捣固机、轨道工程列车以及操作此类列车的方法与流程

1.本发明特别涉及铺设、维护或维修轨道的工程。更具体地，本发明涉及称为捣固的操作，所述操作包括使捣固工具穿透轨道的轨枕之间的间隙中的道碴，以便机械地压实轨枕下的道碴。


背景技术：

2.捣固机通常集成在工程列车中，工程列车包括多个相互耦合的车厢，以便执行铺设、维修或更换轨道所需的连续操作。这种工程列车能够在铁轨上以低速持续前进，而不停止，并且优选地以恒定的工作速度前进，每台列车机器必须在此工作速度下提供其自身的功能。捣固操作又要求支撑捣固工具的捣固机的部分相对于轨道保持静止，以便在捣固工具穿透入轨道的两个连续的轨枕之间的道碴中所需的时间内，在道碴中产生捣固工具的振动移动，然后从道碴中收回捣固工具。
3.为了调和这些相互冲突的要求，已知捣固机的架构，例如由文献fr2476708和fr2556752所述，所述捣固机的架构中，捣固机包括机架，所述机架由布置在捣固机末端的两个转向架承载；以及捣固梭，所述捣固梭包括悬挂在机架的梭架，所述梭架通过滑块相对于机架在两个行程终点位置之间纵向平移引导，所述梭架承载的捣固工具可垂直于轨道的平面移动。机架旨在耦合到工程列车的其他车厢，并在轨道以恒定的工作速度前进。在捣固循环期间，在与列车前进方向相反的方向上，捣固梭相对于机架从初始位置以绝对值等于前进速度的速度移动，以便在工具穿透入道碴、在道碴中产生工具的振动移动、然后从道碴中收回捣固工具的阶段，相对于轨道保持不动。然后，一旦收回捣固工具，梭架就会朝向其初始位置返回，以便在轨道的之后的轨枕下开始新的循环。对于这种类型的机器，用于梭架相对于机架的纵向引导的滑块必须允许两个转向架之间的纵向相对移动，同时在垂直于梭架的纵向移动方向的垂直方向上承受与捣固工具穿透入道碴的应力反作用的应力。因此，在操作周期中，施加到导向滑块上的应力变化很大，这会导致滑块的快速磨损。
4.根据文献fr2550808中所示的变型，机架仍由两个端转向架承载，但其不再承载整体梭架，梭架由两个附加的承载转向架上的安装件承载，所述两个附加的承载转向架在轨道运行，并配备有制动和驱动装置(如适用)。两个框架与纵向作用的千斤顶之间仅存的唯一连接，以允许梭架相对于机架交替移动。对于这种包括四个转向架的机器，梭架的重量独自平衡了捣固工具穿透入道碴的应力，而没有利用机架的重量。大量的转向架使得这种设计变得复杂和昂贵。


技术实现要素：

5.本发明旨在克服现有技术的缺点，并提出可替代的捣固机架构，其允许捣固机连续前进，优选不停止，同时确保承载捣固工具的捣固梭逐步推进。
6.为了实现这一点，根据本发明的第一方面，提出了用于铺设、维修或更换轨道的工程列车的捣固机，所述捣固机包括第一转向架和第二转向架，所述第一转向架和第二转向
架在纵向相互间隔一定距离，用于支撑捣固机、机架和捣固梭，所述捣固梭具有梭架和一个或多个可相对于梭架垂直移动的捣固装置，所述梭架通过纵向的导向装置连接至机架，所述纵向的导向装置允许梭架(38)与机架(24)之间沿捣固机的纵向方向在两个行程终点位置之间进行相对的来回移动，其特征在于，机架完全由梭架支撑，所述梭架由第一转向架和第二转向架承载。因此，实现了具有有限数量的转向架的捣固机，并且其纵向的导向装置受到垂直应力，所述垂直应力在机器的操作循环过程中没有变化，因为这些应力仅仅是由机架和所述框架承载的元件的重量产生的应力。
