Hebe- und Richteinrichtungen entwickelt, die beide Anforderungen erfüllen und sich hervorragend für die jeweiligen Einsatzbedingungen eignen. Aus diesem umfangreichen Angebot werden nachfolgend die wichtigsten Aggregate beschrieben.

Rollhebe- und Richtaggregat


Dieses Aggregat verfügt pro Schienenstrang über zwei Rollhebezangen, welche die Schiene am Schienenkopf erfassen, und zwei Richtrollen. Damit wird in einem Arbeitsgang gehoben und gerichtet. Das Aggregat wird bei Arbeitsbeginn auf die Schiene abgesenkt und verbleibt dort während des gesamten Arbeitseinsatzes. Bei der Vorfahrt zwischen den Stopfzyklen ist das Aggregat drucklos geschaltet, um ein problemloses Abrollen zu ermöglichen.

Kombiniertes Hebe- und Richtaggregat für Weichen und Gleise


Dieses Aggregat verfügt über Hebehaken und Richtrollen. Auf Wunsch können zusätzlich Rollhebezangen aufgebaut werden. Es wird in einem Arbeitsgang gehoben und gerichtet. Die Hebehaken greifen wahlweise unter dem Schienenkopf oder Schienenfuß an. Das gesamte Aggregat ist außerdem in Schienenlängsrichtung verschiebbar. Somit ist eine Anpassung an jede Situation bei der Weichendurcharbeitung und damit ein einwandfreier Hebe- und Richtvorgang gewährleistet.


Synchrone Weichen-3-Strang-Hebeeinrichtung


Für die Weichendurcharbeitung im Bereich der Langschwellen bieten wir eine automatische, synchrone 3-Strang-Hebeeinrichtung für den abzweigenden Strang an. Die Hebung erfolgt synchron mit dem Hebe-und Richtaggregat, die Länge des Teleskoparms passt sich während der Vorfahrt automatisch dem Schienenverlauf an. Damit wird eine optimale Verteilung der Hebekräfte erzielt. Speziell bei schweren Oberbauformen liegen die Belastungen von Befestigungsmittel, Schiene und Schwelle immer im zulässigen Bereich. Durch die Ausrüstung mit Ausschwenkbegrenzungen wird eine Verletzung des Nachbarprofils während der Arbeit verhindert. Bei der Deutschen Bahn (DB AG) ist die Anwendung der Zusatzhebung bei der Durcharbeitung schwerer Weichenkonstruktionen vorgeschrieben.



3-Strang-Hebung mit Lasersteuerung


Um auch bei geteilten Langschwellen eine exakte Hebung des abzweigenden Stranges zu ermöglichen, wird mit einem Rundumlaser der exakte Hebewert der Haupthebung an die synchrone Zusatzhebung übertragen. Der Laser ist dabei auf dem Nivelliermesswagen des Hauptstranges angebracht. Der Empfänger an der Zusatzhebeeinrichtung des abzweigenden Stranges steuert die Hebung und bringt die Weiche in eine exakte Lage.


Messtechnik bei der Stopfmaschine – der Schlüssel zur Fehlerkorrektur

Jede Stopfmaschine braucht eine integrierte Messtechnik zur Behebung der Höhen- und Richtungsfehler der Gleise und Weichen. Wir statten daher standardmäßig alle unsere Stopfmaschinen mit Messsystemen zur Korrektur der Gleislage hinsichtlich Längshöhe, Querhöhe und Längsrichtung aus: dem Proportional-Parallelnivelliersystem und dem Einsehnen-Richtmesssystem.


Der robuste mechanische Aufbau, die großen Messräder wie auch das komfortable Bedienkonzept gewährleisten höchste Präzision. Es gibt praktisch keine Auswirkungen von betriebsbedingten Vibrationen, Staub oder Bewuchs auf die Messgenauigkeit. Die Anlagen sind zudem einfach zu überprüfen und zu warten. Zur umfassenden Steuerung der Nivellier- und Richtmessanlagen während der Arbeit dient bei allen Stopfmaschinen der Automatische Leitcomputer Win-ALC.


Innerhalb der Maschinen kommen Stahlsehnen als Bezugsbasen zur Anwendung, außerhalb werden Laser als Messbasis verwendet.



Proportional-Parallelnivelliersystem


Das System dient in Verbindung mit der Hebeanlage der Stopfmaschine zur Messung und Berichtigung der Längs- und Querhöhenlage des Gleises. Proportional zum Hebewert werden über Messwertgeber elektronische Signale zur automatischen Steuerung der Gleishebehydraulik erzeugt. Es stehen zwei Arbeitsmethoden zur Verfügung: die Ausgleichsmethode und die Präzisionsmethode. Zur optimalen Bearbeitung des Gleises hinsichtlich langwelliger Längshöhenfehler kann eine optische Funkpeileinrichtung oder ein Laserpeilgerät eingesetzt werden.



1-Sehnen-Richtmesssystem


Damit werden vorhandene Richtungsfehler in der Gleislage erkannt und mit der hydraulischen Richtanlage der Stopfmaschine verkleinert oder beseitigt. Je nach Einsatzerfordernissen stehen zwei Arbeitsverfahren zur Auswahl: die 4-Punkt-Methode und die 3-Punkt-Methode. Letztere eignet sich besonders für Präzisionsverfahren.

Der robuste mechanische Aufbau der Messtechnik sorgt für Präzision trotz rauer Bedingungen am Gleis.

Optionale Erweiterungen der Messbasis


Zum exakten Bearbeiten von Geraden, zur Eliminierung langwelliger Fehler oder auch für das Heben und Richten nach Fixpunkten muss der vordere Bezugspunkt der Messsysteme auf einer absoluten Geraden geführt werden. Zusätzliche optische oder Lasersysteme erweitern die Messbasis der Maschinen für das Nivellieren und Richten. Die Lasermesssysteme bestehen aus einer Laserempfangskamera, die auf dem vorderen Spannwagen der Stopfmaschine aufgebaut wird, und dem Lasersender in entsprechender Entfernung vor der Maschine. Der punktförmige Laserstrahl erlaubt eine gleichzeitige Erfassung und Korrektur von Höhe und Richtung.



