<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Nivellieren und Heften von Eisenbahngleisen
Die Mechanisierung der Instandhaltung von Eisenbahngleisen macht immer mehr Gebrauch von mechanischen Stopfmaschinen. Diese Maschinen, welche mehr und mehr vervollkommnet werden, würden ein sehr rasches Fortschreiten der Instandhaltungsarbeiten der Gleise erlauben, wenn die dem Stopfen vorangehenden Arbeiten zum Ausmessen und Nivellieren der Gleise, welche langsam fortschreiten, wenn sie manuell ausgeführt werden, nicht bremsend wirken würden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die dem Stopfen vorangehende Arbeit des Nivellierens zu mechanisieren und wenn möglich zu automatisieren.
Das manuelle Nivellieren von Eisenbahngleisen wurde mittels bekannter und bewährter Methoden vorgenommen. Es bestand darin, durch rasches Visieren die Hochpunkte des Gleises zu bestimmen oder Schienenpunkte zu verwenden, welche mit äusseren Bezugspunkten verbunden sind und auf das gewollte Niveau gebracht werden. Die angestrebte Nivellierung bildet die obere Umhüllende dieser sogenannten Fixpunkte, welche im allgemeinen voneinander einen Abstand von 30 bis 50 m aufweisen, je nach der Grösse der zu korrigierenden Fehler.
Zwischen den Fixpunkten wurde die Nivellierung in gerader Richtung anZwischenpunkten vorgenommen, wo die Höhe der anzuhebenden Abschnitte durch Differenzmessungen mittels optischer Vorrichtungen festgestellt wurde.
Praktisch war es nur wichtig, die Zwischenpunkte in solchen Abständen zu wählen, dass beim Anheben die Starrheit der Schienen in Längsrichtung keine merkliche Durchbiegung zuliess.
An den verschiedenen angehobenen Zwischenpunkten musste die richtige Lage mittels Hebewinden oder durch Unterstopfen der zugehörigen Schwellen, d. h. durch Heften mittels Schotter, festgehalten werden.
Es ist nun schon vorgeschlagen worden, die Nivellierarbeiten mittels sogenannter Hebe- und Heftmaschinen zu mechanisieren, deren Arbeiten durch Einrichtungen mit Lichtstrahlen gesteuert werden, die parallel zum gewünschten Längsprofil des Gleises verlaufen.
Diese bekannten Einrichtungen weisen jedoch alle einen festen Sender und einen mit dem anzuhebenden Schienenabschnitt verbundenen, beweglichen Empfänger, oder einen festen Sender und einen festen Empfänger mit einer dazwischen angeordneten Blende auf, welche mit dem anzuhebenden Schienenabschnitt verbunden ist.
Die Genauigkeit dieser Einrichtungen ist nun aber begrenzt durch die Minimalabmessungen und die veränderliche Empfindlichkeit der Photozellen, die Richtungsveränderungen des Empfängers und die Unmöglichkeit, ein Überschreiten der gewünschten Höhe festzustellen.
Ausserdem ist zwischen Blende und Empfänger eine Verbindung durch ein bewegliches Kabel nötig, wenn man den Empfänger nicht in der Nähe des Messpunktes auf der Hebe- und Heftmaschine anordnen will, was für die Nivelliergenauigkeit abträglich ist. Diese Kabelverbindung ist störend und kann leicht beschädigt werden.
Schliesslich sind ausser dem Bedienenden der Heftmaschine im allgemeinen am Beginn noch zwei Arbeiter für das Einstellen nötig.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen, welche das Nivellieren zwischen zwei Fixpunkten und darauffolgende das Heften mechanisch und automatisch vornimmt.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Nivellieren und Heften von Eisenbahngleisen, welche Hebemittel zum Anheben des Gleises, eine Vorrichtung zur Steuerung des Hebevorganges und eine Heftvorrichtung zur Fixierung der Höhenlage des Gleises aufweist, wobei die Vorrichtung zur Steuerung des Hebevorganges mit einem photoelektrischen Empfänger ausgestattet ist, der mit einer gesondert über dem Gleis angeordneten Lichtquelle zusammenarbeitet, die ein als Nivellierbasis dienendes Strahlenbündel parallel zum gewünschten Längsprofil des zu nivellierenden Gleises aussendet.
Das Hauptkennzeichen der erfindungsgemässen Einrichtung besteht nun darin, dass der photoelektrische Empfänger eine Nachstellvorrichtung für seine Höhenlage und mindestens zwei übereinander angeordnete photoelektrische Zellen aufweist, welche in Differentialschaltung miteinander verbunden sind, derart, dass
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
mehrerer Photozellen des Empfängers gesteuert, wobei der Empfänger automatisch lotrecht in solcher Richtung verschoben wird, dass die Photozellen ständig symmetrisch in bezug auf das Strahlenbündel zu liegen kommen.