7.根据一个实施例，纵向的导向装置包括第一纵向滚动界面，其与第一转向架的距离比与第二转向架的距离更近；以及包括第二纵向滚动界面，其与第二转向架的距离比与第一转向架的距离更近。优选地，第一滚动界面和第二滚动界面中的每个都包括至少一个纵向的滚道和至少一个相关联的滚子，所述滚子能够在滚道滚动，以便允许梭架与机架之间的来回的相对移动，纵向的滚道刚性连接至由机架和梭架形成的两个分组件之一，相关联的滚子或者可平移固定至由机架和梭架形成的另一个分组件，或者被引导以便同时在纵向的滚道和相对的纵向的滚道滚动，所述纵向的滚道刚性连接至由机架和梭架形成的另一个分组件。
8.优选地，第一和第二滚动界面的每个纵向的滚道刚性连接至机架，并且安装相关的滚子，以便滚子围绕相对于梭架固定的水平旋转轴旋转，并且纵向位于第一转向架的至少一个轮对与第二转向架的一个轮对之间。为使应力达到良好的平衡，机架具有位于第一滚动界面与第二滚动界面之间的重心。
9.在更一般的情况下，重量优选分布为，在机架和梭架的中间相对位置，在两个行程终点位置之间的中间，停止在水平的轨道，第一和第二转向架各支撑捣固机总重量的至少40％和最多60％。
10.在实际工作阶段之外，机器可能需要以显著高于工作速度的行驶速度在轨道上行驶。为此目的，可以提供纵向的锁定装置，其能够在称为行程位置的位置将机架刚性连接至梭架，锁定装置包括至少一个锁，所述锁能够在纵向方向上承受超过500kn，优选900kn，甚至更优选1500kn的临界负载。临界负载将对应于例如机架遇到障碍物时的突然停止。
11.根据一个实施例，捣固机包括至少一个辅助致动器，优选包括一个或多个液压千斤顶，其将机架连接至梭架，能够执行一个或多个以下操作：在两个行程终点位置之间的任何中间位置，相对于机架锁定梭架；在捣固机的纵向方向上，相对于机架驱动梭架在两个行程终点位置之间来回移动。
12.当在工作顺序期间，捣固机必须通过导轨设备的项目(例如道岔)时，辅助致动器的锁定功能将特别在非常低的速度下实施。
13.根据一个实施例，行程终点位置彼此相距至少1米，优选至少1.5米。
14.根据一个实施例，引导第一转向架相对于梭架旋转，以便至少绕第一垂直枢轴枢转，引导第二转向架相对于梭架旋转，以便至少绕第二垂直枢轴枢转，第二垂直枢轴优选位于距第一垂直枢轴大于10米的距离(d)处，优选大于12米。
15.对于捣固机的转向架来说，在捣固机以高于工作速度的速度移动时，确保捣固机的悬挂是有利的。相反，在工作阶段，消除悬挂是有利的，以便实现捣固工具在轨枕之间获
得高度定位精度。为此，根据优选实施例，第一转向架和第二转向架分别包括转向架构架、至少两个轮对、以及轮对与转向架构架之间的主悬架。优选地，第一和第二转向架中的每个主悬架包括阻挡机构，所述阻挡机构能够至少在每个轮对上的转向架构架的承载方向上，相对于转向架构架垂直锁定每个轮对。优选地，第一和第二转向架中的至少一个基准转向架包括旋转的锁紧机构，所述锁紧机构能够相对于梭架固定基准转向架的转向架构架。
16.根据不同实施例：-机架包括用于连接至工程列车的相邻的车厢的联轴器；-机架的至少一个纵向的末端配备有一个或多个减震垫；-捣固梭完全位于机架的两个相对纵向的末端之间，至少位于机架和捣固梭的中间相对位置，位于两个行程终点位置的中间，优选位于两个行程终点位置；-机架包括驾驶室或控制站。
17.根据优选实施例，第一转向架和第二转向架中的至少一个转向架为机动的转向架，所述机动的转向架包括至少一个机动的轮对。优选地，每个机动的转向架包括两个机动的轮对，每个轮对由牵引电动机驱动，优选为液压马达。这两个转向架优选为机动的转向架。除了上述的致动器之外，如果适用的话，机动的转向架尤其可以用于工作阶段，以便执行梭架与机架之间的相对移动所需的机械工作。它们也可以在捣固机的移动阶段以高于工作速度的速度使用，优选在将机架相对于梭架锁定就位之后使用。优选地，第一转向架和第二转向架中的至少一个转向架配备有制动器，机动的转向架包括至少一个由至少一个电机驱动的机动的轮对。