Kombinierter Höhen-Richt-Laser


Bei Gleisdurcharbeitung kann die Stopfmaschine durch den kombinierten Höhen-Richt-Laser im Präzisionsverfahren geführt werden. Der Laserstrahl wird dabei auf der Laserempfangskamera (an der Stopfmaschine) abgebildet und hinsichtlich seiner Position ausgewertet. Der kombinierte Höhen-Richt-Laser bietet auch die Möglichkeit, eine besonders präzise Weichengeometrie herzustellen. Dabei wird die geometrische Lage der Weiche (im geraden Strang) bezüglich der Laserbezugslinie aufgemessen.



CAL (Bogenlaser)


Sämtliche Funktionen des Lasers im geraden Gleis stehen mit dem CAL auch für Arbeiten im Bogen zur Verfügung. Er ist auch in Bezug auf Fixpunkte für Gleise und Weichen einsetzbar. Damit können alle bekannten Gleisgeometrien bearbeitet werden. Er wird vor allem beim Gleisumbau für die ersten Stopfgänge und für Nebenstrecken eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung des Kurvenlasers in Weichen für den Einsatz im abzweigenden Strang und in Bogenweichen.



Optische Peileinrichtung mit Funkfernsteuerung


Eine einfachere Variante ist die optische Peileinrichtung. Diese besteht aus einem Visiergerät sowie Visiertafeln am vorderen Ende der Maschine. Das Visiergerät wird ungefähr 100 bis 150 m vor der Maschine auf einem Fixpunkt aufgestellt, die Visiermarken angepeilt. Während der fortschreitenden Arbeit der Maschine werden mittels Funkfernsteuerung die Nivelliereinrichtung sowie die Richtsehne so weit verstellt, bis sich das Fadenkreuz des Fernrohrs und die Visiermarken der Visiertafeln decken.

Dokumentation der Arbeitsergebnisse

Aufzeichnungssysteme für Gleis- und Arbeitsparameter


Um die Qualität der erzielten Gleislage nach einer Instandhaltungsmaßnahme beurteilen zu können, ist es notwendig, die wichtigsten Gleisparameter zu erfassen und zu bewerten. Die normgerechte Messung, Aufzeichnung und Auswertung der Gleisgeometrieparameter bildet auch den Nachweis für die durchgeführten Arbeiten.


Mit dem Mehrkanalschreiber DAR und dem digitalen Aufzeichnungssystem DRP stehen zwei ausgereifte Systeme zur Aufzeichnung der Gleislage zur Verfügung.

Datenfähiger 8-Kanal-Schreiber DAR

Der mit vielen Zusatzfunktionen ausgerüstete Industrieschreiber DAR ist ein 8-Kanal-Gerät, das die gemessenen Werte über Schreiberfedern auf Papier aufzeichnet. Mit einem kleinen Tintenstrahldrucker werden programmierbare Mitteilungen, Warnsignale oder Kilometrierungsangaben ergänzt. Einstellbarer
Nullpunktversatz und integrierte Rechenmodelle unterstützen die optimale Auswertung.

Die Daten werden vor Ort auf Papier ausgedruckt und sind somit sofort verfügbar und vor Datenverlusten gesichert. Auf Datenträger aufgezeichnet, sind sie jederzeit reproduzierbar. Für die weitere Bearbeitung und Ansicht der Daten im Büro bieten wir ein Softwarepaket.

8-Kanal-Schreiber DAR.

DRP - Messsystem zur Gleislagendokumentation 

Der Data Recording Processor DRP wird in Gleisinstandhaltungsmaschinen eingebaut und dient zur Geislagedokumentation nach Gleisbauarbeiten. Diese umfasst die Messung und digitale Echtzeitauswertung der
gewonnenen Messwerte im Rahmen der Maschinenarbeitsleistung. Damit kann unmittelbar nach dem erfolgten
Maschineneinsatz die Gleisqualität dokumentiert und einer Beurteilung unterzogen werden.

Arbeitsweise

Der DRP kann mehr als die bisher üblichen 8 Parameter verarbeiten. Die Messwertgeber der Gleisinstandhaltungsmaschine sind gegenüber der Verwendung elektromechanischer Aufzeichnungssysteme,
wie die bewährten Mehrkanalschreiber DAR, unverändert.

Die einzelnen Messparameter werden von den Messwertgebern als Analogsignal geliefert und vom DRP-System
in regelmäßigen Abständen (z. B. alle 25 cm) nach einer hochauflösenden Analog/Digital-Wandlung in digitaler
Form aufgezeichnet und gespeichert. Die gemessenen Werte können auf dem Touchscreenbildschirm in Echtzeit dargestellt werden und bei Bedarf auf handelsüblichen Druckern im DIN-A4- oder A3-Format ausgedruckt werden.

Automatische Toleranzüberwachung

Vor jedem Arbeitsbeginn erfolgt eine automatische Testauslenkung der Messwertgeber. Die gemessenen
Ausschläge werden abgespeichert und automatisch überprüft. Das Ergebnis der Prüfung wird dokumentiert.

Auswertung

Die volldigitalisierte Verarbeitung der Messwerte bietet viele neue Möglichkeiten der Auswertung. Durch den Vergleich der Messwerte mit vorgegebenen bahnspezifischen Grenzwerten der einzelnen Parameter werden Toleranzüberschreitungen identifiziert. Es erfolgt automatisch eine grafische Darstellung und eine Auflistung
im Überschreitungsreport.