Die Anordnung der Photozellen kann in verschiedener Weise erfolgen. Insbesondere können vier Photozellen (Photodioden) je zu zweien auf der Horizontalen und der Lotrechten des Empfängers liegen, wobei die Zellen das ganze Bild oder einen Teil desselben erhalten, welches durch ein Prisma oder einen pyramidenförmigen Reflektor oder auch durch Plexiglasleitungen mit opaken Trennwänden auf sie geworfen wird. Jede Photozelle stellt somit die Richtung allfälliger Abweichungen fest. Die optische Achse des Empfängers ist vollkommen ausgerichtet, wenn jede der vier Zellen die gleiche Helligkeit empfängt. Die Zellen sind mit einem elektronischen Verstärker und Analysator verbunden, welcher eine elektromechanische Nachstellvorrichtung 18 steuert, die das optische System und damit den Empfänger lotrecht derart verschiebt, dass er immer in der Senderachse liegt.
Zu Beginn der Arbeit oder bei zufälligen grösseren Abweichungen kann der Empfänger mittels einer okularen Visiervorrichtung in das Strahlenfeld gebracht werden.
Die lotrechten Bewegungen des photoelektrischen Empfängers 16 werden auf eine Wippe 19 zum Regeln der Anhebehöhe übertragen. Die Wippe 19 ist ausserdem mit einer Vorrichtung 20 fest verbunden, welche auf eine Querneigung der Wippe anspricht und diese auotmatisch wieder in die horizontale Lage zurückführt, wobei sie die optische Achse des photoelektrischen Empfängers 16 lotrecht auf der Mitte M (Gleisachse) des Gleises, welche sich auf der Rollebene befindet, festhält. Dies erfolgt mittels eines direkt wirkenden Pendels oder mittels einer Libelle mit elektrischen Kontakten, welche auf eine elektromechanische Nachstellvorrichtung 17 wirken.
Da die erfindungsgemässe Einrichtung nicht nur auf geraden Strecken, sondern auch in Kurven brauchbar sein soll, ist eine Hilfswippe 19 a mittels eines Zapfens 19 b schwenkbar an der Wippe 19 befestigt.
Eine von Hand betätigbare Vorrichtung 21 zum Einstellen der Überhöhung dient beim Nivellieren des Gleises in Kurven zum Verändern des Winkels zwischen der Hilfswippe 19 a und der Wippe 19, mit welcher die oben beschriebene Vorrichtung fest verbunden ist.
Unter Berücksichtigung dieses eventuellen Korrekturwinkels gibt der Abstand zwischen jedem Ende der Hilfswippe 19 a und der zugehörigen Schiene (oder einem auf dieser aufliegenden Teil des Chassis) ein Mass für die Höhen h, und h2, um weIche jede Schiene anzuheben ist. Dieses Mass wird mittels eines üblichen mechanischen oder elektrischen Verfahrens registriert, was beispielsweise mit zwei Seiltrommel 22 erfolgen kann, wobei die Anzahl der Umdrehungen dieser Seiltrommeln das Mass darstellt. Die Umkehr der Trommeln in die Nullstellung entspricht einer gewissen Anzahl von Drehungen einer volumetrischen Pumpe 23, welche die Hebewinden speist.
Jede Trommel 22 steuert somit die Ölmenge, welche in jede Winde 9 gepresst wird, in Abhängigkeit vom Ausmass, um welches die zugehörige Schiene 7 angehoben werden muss.
Ein optisches oder akustisches Signal zeigt dem Bedienenden das Ende des Anhebens an, damit dieser dann das Heften veranlassen kann. Gleichzeitig wird eine Kupplung freigegeben, damit er die hiezu verwendete Stopfvorrichtung in den Schotter absenken kann.
Mit der beschriebenen Vorrichtung wird wie folgt gearbeitet :
Der Hilfswagen A wird auf den nächsten vorausliegenden Fixpunkt PB des zu nivellierenden Gleises gebracht und der Bedienende stellt den Sender auf den letzten Fixpunkt PBo des bereits nivellierten und gehefteten Gleisabschnittes ein. Während des Einstellen wird der Wagen B auf die erste Arbeitsstelle gerollt.
Der Sucherkopf des photoelektrischen Empfängers wird in das Strahlenbündel gebracht, worin er dann automatisch festgehalten wird.
Der den Wagen B Bedienende stellt nun die automatische Nivellierung ein. Der bewegliche Rahmen 8 stützt sich auf den Boden ab und das Anheben beginnt sogleich. Beim Aufleuchten oder Ertönen des Signals, welches das Ende des Anhebens anzeigt, nimmt der Bedienende das Heften der Schwelle mittels der Stopfmaschine vor.
Das Hochheben der Werkzeuge der Stopfmaschine bewirkt automatisch die Freigabe des beweglichen Rahmens 8 und des Wagens B, welcher zur nächsten Arbeitsstelle vorrücken und dort einen neuen Arbeitszyklus vornehmen kann.
Diese Arbeitsgänge gelten für eine horizontale gerade Gleisstrecke.
Wenn das Nivellieren in einer Kurve erfolgt, sind zwei Fälle zu unterscheiden, nämlich eine Kurve mit konstantem Radius oder ein Übergang mit stetig veränderlichem Radius.