18.根据本发明的另一个方面，这涉及一种轨道工程列车，其包括如上所述的捣固机，以及至少一节附加的车厢，所述附加的车厢包括耦合到捣固机的机架的附加的机架，以及至少一个用于支撑附加的机架的附加的转向架。
19.根据本发明的另一个方面，这涉及上述工程列车在轨道上的操作方法，根据此方法，在工作模式下，附加的车厢的附加的框架在轨道沿工作方向拉动或推动机架，优选不停车，优选匀速，梭架相对于机架纵向来回移动，以便相对于轨道具有停止阶段和沿工作方向的移动阶段，在停止阶段期间，捣固装置穿透轨道的道碴。优选地，确保在工作模式下，捣固梭由第一和第二转向架中的一个或多个机动的转向架驱动，和/或由将机架连接至梭架的一个或多个辅助致动器驱动。优选地，方法还具有移动模式，在所述移动模式中，机架相对于梭架纵向锁定就位。
附图说明
20.本发明的其他特征和优点将从以下描述中变得清晰，给出参考附图并在下文中进行解释。[图1]图1是根据本发明的一个实施例的列车的部分的侧视图，所述列车包括工作机和至少一个附加的车厢，所述工作机包括机架和位于第一行程终点位置的工作梭。[图2]图2是图1的列车的侧视图，工作梭处于第二行程终点位置。[图3]图3是图1的列车的工作机的分解图。[图4]图4是支撑图3工作机的梭架的第一转向架的示意图。[图5]图5是支撑图3工作机的梭架的第二转向架的示意图。
[图6]图6是图4和图5的两个转向架的示意平面图。[图7]图7是在图1的剖切面vii-vii中的剖视图，其示出了在机架与梭架之间的第一滚动界面以及第一锁定装置。[图8]图8是图7的横截面的等轴视图。[图9]图9是在图1的剖切面ix-ix中的剖视图，其示出了在机架与梭架之间的第一滚动界面以及第一锁定装置。[图10]图10是图7的横截面的等轴视图。[图11]图11是图3的捣固机的机架与梭架之间的可替代的滚动界面的详细视图。
[0021]
为提高清晰性，所有附图中相同或相似的元件用相同的参考符号表示。
具体实施方式
[0022]
图1和图2显示了用于维护或维修轨道12的轨道工程列车10，所述列车包括多个相互耦合的轨道车，即工程列车14，所述工程列车14是捣固机，以及包括至少一个附加的车厢16，例如位于工作机14后面的压实机，其位于轨道12沿称为行驶方向100的方向。
[0023]
图3中的分解图所示的工作机14包括工作梭18，在这种情况下更具体地说是捣固梭，其由第一转向架20和第二转向架22承载，第一转向架20和第二转向架22纵向相距一定距离；以及包括由工作梭18承载的机架24。
[0024]
机架24包括用于容纳工作梭18的纵向的凹槽25，所述纵向的凹槽25由具有小横截面的纵向的桥125跨越，所述纵向的桥125构成机架24的中间部分，并连接两个具有较大横截面的相对的纵向的末端部分126、128。机架24的前部126和后部128可配备用于与外部轨道车辆或轨道设备对接的设备，例如前端126处的减震垫26和用于在后端128处连接至附加的车厢16的联轴器28。如图所示，附加的车厢16包括附加的框架30，所述附加的框架30耦合至捣固机14的机架24，并由至少一个附加的转向架32以独立于工作机12的方式支撑。机架24能够支撑各种设备，例如驾驶室34和控制站36，以及液压装置37(如果适用)，液压装置37可以包括，例如，液压泵，用于供应特别位于工作梭18的各种液压马达。
[0025]