Die Überschreitungsreports geben einen raschen Überblick über Standardabweichungen und Toleranzüberschreitungen und damit auch über den Qualitätszustand des Gleises. Standardabweichungen werden mit Bezug auf Richtungs- und Höhenwerte für vorgegebene Wellenlängenbereiche (D1: 3–25 m) berechnet.

Darüber hinaus errechnet der DRP Qualitätsziffern entsprechend den Angaben der Eisenbahngesellschaften
und stellt diese in Farbbalken dar. Die Farbbalken unterteilen die Aufzeichnung in 200-m-Sektionen und geben
einen schnellen Überblick über die Qualitätsbereiche des bearbeiteten Gleises (grün = sehr gut, gelb = gut,
orange = noch ausreichend, rot = nicht zulässig).

Die gespeicherten Messdaten können mittels Datenträger (z. B. USB-Stick) auf andere Rechner übertragen und dort weiter bearbeitet werden.

Touchscreen-Monitor des elektronischen Messschreibers DRP.

Aufgezeichnete Parameter

Gleisgeometrie:

  • Überhöhung
  • Richtung
  • Höhe
  • Spurweite
  • Verwindung


Richtungs- und Höhenfehler werden EN-13848-3-konform auf den Wellenlängenbereich D1 (von 3 bis 25 m)
beschränkt.

Betriebsparameter der Gleisinstandhaltungsmaschine (abhängig vom Gleisinstandhaltungsmaschinentyp):

  • Stopfzeit (bei Stopfmaschinen)
  • Hebewerte (bei Stopfmaschinen)
  • Vertikale Auflast (bei dynamischem Gleisstabilisator)


Integration anderer Arbeitsschritte

Effizienzsteigerung durch gleichzeitige Ausführung mehrerer Arbeitsvorgänge


Die drei wesentlichen Bestandteile des Mechanisierten Durcharbeitungszuges MDZ – Stopfmaschine, Schotterbearbeitungsmaschine, Dynamischer Gleisstabilisator – können hervorragend in verschiedenen
Stopfmaschinenkonzepten zusammengefasst werden. Die gezielte Zusammenlegung einzelner Maßnahmen bringt erhebliche Aufwandseinsparungen.


Die dynamische Gleisstabilisation kommt als Zusatzfunktion sowohl bei Strecken- als auch Weichenstopfmaschinen zum Einsatz. Der Querverschiebewiderstand und damit die Beständigkeit der Gleislage werden durcheinekontrollierte Anfangssetzung gesteigert. Instandhaltungsintervalle können ausgedehnt werden, ohne die Sicherheit des Bahnbetriebs zu gefährden.


Mit integrierten Kehreinrichtungen kann überschüssiger Schotter aufgenommen, im Silo zwischengespeichert und bei Bedarf wieder dosiert in das Gleis eingebracht werden. Planiereinrichtungen und Pflüge verteilen den Schotter und bringen ihn in die Stopfzonen. Einfache Kehranlagen kehren zum Abschluss der Durcharbeitung
das Gleis oder die Weiche sauber ab.

Dynamische Gleisstabilisation am Gleis und in der Weiche.

All-in-One-Instandhaltungsmaschinen integrieren alle Instandhaltungsbereiche


Diese Weichen- und Gleisinstandhaltungsmaschinen, wie zum Beispiel der Unimat 09-475/4S N-Dynamic, vereinen die Funktionen von drei Maschinen: Einschottern, Stopfen, Planieren, Stabilisieren, Nachmessen.
Daraus folgt eine wesentliche Vereinfachung der Baustellenlogistik mit hohem Einsparungspotenzial.


Diese Maschinen erledigen in einem einzigen Arbeitsgang den vollständigen und technologisch richtigen Arbeitsablauf bei der Weichen- und Gleisdurcharbeitung. Ihre Bedienung ist trotz der Vielfalt ihrer
Funktionen einfach und übersichtlich, dank modernster Steuerungstechnik mit menügesteuerter
Benutzerführung.

Schottereinbringung bei der All-in-One-Instandhaltungsmaschine.

Vorteile von Integrationsmaschinen:


  • Produktivität: Sperrpausen werden effizienter genutzt, da die Arbeitsleistung erhöht wird.


  • Bearbeitungsqualität: Durch die technologisch richtige Folge von Arbeitsschritten innerhalb eines Systems
    wird die Qualität gesteigert.


  • Aufwandsoptimierung: Überstellkosten sowie personeller und administrativer Aufwand können minimiert
    werden. Die Maschinen sind öfter und vielseitiger nutzbar.


  • Fachkompetenz: Das Maschinenpersonal erweitert sein Fachwissen durch Bedienung mehrerer
    Arbeitsaggregate. Der Unternehmer profitiert vom vergrößerten Leistungsspektrum.

Die Intelligente Maschine

Mess-, Diagnose- und Prozessleitsysteme bringen wesentliche Vorteile bei Betrieb und Instandhaltung unserer Maschinen.

Die richtige Steuerung einer Bahnbaumaschine ist wesentlicher Bestandteil einer qualitativ hochwertigen Instandhaltung von Gleisen und Weichen. Eine Reihe von elektronischen und steuerungstechnischen Einrichtungen ermöglicht es dem Bedienpersonal, den für den Arbeitsablauf wesentlichen Aufgaben volle Aufmerksamkeit zu schenken.

ALC – Automatischer LeitComputer für die Stopfmaschine


Die hohen Anforderungen an die Gleislagequalität und die engen Abnahmetoleranzen für die Stopfarbeit erfordern ein Höchstmaß an Präzision für die Arbeitsabläufe. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird für die Steuerung einer Stopfmaschine ein Leitcomputer mit einer speziell dafür entwickelten Software eingesetzt.