In einer Kurve mit konstantem Radius wird der Winkel zwischen den beiden Wippen durch den Bedienenden gemäss der gewünschten Überhöhung eingestellt und das Nivellieren erfolgt wie bei geraden Gleisabschnitten.
Bei einem Übergang mit stetig veränderlichem Radius stellt man den genannten Winkel ständig gemäss der vorgeschriebenen Überhöhung ein.
Die beschriebene erfindungsgemässe Einrichtung besteht also aus zwei Teilen : einer Nivelliervorrichtung, welche eine hydraulische Hebevorrichtung besitzt, die durch den photoelektrischen Empfänger gesteuert wird und einer Heftvorrichtung, welche durch eine Leichtstopfmaschine mit einem Verbrennungsmotor gebildet wird, der fest mit der Nivelliervorrichtung verbunden ist.
<Desc/Clms Page number 4>
Die beschriebene Einrichtung wird zum Durchführen folgender Arbeiten benützt : a) Festlegen einer Nivellierbasis mittels eines Lichtstrahlenbündels, das von einem Sender ausgestrahlt wird, der auf einem vorne gelegenen Fixpunkt des zu nivellierenden Gleises aufliegt, wobei der Sender mit Bezug auf einer hinten auf dem bereits nivellierten Gleisabschnitt gelegenen Fixpunkt eingestellt wird ; b) Bestimmen des Betrages des Anhebens von zwischen den beiden Fixpunkten gelegenen Punkten mittels eines photoelektrischen Empfängers, welcher automatisch in der Mittelebene des Strahlenbündels festgehalten oder bei Abweichungen dahin zurückgeführt wird, so dass also der photoelektrische Empfänger als Bezugsorgan für die Steuerung der Hebemittel ausnutzbar ist ;
c) Anheben des Gleises bis auf die durch das Bezugsorgan festgelegte Höhe, wobei sich die Hebevorrichtung beidseitig der Arbeitsstelle auf den Schotter abstützt ; d) Heften der nivellierten Schwelle durch Unterstopfen.
Da das vom Sender kommende Licht mittels reflektierender Prismen oder Plexiglasleitungen aufgenommen wird und da die auf die Photozellen auftreffenden Lichtmengen mittels Differentialverstärker oder elektronischer Vergleichsgeräte miteinander verglichen werden, ist die erfindungsgemässe Einrichtung von Lichtschwankungen in den Grenzen der üblichen Visierdistanzen unabhängig.
Die beschriebene Anordnung erlaubt es, ständig die Richtung eines allfälligen Abweichens des Empfängerzentrums von der Mittelebene des Strahlenbündels festzustellen. Sie erlaubt es, die zum Erreichen und Einhalten der gewünschten. Lage notwendigen Korrekturen ständig herbeizuführen, und sie vermeidet jedes Überschreiten des Sollniveaus.
Schliesslich gestattet die Anordnung des Empfängers und der von ihm gesteuerten Organe auf der Hebe-und Heftmaschine jede Kabelverbindung mit andern Maschinen zu vermeiden, und nur einen einzigen Bedienenden auf dem Boden vorzusehen, welcher den Sender an seinen Standort bringt und ihn dort einreguliert. Die Einstellung und Überwachung des Empfängers erfolgt durch den Führer der Hebeund Heftmaschine.
Das Einstellen mittels Übertragung der Bewegungen der automatisch wirkenden Photozellen des Empfängers unter Verwendung einer Bezugsbrücke, die genügend gross dimensioniert ist, um sich ausserhalb der durch das Heften erschütterten Zone auf den Boden abzustützen, vervollständigt die beschriebene Einrichtung und bildet eine genügend stabile Basis zum Regulieren des Anhebens vor dem Heften.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Nivellieren und Heften von Eisenbahngleisen, welche Hebemittel zum Anheben des Gleises, eine Vorrichtung zur Steuerung des Hebevorganges und eine Heftvorrichtung zur Fixierung der Höhenlage des Gleises aufweist, wobei die Vorrichtung zur Steuerung des Hebevorganges mit einem photoelektrischen Empfänger ausgestattet ist, der mit einer gesondert über dem Gleis angeordneten Lichtquelle zusammenarbeitet, die ein als Nivellierbasis dienendes Strahlenbündel parallel zum gewünschten Längsprofil des zu nivellierenden Gleises aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass der photoelektrische Empfänger eine Nachstellvorrichtung für seine Höhenlage und mindestens zwei übereinander angeordnete photoelektrische Zellen aufweist, welche in Differentialschaltung miteinander verbunden sind, derart,
dass bei unsymmetrischer Lage der photoelektrischen Zellen in bezug auf das Strahlenbündel die Ströme der vom Strahlenbündel getroffenen Zellen die Nachstellvorrichtung in der geeigneten Richtung in Bewegung setzen, bis die Zellen symmetrisch in bezug auf das Strahlenbündel liegen, so dass der photoelektrische Empfänger als Bezugsorgan für die Steuerung der Hebemittel ausnutzbar ist.