工作梭18包括由第一转向架20和第二转向架22承载的梭架38，以及一个或多个工作单元40，在此情况下为捣固装置，其悬挂在梭架38，并可相对于梭架38在垂直于轨道12的导轨所限定的平面的方向移动(即，当工作机14在水平的轨道12移动时的垂直方向)。引导第一转向架20相对于梭架38旋转，以至少围绕第一垂直枢轴120枢转，引导第二转向架22相对于梭架旋转，以至少围绕第二垂直枢轴122枢转，第二垂直枢轴122优选位于距离第一垂直枢轴120大于10米、优选大于12米的距离d处。
[0026]
第一转向架20(如图4所示)和第二转向架22(如图5所示)分别包括转向架构架42、两个机动的轮对44和主悬架46(其位于轮对44与转向架构架42之间)。轮对44设置有行车制动器48。第一转向架20和第二转向架22的主悬架46优选地包括阻挡机构50，所述阻挡机构50能够至少在每个轮对44上的转向架构架42的向下轴承方向上，相对于转向架构架42垂直锁定每个轮对44。所述阻挡机构50可以由液压千斤顶组成，液压千斤顶的活塞刚性连接至例如轴箱，并且液压千斤顶刚性连接至转向架构架42。两个转向架构架42通过中心盘142连接至梭架38。
[0027]
此外，两个转向架20、22中的至少一个，例如第一转向架20，当机器在轨道12沿工
作方向100上前进时，其位于机器的前部，并可配备垂直的阻挡装置52，以用于防止转向架20与梭架38之间的垂直相对移动。所述装置50可以包括两个可伸缩的横向的支撑千斤顶54，所述支撑千斤顶54可以通过液压引导，以便从收缩位置进入操作位置，在操作位置，它们构成梭架38与转向架构架42之间的两个横向的支撑，从而在垂直方向上将转向架构架42刚性连接至梭架38，如图6所示，同时梭架38的后部部分靠在第二转向架22的转向架构架42配备的轴杆55。因此，梭架38可以在水平轨道保持其水平方向，或者在倾斜轨道保持受控的预定角度。
[0028]
梭架38通过纵向的导向装置连接至机架24，所述纵向的导向装置允许工作梭18与机架24之间沿工作机14的纵向方向在两个行程终点位置之间相对的来回移动，同时防止垂直和横向的移动。所述纵向的导向装置包括第一纵向滚动界面56和第二纵向滚动界面58，第一纵向滚动界面56离第一转向架20比离第二转向架22更近，第二纵向滚动界面58离第二转向架22比离第一转向架20更近，如图3和图7至图10所示。
[0029]
图7和图8中详细示出的第一滚动界面56，以及图9和图10中详细示出的第二滚动界面58，各自包括至少一个纵向的滚道60(在这种情况下为各自包括两个平行的水平纵向的滚道60)，两个平行的垂直纵向的滚道61和至少一个与每个纵向的滚道60、61相关联的滚子62、63，滚子62、63能够在相关的滚道60、61滚动，以允许梭架38与机架24之间的来回相对移动，纵向的滚道60、61刚性连接至由机架24和梭架38形成的两个分组件之一(在这种情况下为机架24)，而相关的滚子62、63平移固定至其他分组件，即梭架38。
[0030]
在图11所示的变型中，可以提供一个或多个滚子62、63，所述滚子62、63同时在与机架24刚性连接的纵向的滚道60、61上以及在与梭架38刚性连接的相对纵向的滚道160上滚动。
[0031]
由机架24及其承载的机器元件构成的机器主体的重量，通过两个滚动界面56、58整体传递至梭架38，滚动界面56、58位于机器的主体重心的两侧，因此，当停止在水平的轨道时，对于机架24和工作梭18在两个行程终点位置之间的每个相对位置，第一滚动界面56与第二滚动界面58之间的负载分配比率在60％与140％之间。此外，工作梭18和机架24的负载分布使得，在机架24和梭架18的中间相对位置，在两个行程终点位置之间的中间位置，停止在水平的轨道，每个转向架20、22支撑工作机14总重量的至少40％和最多60％。