ALC-Hardware und -Software


Die neueste Entwicklungsstufe bildet der SmartALC. Nachdem dieser Artikel allgemeingültige Informationen gibt, die sich auch auf den Win-ALC beziehen, wird in der Folge der Begriff ALC verwendet. Als Hardware wird für den Leitrechner ein industrietauglicher Panel-PC eingesetzt, bei dem der Personal Computer direkt auf die Rückseite des Displays montiert ist und mit diesem eine kompakte Einheit bildet. Für die Benutzereingaben dient ein Edelstahl-Keyboard mit integriertem Touchpad.

Die Software wurde mit dem Ziel entwickelt, die Benutzung für den Maschinenführer möglichst einfach und effizient zu gestalten. Durch Verwendung der Windows-Benutzeroberfläche ist die Bedienung vertraut und intuitiv verständlich.
Die ALC-Software kann für Gleisdatenanalysen, zur Arbeitsvorbereitung oder zu Trainingszwecken auch auf Standard-PCs im Büro installiert werden.
Die Eingabe der Geometrie- und Korrekturdaten kann grafisch oder tabellarisch erfolgen. Zudem können die Daten auch von Datenträgern, die der Infrastrukturbetreiber bereitstellt, eingelesen werden.

Zwei Betriebsarten sind verfügbar:
• Soll-Geometrie bekannt – dabei stehen genaue Gleislagedaten zur Verfügung.
• Soll-Geometrie unbekannt – mithilfe einer Messfahrt wird die Ist-Lage in Höhe und Richtung aufgemessen und anschließend ein elektronischer Ausgleich zur Gewinnung einer Soll-Geometrie mit Korrekturwerten durchgeführt.

Die ALC-Software berücksichtigt unterschiedliche Gleiskategorien und berechnet die Korrekturwerte innerhalb der vorgegebenen Abweichungsgrenzen. Zwangspunkte wie Brücken oder Wegübergänge werden ebenso einbezogen wie Grenzwerte für maximale Hebe- und Richtwerte. Die Ergebnisse von Messfahrt und durchgeführter Arbeit werden zur besseren Vergleichbarkeit gleichzeitig dargestellt.


Einzelfehlerbehebung


Eine weitere wichtige Einsatzmöglichkeit bietet der ALC mit der Fehlerbehebung von einzelnen kurzwelligen Gleisfehlern (6–15 m), die im Einzelfehlermodus lokal behoben werden können. Dabei wird nach einer punktgenauen Vormessung die Charakteristik dieser Einzelfehler ermittelt.

Die erforderlichen Korrekturwerte werden für den linken und rechten Strang unabhängig berechnet und der vorhandenen Gleislage angepasst.

Nach der Durcharbeitung und einer abschließenden Messfahrt wird ein Abnahmeschrieb mit genauer Kennzeichnung der gestopften Arbeitslänge und der Parameter Längshöhe, Verwindung, gegenseitige Höhenlage und Richtung ausgedruckt.

Die Software des SmartALC bietet eine übersichtliche Kontrolle der entscheidenden Gleisgeometrieparameter.

Vorteile des ALC


• Robuste Hardware für raue Umgebungsbedingungen auf Stopfmaschinen (Vibrationen)
• Speziell entwickelte und ständig aktualisierte Software
• Vielfältige Einsatzmöglichkeiten je nach Gegebenheit des Gleises
• Übernahme von Geometrie- und Korrekturwert-Daten von externen Datenträgern
• Kommunikation und Datenaustausch mit anderen Anwendungen (z. B. elektronischer Messschreiber DRP)


Steuerungstechnik für optimale Stopfergebnisse


Eine Reihe von Detailfunktionen sorgt für eine effiziente, sichere und komfortable Steuerung des Stopfvorgangs. Diese Funktionen bilden die speziellen Vorzüge in der Bedienung einer Plasser & Theurer-Stopfmaschine.

Proportional-Stopftiefen-Steuerung


Die richtige Eindringtiefe ist ein wesentlicher Faktor für die Qualität der Stopfung. Daher hat Plasser & Theurer eine Automatik entwickelt, die eine exakte Einhaltung der Stopftiefe gewährleistet. Der Wert wird vom Bedienersitz aus eingestellt und mittels Digitalanzeige kontrolliert.

Automatik für mehrmaliges Stopfen


Bei der Durcharbeitung von Neulagen, hinter Bettungsreinigungsmaschinen oder generell bei großen Hebungen ist unter Umständen ein mehrmaliges Beistellen der Stopfwerkzeuge zur Herstellung einwandfreier Schwellenauflager notwendig. Die Automatik übernimmt diese Aufgabe: Die Aggregate werden nach dem ersten Stopfvorgang kurz angehoben und sofort wieder abgesenkt, um ein zweites Mal beizustellen.

Einstellung des Stopfdrucks


Damit wird der Stopfdruck an unterschiedliche Schotterverhältnisse angepasst, da bei einer Neulagenstopfung ein anderer Stopfdruck erforderlich ist als zum Beispiel bei verkrustetem oder vorverdichtetem Schotterbett.

Alle für den Arbeitsprozess relevanten Schalter wurden in der Armlehne des Sitzes positioniert. Die Touchpanels können wahlweise auch über einen Display-Controller bedient werden.

Halbautomatischer Stopfzyklus


Der Bediener kann mit nur einem einzigen Pedal den gesamten Ablauf eines Stopfzyklus in Gang setzen. Bei Betätigung des Pedales werden automatisch:
• die Maschine gebremst,
• das Gleis gehoben und gerichtet,
• die Stopfaggregate abgesenkt, beigestellt und hochgefahren.



Vollautomatischer Stopfzyklus


Mit einem Schwellenerkennungssystem (für Gleisstopfen) wird ein vollautomatischer Arbeitszyklus inklusive Vorfahrtsteuerung ermöglicht. Kann an einer Stelle das Stopfaggregat nicht abgesenkt und somit der Stopfvorgang nicht durchgeführt werden, wird ein Warnsignal abgegeben und der Arbeitsvorgang gestoppt, um eventuelle Einstellungen vorzunehmen. Optional können mittels einer Zusatzeinrichtung Doppelschwellen automatisch erkannt und die Stopfaggregate vollautomatisch umgestellt werden.



Anzeige der gegenseitigen Höhenlage


Zur optimalen Überwachung der Stopfarbeiten dient eine Digitalanzeige, auf der mithilfe eines zusätzlichen Pendels ständig die gegenseitige Höhenlage nach der Durcharbeitung kontrolliert werden kann (Standardaustattung bei Maschinen der 09-Serie). Alle für den Arbeitsprozess relevanten Schalter wurden in der Armlehne des Sitzes positioniert. Die Touchpanels können wahlweise auch über einen Display-Controller bedient werden.


Intelligente Technik unterstützt Maschinenbediener


Durch die Einbindung der Computertechnik in die Baumaschinen werden viele Arbeitsabläufe automatisiert und standardisiert. Fehlfunktionen können rascher erkannt und gezielter behoben werden. Auch die Instandhaltung der Maschinen selbst lässt sich damit effizienter durchführen.


Maschinensteuerung mit CMS/CWS


Die Maschinensteuerung setzt sich dabei aus einer digitalen Steuerung sowie dem Plasser & Theurer-Mikrocontroller-System zur analogen Steuerung zusammen. Touch-Displays als Bedienteile vereinfachen die Einstellung und Diagnose des Mikrocontroller-Systems.


Das CMS-System (Controller-Measuring-System) umfasst die Steuerung der Nivelier- und Richtanlage. Das CWS-System (Controller-Working-System) übernimmt die Kontrolle und Anzeige von Fahrsteuerung, Stopfaggregat senken/heben und Stopfdruckverstellung.

Plasser Intelligent Control 2.0 (P-IC 2.0)


Dieses intelligente Steuerungssystem von Plasser & Theurer wird sowohl für die Steuerung von Teilsystemen als auch für durchgängige Leittechnik-Komplettlösungen verwendet. Die Bedienung der Maschine erfolgt einerseits über die Touchscreens mit übersichtlicher Menüführung, andererseits über das gewohnte Steuerpult.


Mit dieser Kombination hat deer Bediener zentralen Zugriff auf alle Maschinenfunktionen. Für die wichtigen Hauptfunktionen gibt es noch zusätzliche Bedienelemente in den Armlehnen, die schnelleres und sicheres Arbeiten gewährleisten. Um die Übersicht zu bewahren, werden nur die benötigten Funktionen in den dazugehörigen Kabinen angezeigt.


PlasserDamatic - der Standard der Ferndiagnose


Neue Dimensionen für das Management einzelner Maschinen und ganzer Flotten eröffnet das innovative Telematiksystem PlasserDamatic, mit dem sich die Steuerung P-IC 2.0 erweitern lässt. Über Tablet oder Smartphone können jederzeit und standortunabhängig die wichtigsten Arbeitsparameter und Statusmeldungen Ihrer Maschine abgerufen werden.

Arbeitsaufgaben bei der Schotterbearbeitung

Eine optimale Bettung herzustellen, erfordert eine Reihe von Arbeitsschritten. In der Praxis finden diese meist in einem Durchgang statt, hier werden sie einzeln beschrieben:

Pflügen

Pflügen der Bettungsflanken


Der Schüttwinkel der Bettungsflanke verflacht durch Umwelteinflüsse und Zugverkehr im Laufe der Zeit. Im Zuge der Durcharbeitung wird das vorgeschriebene Bettungsprofil mit dem korrekten Flankenwinkel
wiederhergestellt. Durch die Unterschiede im Flankenwinkel kann Schotter zurück gewonnen und in anderen Bereichen verwendet werden. Der Schotterhaushalt innerhalb des genormten Bettungsquerschnitts wird dadurch äußerst wirtschaftlich gestaltet.



Durch das Heranziehen und Hochpflügen des Schotters von der Flanke auf die Bettungskrone wird unverbrauchter, scharfkantiger Schotter in den Stopfbereich gebracht. Für die nächsten Stopfarbeiten steht damit hochwertiger Schotter zur Verfügung und die Nachhaltigkeit der Stopfarbeiten wird gesteigert.


Unsere Flankenpflüge bestehen aus mehreren, miteinander gelenkig verbundenen Pflugschilden. Die flexible Ausführung dieser Pflüge erlaubt es, auch in zwei Richtungen zu arbeiten, einen „Schotterkasten“
zum Befördern kleiner Schottermengen entlang der Flanken anzulegen oder das Überlaufen an der Schildspitze zu verhindern.


Alle Einstellungen der Flankenpflüge werden hydraulisch, vom Führerstand der Maschine aus, während der Arbeitsfahrt durchgeführt. Je nach Breite der Bettung werden die Pflüge ein- und ausgefahren. Es kann jeder beliebige Flankenwinkel von 0 bis 45 Grad gebildet werden (ein zusätzlicher Verstellbereich über die Horizontale von ca. 10 Grad dient für Arbeiten im Bahnhofsbereich – siehe Grafik unten). Bei Hindernissen im Schotterbett können die Flankenpflüge in der Ebene der Flanke eingeschwenkt werden, ohne Schotteranhäufungen zu bilden.

Beide Flankenpflüge sind von der Kabine aus verstellbar, die Winkelangaben zeigen die Verstellbereiche.

Pflügen des Randweges

In manchen Gleisbereichen muss der Randweg in die Profilierung miteinbezogen werden. Damit werden unnötige Schotteranhäufungen aufgenommen und in den Bettungsbereich verlagert.