[0032]
工作机14配备有纵向的锁定装置，所述锁定装置能够在称为行驶位置的位置将机架刚性连接至梭架。所述锁定装置包括至少两个锁66、68，每个锁66、68位于梭架38和滚动界面56、58之一的纵向的末端附近，如图7和图8所示。锁66包括螺栓70，所述螺栓70安装在由机架24和梭架38形成的两个分组件之一(在本例中为梭架38)，以及包括撞锁板72，所述撞锁板72安装在两个分组件中的其他分组件(在本例中为机架24)。螺栓70可相对于安装在其上的分组件在缩回位置与锁定位置之间移动，并连接至致动器74，在此，致动器74由液压千斤顶形成。以类似的方式，可以看出，图9和图10所示的锁68包括螺栓70，所述螺栓70安装在由机架24和梭架38形成的两个分组件之一(在本例中为机架24)，以及包括撞锁板72，所述撞锁板72安装在两个分组件中的其他分组件(在本例中为梭架38)。螺栓70可相对于安装在其上的分组件在缩回位置与锁定位置之间移动，并连接至致动器74，在此，致动器74由两个平行的液压千斤顶形成。
[0033]
当机架24相对于梭架38位于行程位置时，锁66、68的螺栓70从其缩回位置进入其
锁定位置，穿透撞锁板72，分别在机架24的前部124纵向的末端部分与梭架38之间、以及机架24的后部126纵向的末端部分与梭架38之间实现所需的刚性连接。因此，梭架38和机架24因此形成结构实体，使得施加在减震垫26的一些应力，或更一般地，施加在机架24的末端126的界面处的一些应力，通过锁66、68和梭架38传递到联轴器28，或更一般地传递到机架的末端128处的界面，相应地对机架24的桥125进行减压。
[0034]
工作机14优选配备有至少一个辅助致动器82，所述辅助致动器82将机架24连接至梭架38，并具有与梭架38和机架24之间、两个行程终点位置之间的相对行程相对应的行程。所述辅助致动器82可由液压千斤顶形成，优选具有两个腔室的千斤顶。通过隔离每个腔室，这种千斤顶可以在两个行程终点位置之间的任何中间位置相对于梭架38锁定机架24。所述千斤顶还可以驱动机架24相对于梭架38在两个行程终点位置之间来回移动。在变型中，可以提供由两个相对布置的液压千斤顶形成的致动器，每个千斤顶管理一个方向的阻挡和相反方向的移动。
[0035]
梭架承载的工作单元40包括安装在公共框架86的镐84，引导所述公共框架86以相对于梭架在垂直远离轨道的缩回位置与工作位置之间，投入轨道12的两个毗邻的轨枕88之间的道碴。所述镐84是机动的，以便当将其插入道碴中时其能够在平均位置附近振动，以便执行工作操作。然而，仅规定工作单元40的框架86可相对于梭架38纵向移动。
[0036]
如果适用，可将工作机14和附加的车厢16设置为串联工作，例如，如果提供附加的车厢16以承载电机组，所述电机组用于向安装在转向架20、22或工作单元40的液压驱动电机提供液压动力。
[0037]
工作机14以下列方式运行。
[0038]
在可称为工作模式的操作模式，列车10以恒定的工作速度在预定的工作方向100上前进，例如向图1中的左侧前进。所述恒定速度特别是耦合到工作机的附加的车厢的恒定速度，因此也是机架24的恒定速度。实际上，所述恒定速度非常低，例如低于5公里/小时。
[0039]
在工作模式下，机架24由位于工作机14正后方的附加的车厢16的框架推动，或由位于工作机14正前方的附加的车厢拉动，从而以工作速度沿工作方向100上前进。工作单元40必须依次在相对于导轨的静止阶段以及快速前进阶段交替进行，以便允许镐84穿透入道碴和进行捣固操作。在静止阶段，转向架20、22是静止的，并且相对于轨道12停止的梭架38相对于机架24逐渐向后移动，朝向行程终点的后部位置。在快速前进阶段，工作单元40离轨道有一段距离，并且梭架38从其停止位置沿工作方向100上快速加速，以便达到比工作速度更高的速度，并且在快速减速到停止之前相对于机架和轨道向前前进，以便将工作单元40定位在轨道12的与已经处理的部分直接相邻的部分的上方。梭架38的驱动可以由用于驱动转向架20、22的机动的轮对44的液压马达执行，如果适用的话，由液压千斤顶82辅助。在可逆液压机的情况下，也可以通过驱动作为泵的液压马达、行车制动器48、液压辅助千斤顶82或这些不同方式的组合来实现减速。
[0040]
梭架38相对于机架24在工作方向上在每个快速前进阶段覆盖的行程，基本上等于机架24相对于轨道12在工作方向100上在静止阶段覆盖的行程，因此得出梭架38相对于轨道12在静止阶段的工作速度和停止时间的乘积。这些行程当然必须保持在由行程终点位置界定的空间内。实际上，行程终点位置彼此相距至少1米，优选至少1.5米。
[0041]
在工作模式下，可有利地操作两个转向架20、22的主悬架的阻挡机构50，以加固转
向架20、22。还可以操作装置52，所述装置52用于垂直锁定相对于梭架38的其中一个转向架20，以便在所有空间方向上更准确地控制梭架38相对于轨道12的位置。理想的情况下，只有当转向架20、转向架22停止时，才会间歇地启动阻挡装置，并且当梭子向其下一个工作位置前进时才释放阻挡装置。
[0042]
不言而喻，在工作运行模式下，纵向的锁定装置66、68未接合。如果证明有必要在施工现场中断几米以上的工作模式，例如为了通过导轨设备(如道岔)，可以使用液压辅助千斤顶82作为附加的纵向的锁定装置。
[0043]
当它们不处于工作模式时，工作机14和列车10能够以明显高于工作速度的速度在轨道12行驶(例如以大于10公里/小时的速度行驶)，以便例如前往或离开施工现场。为了允许这种移动，释放主悬架46的阻挡机构50以及其中一个转向架的旋转的锁定装置54，并且机架24通过纵向的锁定装置66、68在行程位置刚性连接至梭架38。
[0044]
在实践中，通过液压辅助千斤顶82或机动的转向架20、22，将机架24相对于梭架38精确定位在行程位置，然后接合锁定装置66、68中的一个。在螺栓与撞锁板之间保持很小的结构间隙，以便在通过液压辅助千斤顶82或机动的转向架20、22进行很小的位置调整之后(如适用)能够接合其他的锁定装置。
[0045]
纵向的锁定装置的锁66、68的尺寸应能承受当列车10以高于工作速度的移动速度移动时，当垫26与障碍物碰撞时，与机架24突然停止相对应的显著应力。实际上，所述锁66、68中的每一个都能够在纵向方向上承受超过500kn(或者如果适用，超过900kn，并且优选超过1500kn)的临界载荷。因此，纵向的锁定装置的锁66、68使得通过锁66、68和梭架38将至少一些缓冲应力从垫26纵向传输到联轴器28是可能的。因此，可以接受机架24在其较薄部分125中有相对较轻的尺寸，因为机架24不必传递所有的缓冲应力。
[0046]
当然，附图所示和上文讨论的实例仅作为实例给出，不具有限制性。明确规定，可以将所示的不同实施例相互组合，以便提出其他实施例。
[0047]
应强调的是，本领域技术人员从本说明书、附图和所附权利要求书中得出的所有特征，即使仅针对其他具体特征单独或以任何组合方式进行了具体描述，也可与本文公开的其他特征或特征组进行组合，前提是未明确排除或技术环境使此类组合不可能或无意义。