Ein Nebennutzen ist die Entfernung von Bewuchs an der Oberflächenschicht. Für das Pflügen und Bearbeiten des Randweges können Flankenpflüge mit Zusatzausstattungen wie beweglichen Schildspitzen
ausgerüstet werden. Die teleskopartige Ausführung der Flankenpflüge bietet einen erweiterten Verstellbereich, um den Randweg in der Überhöhung (d. h. an der Bogenaußenseite) leichter bearbeiten
zu können.

Flankenpflug mit beweglicher Spitze.

Pflügen der Bettungskrone


Im Bereich der Bettungskrone wird der von den Flankenpflügen herangebrachte Schotter übernommen und weiter verteilt. Der Stopfzonenbereich wird dabei optimal verfüllt. Eine entsprechende Höhenverstellung sorgt für die gewünschte Schotterhöhe über Schwellenoberkante. Der Bettungskronenpflug besteht aus festen und verstellbaren Leitblechen und Schildern, die quer über die Bettungskrone verteilt sind.

Damit kann ein Schotterfluss quer zur Gleisachse in jede gewünschte Richtung erzielt werden. Aufgrund der Anordnung des Pfluges an der Maschine wird normalerweise von einem Mittelpflug gesprochen. Bei kompakten Maschinen kann der Kronenpflug auch vorne als Stirnpflug ausgeführt sein.

Mittels der übersichtlichen Schaltung mit klaren Symbolen lassen sich die einzelnen Leitbleche und Pflugschilder rasch verstellen und die jeweilige Richtung des Schotterflusses steuern. In einem Arbeitsgang kann in Kombination ausgepflügt und an Stellen des Bedarfs eingeschottert werden.

Im Mittelbereich des Pfluges befindliche, parallel zur Gleisachse längsverschiebbare Prallbleche verbessern die Einschotterung der Stopfzone und verhindern gleichzeitig den Schotterfluss auf den Linienleiter.


Bearbeiten

Schotterverteilmöglichkeiten mit dem Mittelpflug

Folgende Schotterbewegungen sind möglich:

  • quer über das gesamte Bettungsprofil von einer Flanke zur anderen
  • von der Flanke zum Mittelkern
  • vom Mittelkern zur Flanke


Das Schema zeigt die Verteilmöglichkeiten am Beispiel eines geteilten Bettungskronenpfluges mit Linienleiterschutz.


Zur schonenden Behandlung der Schiene und des Kleineisens sind die Kleineisen-Tunnel vorgesehen. Sie decken diese Bereiche ab und ermöglichen dennoch den Schotterfluss.

Ein zusätzlicher Frontpflug – an der Stirnseite der Schotterbearbeitungsmaschine angeordnet – dient zur Vorverteilung des Schotters. Er kommt speziell bei der BearbeitungvonGleisneulagen zum Einsatz und ist hydraulisch heb- und senkbar. Bei Schotteranhäufungen können Sie damit die Maschine leichter in die Baustelle einfahren.

Frontpflug zur Vorverteilung des Schotters.

Schotter aufnehmen


Überschüssiger Schotter muss entfernt werden. Das geschieht einerseits aus technischen und aus Sicherheitsgründen, andererseits kann das aufgenommene Material an Stellen des Schotterbedarfs
wiederverwendet werden.


Hydrostatisch angetriebene Kehranlagen für höchste Leistungsfähigkeit

Die Kehranlage entfernt diesen überschüssigen Schotter von den Schwellenoberflächen und verfüllt die Zwischenfächer. Die Leistungsfähigkeit dieses Aggregates bestimmt im Wesentlichen die Gesamtleistung
der Maschine bei der Gleisdurcharbeitung, denn in der Regel erfolgt die gesamte Schotterbett-Profilierung in einem Arbeitsgang hinter der Stopfmaschine. Zur Leistungssteigerung können Sie mehrere
Kehranlagen in einer Maschine einsetzen. Der von der Kehrbürste aufgenommene Schotter kann auf verschiedene Arten behandelt werden. Die einfachere Ausführung ist eine Kehranlage mit einem
Querförderband, auf das der von der Bürste aufgenommene Schotter geworfen wird. Das Förderband wirft den Schotter dann wahlweise rechts oder links auf die Bettungsflanke.

Ist die Maschine mit einem Schottersilo ausgestattet, können Sie den überschüssigen Schotter über ein Steilförderband in den Silo fördern.



Die Ausführungsvariante mit einem geteilten Querförderband sorgt für eine höhere
Maschinenleistung. Die beiden Förderbandhälften werfen den Schotter gleichzeitig rechts und links auf die Bettungsflanke. Ein Teil des aufgenommenen Materials wird dabei immer über das Steilförderband in
den Silo gefördert.

Das Schotterbewirtschaftungssystem BDS verfügt über die leistungsstärkste

Schotteraufnahmevorrichtung. Sie besteht aus zwei Kehranlagen und einer Feinkehrbürste. Die erste Kehranlage fördert überschüssigen Schotter in den Silo. Die zweite kehrt die Schwellenoberfläche
ab und kann den Überschuss auch seitlich ablagern.

Dahinter folgt eine Feinkehrbürste zur abschließenden Oberflächenreinigung und
Staubbeseitigung.

Die leistungsstärkste Ausführung der
Kehranlage mit breitem Steilförderband im
Ballast Distribution System BDS.

Messung des Schotterprofils

Die Grundlage der rationellen Schotterbewirtschaftung ist die Kenntnis der im Gleis vorhandenen Schottermengen. Zur Ermittlung des Schotterprofils können Maschinen mit Lasermesssystem und integrierter Computerauswertung ausgerüstet werden.

Ein Laserscanner tastet den Bettungsquerschnitt berührungslos ab. Bei der Computeraufzeichnung
kann das gemessene Profil mit einer Darstellung des Soll-Profils überlagert werden. Aus dem Vergleich von Soll- und Ist-Darstellung leitet der Maschinenbediener die notwendigen Maßnahmen am Bettungsprofil und den Bedarf an Schotterverlagerungen ab.

Der Computer bietet auch eine Darstellung des Schotterüberflusses oder -mangels z. B. als Balkendiagramm. Mit dieser Einrichtung zur Kontrolle des Schotterprofils ist eine sehr rationelle Schotterbewirtschaftung möglich. Voraussetzung für Aufnahme und Abgabe des Schotters an den entsprechenden Stellen des Gleises ist eine Schotterplaniermaschine mit Kehrfördereinrichtung
und Schottersilo.


Schotter speichern

Der aufgenommene Schotter kann in einem – in die Maschine integrierten – Silobehälter
zwischengespeichert werden. Damit lässt sich Schotter in Gleislängsrichtung zu Stellen des Bedarfs verfrachten. Der erzielte Schotterrückgewinn ist ein Nebeneffekt der Planierarbeiten. Er erfordert keinen eigenen Arbeitsgang, sondern wird im Zuge der regulären Durcharbeitung erzielt.

Die Wirtschaftlichkeit einer Schotterplaniermaschine mit Silo ergibt sich aus dem Vorteil, für Stopfarbeiten den Schotter gezielt so vorzulagern, dass die nötigen Hebewerte realisiert werden können.

Bei der Schotterbewirtschaftung mit dem Ballast Distribution System BDS sind wir noch einen Schritt weiter gegangen. Die Aufnahmespeicherkapazität kann durch Materialförder- und Siloeinheiten (MFSSerie)
vergrößert werden.


Schotter einbringen

Mit dem gespeicherten Schotter können Sie die Stopfzonen jederzeit über Entladeöffnungen mit hydraulischen Öffnungsklappen einschottern, wobei durch die Anordnung der Schächte vor dem Mittelpflug die technologisch richtige Arbeitsfolge gewährleistet ist. Beim Schotterbewirtschaftungssystem
BDS sorgen zusätzlich schwenkbare Verteilförderbänder für die exakte Dosierung des wiedereinzubringenden Schotters.

Kehren

Abkehren

Die Kehreinrichtung ist so angeordnet, dass damit der letzte Arbeitsgang durchgeführt und eine völlig einwandfreie Gleisoberfläche hinterlassen wird. Da die Oberbauvorschrift an die Einschotterung genau definierte Forderungen stellt und auch unterschiedliche Situationen im Gleis bzw. in der Weiche vorzufinden sind, werden die Kehranlagen mit unterschiedlichen Kehrbürstenelementen bestückt.

Der Antrieb der rotierenden Kehrbürsten erfolgthydrostatisch, mit optimalem Durchzugsvermögen, bei hohem Drehmoment und mit stufenloser Drehzahlverstellung. Ein Schnellwechselsystem ermöglicht das
kurzfristige Umrüsten der Besenwelle. Damit können Sie rasch auf unterschiedliche Schwellenformen reagieren.

Größere Maschinen können mit zwei Kehranlagen ausgestattet sein. Die vordere Kehranlage wird zumeist mit Vollgummi-Bürstenelementen für höhere Leistung bestückt und schrubbt die Oberfläche grob. Die zweite Kehranlage ist mit Schlauch-Elementen ausgestattet und übernimmt die Feinarbeit.

Kehreinrichtung der USP 2005 mit seitlichem
Schotterabwurf.

Tiefkehren


Auf Schnellfahrstrecken ist die finale Bearbeitung der Schotteroberfläche mit der Kehranlage besonders wichtig. Unsere Maschinen ermöglichen, neben dem sauberen Abkehren der Schwellen mit einer
entsprechend ausgerüsteten Kehrbürste, das Auskehren des Schotters in den Zwischenfächern. Die obersten Schotterkörner liegen danach unter der Schwellenoberkante. Damit wird das Aufwirbeln einzelner Schotterkörner durch den Hochgeschwindigkeitsverkehr verhindert.

Tiefenkehren der Zwischenfächer
bei Hochleistungsstrecken.

Feinkehren


Für die abschließende Oberflächenreinigung bzw. zur Staubentfernung kommt eine zusätzliche Feinkehrbürste zum Einsatz, die eine perfekte Gleisoberfläche hinterlässt. Das Feinkorn hat sich auf Schnellfahrstrecken besonders bewährt.

Feinkehrbürste beim BDS 2000.

Akustikschleifen bewährt sich

Neue Untersuchungen zeigen den sehr positiven Effekt des Akustikschleifens mit unseren GWM Schienenschleifmaschinen für Gleise und Weichen.

Das Geräusch des Bahnverkehrs setzt sich aus drei wesentlichen Bestandteilen zusammen.
Verkehrsgeschwindigkeiten unterhalb von 80 km/h erzeugen hauptsächlich ein Antriebsgeräusch, zwischen 80 und 270 km/h dominiert das Rollgeräusch und über 300 km/h das aerodynamische Geräusch.

Wie kann das Rollgeräusch vermindert werden? Grundsätzlich schützen glatte Räder auf glatten Schienen am besten vor unnötigen Lärmemissionen. Rotierende Schleifmaschinen erzeugen Querriefen, die zu einer erhöhten Lärmbelastung direkt nach dem Schleifen führen. Das bei der GWM Serie verwendete oszillierende Schleifverfahren ist das einzige Schienenbearbeitungsverfahren, das zu einer Lärmreduktion des
Rad-Schiene-Rollgeräusches führt.

Aktuelle Schleifversuche zeigen das Lärmminderungspotenzial. Bei zwei unterschiedlichen Schleifversuchen in Oberösterreich konnten die Vorteile unseres Schleifverfahrens bestätigt werden. Beim ersten Versuch wurde in vier Überfahrten eine vorher rotierend geschliffene Schiene mit unserem oszillierenden Schleifverfahren
(Akustikschleifen) bearbeitet. Die gemessene Reduktion betrug -3,2 dB am Berührpunkt Rad/Schiene und -2,6 dB in 7,5 Meter Entfernung.

Der zweite Schleifversuch zeigte, welch minimale Bearbeitungen diese maximalen Auswirkungen bringen. Bei Arbeitsgeschwindigkeiten von 3,5 km/h bzw. 7,0 km/h wurden pro Schleifvorgang ca. 0,01 bis 0,02 mm Abtrag am Schienenkopf erreicht. Punktuelle Verschmutzungen auf dem Fahrspiegel wurden sehr gut entfernt. Auch hier konnte eine ähnliche Lärmminderung durch Minimierung von Vibrationen im Gleiskörper erzielt werden.

Lärmminderung in horizontaler und vertikaler Richtung nach Schleifvorgang.

ÖBB-Langzeitmessungen bestätigen hohen Nutzen

Die Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) führen seit Jahren regelmäßig Messungen zur Bewertung der Wirksamkeit der Schotterbettreinigung durch. Die Ergebnisse lassen keinen Zweifel an deren Wirtschaftlichkeit offen.


Das Schotterbett erfüllt eine Reihe wichtiger Funktionen im Sinne eines sicheren und wirtschaftlichen Fahrwegs. Es ermöglicht die gleichmäßige Übertragung des Schwellendrucks auf den Unterbau, leistet den erforderlichen Widerstand gegen Längs- und Querverschiebungen und stellt als elastisches System nach der Zugbelastung die Gleislage wieder her. Außerdem wird Wasser zur Erhaltung der Tragfähigkeit abgeleitet.


Um ein für diese Aufgaben ideales Schotterbett zu erhalten, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden: die Höhe und der Querschnitt der Bettung, die Schotterqualität und die Verdichtung des Schotters.

Verunreinigungen schränken die Funktionalität zunehmend ein. Im Laufe der Jahre werden diese Faktoren jedoch durch Verunreinigungen des Schotters nachteilig beeinflusst. Laut einer aufwendigen Untersuchung
der ehemals British Rails entstehen diese Verunreinigungen u. a. durch:


  • Feinbestandteile nach dem Einbau
  • Ablagerungen aus der Luft und aus Transporten
  • Aufsteigende Feinanteile aus dem Untergrund
  • Vegetationsrückstände
  • Feinanteile durch Abrieb des Korns infolge der Verkehrslast


ORE empfiehlt Bettungsreinigung bei Erreichen eines Grenzwertes.

Mit dem Anstieg dieses Feinmaterials reduziert sich der innerere Reibungswinkel des Schottermaterials. Damit sinkt die Scherfestigkeit und Tragfähigkeit. Auch die Wasserdurchlässigkeit und Haltbarkeit der Gleislage wird beeinträchtigt. Im Endeffekt kommt es zu ungleichmäßigen Setzungen. Üblicherweise werden diese durch Stopfungen ausgeglichen, deren positive Wirkung jedoch nur für kurze Zeit anhält.

Laut ORE (Office de Recherches et d’Essais ist das ehemalige „Versuchsbüro“ der UIC/IEV, des Internationalen Eisenbahnverbands UIC) empfiehlt sich die Reinigung des Schotters, wenn der Mittelwert der Proben, die bei einer Siebung durch ein 22,4 mm Quadratlochsieb gemessen werden, eine Verschmutzung von über 30 Gewichtsprozent ergibt.

TU Graz liefert konkrete Zahlen zur Wirksamkeit der Bettungsreinigung. Die Messergebnisse, die eine Untersuchung der TU Graz lieferte, belegen die Wirksamkeit der Bettungsreinigung auf Basis mechanisierter
Methoden nachdrücklich. Es wurde festgestellt, dass nach der Schotterbettreinigung der Reibungswinkel des verunreinigten Schotters von ca. 57,7° auf 63,4° stieg. Die Verzahnungszahl C verbesserte sich von 5,2
N/cm2 auf 8,1 N/cm2.

ÖBB-Dokumentation bestätigt nachhaltige Verbesserung der Gleislage.

Bestätigt werden diese Erkenntnisse nun auch durch aktuelle Ergebnisse der ÖBB. Bald zwei Jahrzehnte wurde von den ÖBB mit dem New
Austrian Track Analysis System (NATAS) eine Strecke im Bundesland Tirol regelmäßig vermessen. Dabei wurden die Effekte der Stopfarbeiten aufgezeichnet, die von 2001 bis 2011 durchgeführt wurden. Im Jahr 2011 erfolgte dann auf bestimmten Abschnitten der Strecke eine Bettungsreinigung, danach wurden die Messungen bis 2014 weiter fortgesetzt.

Dabei zeigte sich, dass die Stopfungen vor der Bettungsreinigung durchaus positive Effekte aufweisen. Allerdings setzt der Verschlechterungsprozess unmittelbar nach der Stopfung wieder ein. Es muss also erstens in bestimmten Abständen gestopft werden, um der Verschlechterung entgegenzuwirken. Zweitens ist zu beobachten, dass die Verschlechterung – trotz Stopfungen – tendenziell zunimmt.

Verbesserungspotenzial bis hin zur Anfangsqualität.

Für eine nachhaltige Verbesserung der Gleislage sorgt dagegen – so weisen die Langzeitmessungen der ÖBB nach – die Bettungsreinigung. Es kommt sowohl kurzfristig als auch langfristig zu maßgeblichen Verbesserungen der Gleislage. Die positiven Effekte sind nicht nur für den Fahrkomfort und die Sicherheit der Strecke relevant, sondern bewirken auch klar kalkulierbare wirtschaftliche Vorteile.

Die Bettungsreinigung entfernt wirksam die Verunreinigungen und Feinanteile aus dem Schotterbett.
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