AT394173B - Fahrbahnmessfahrzeug - Google Patents

Description

AT 394 173 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrbahnmeßfahrzeug, das ein Zugfahrzeug, dessen Gewicht von der Fahrbahn aufgenommen wird, ein Instrumentenfahrzeug, dessen Gewicht von der Fahrbahn an zwei Positionen aufgenommen wird, die voneinander einen Abstand in Längsrichtung des Instrumentenfahrzeuges haben, also insbesondere ein zweiachsiges Räderfahrzeug, und eine Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Instrumentenfahrzeug aufweisL Derartige Fahrbahnmeßfahrzeuge können insbesondere, aber nicht ausschließlich, zum Vermessen der Geometrie von Eisenbahngleisen eingesetzt werden, um so Daten für die anschließenden Wartungsarbeiten am Eisenbahngleis zu gewinnen, oder um die Wirksamkeit durchgeführter Wartungsarbeiten zu überprüfen. Gemäß einem bekannten Verfahren zum Messen der Gleisgeometrie wird ein Inclinometer in Form eines die Schwerkraft messenden Gerätes auf einem Fahrzeug angeordnet und das Fahrzeug kontinuierlich entlang des Gleises bewegt, wobei eine Reihe von Ablesungen gemacht werden. Derartige Inclinometer sind empfindlich auf auf das Fahrzeug wirkende Fremdbeschleunigungskräfte, sodaß diese Beschleunigungskräfte bei der Auswertung der Daten kompensiert werden müssen, um ein wahres Bild der Gleisgeometrie zu erhalten. Dieses Problem ist z. B. in der DE-AS 1 923 762 angesprochen.

Die US-PS 2 645 938 offenbart ein Gerät, das einen Schienenstoß erkennt und daraufhin bewirkt, daß ein Rißdetektierwagen durch elektromagnetische Kraft an eine Schiene geklemmt wird, bis das Hauptfahrzeug eine festgelegte Strecke zurückgelegt hat. Dann wird ein Schalter betätigt, um die elektromagnetische Kraft abzuschalten. Daraufhin bewegt sich der Rißdetektierwagen durch Federkraft zurück zu seiner ursprünglichen Lage in bezug auf das Hauptfahrzeug. Dies ist also eine Brems- oder Verzögerungsanordnung, die von einer externen Quelle angesteuert wird.

Die AT-PS 314 583 und die CH-PS 525 332 zeigen Gleisstopfgeräte, die an einem endlosen Band oder an einer endlosen Kette angeordnet sind, wobei das Band bzw. die Kette in typischer Art eines Kettenfahrzeuges relativ zum Boden stillsteht.

Die DE-OS 19 23 762 beschreibt eine Anordnung mit einer Zwillingskupplung zwischen zwei Fahrzeugen, wobei die Bewegung zwischen den Kupplungen als Maß für den Schienenzustand angesehen wird.

Schließlich beschreibt die GB-PS 1 479 230 ein Seil- oder Drahtmeßsystem mit Instrumentenfahrzeugen und mit Klemmelementen, die eine Änderung der effektiven Länge des Seiles bzw. Drahtes ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßfahrzeug zu schaffen, bei dem die Notwendigkeit der Kompensierung von Fremdbeschleunigungskräften nicht mehr vorhanden ist

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrbahnmeßfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese Verbindung ein sich zwischen dem Zugfahrzeug und dem Instrumentenfahrzeug erstreckendes Verbindungselement und am Zugfahrzeug eine Totgangverbindung aufweist, wobei die Totgangverbindung drehbare Führungen, z. B. mindestens eine Walze oder mindestens ein Kettenrad, die bzw. das mit einer Geschwindigkeit proportional zur Geschwindigkeit des Zugfahrzeuges rotiert, und ein endloses Band oder eine endlose Kette, das bzw. die auf diesen Führungen läuft und durch die Walze bzw. das Kettenrad angetrieben ist, aufweist, wobei das Verbindungselement mit dem Band bzw. der Kette verbunden ist und die Länge von dem Band bzw. der Kette proportional zu dem Abstand ist, sodaß das Instrumentenfahrzeug, wenn sich das Zugfahrzeug kontinuierlich auf der Fahrbahn bewegt, automatisch in Zeitabständen zum Stillstand kommt und sich dazwischen um eine Strecke, die dem Abstand proportional ist, vorwärts bewegt.

Der Ausdruck Zugfahrzeug bedeutet in diesem Zusammenhang nicht nur ein Fahrzeug, daß das Instrumenten-fahrzeug tatsächlich zieht, sondern auch ein Fahrzeug, durch daß das Instrumentenfahrzeug geschoben wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung hervor, in der an Hand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung der Erfindung näher erläutert wird. Es zeigt: Fig. la bis ld schematisch die Beziehung zwischen den beiden Fahrzeugen gemäß einer ersten Ausführungsform; Fig. 2a bis 2c schematisch eine gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 abgeänderte Zugverbindung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Instrumentenfahrzeug in verschiedenen Stellungen; sowie die Fig. 3a bis 3d eine weitere abgeänderte Form einer Zugverbindung zu verschiedenen Zeitpunkten. Bei allen Ausführungs-foimen gemäß den Fig. 1 bis 3 wird das Zugfahrzeug kontinuierlich entlang der Fahrbahn bewegt.

In Fig. 1 erkennt man, daß das Zugfahrzeug (1) und das Instrumentenfahrzeug (2) auf einem Gleis (3) laufen. Das Instrumentenfahrzeug (2) trägt ein Inclinometer (4) in Form eines schwerkraftempfindlichen Gerätes, wie z. B. eines Beschleunigungsmessers, der über der Schiene angeordnet ist, auf welcher die Räder (5) an derselben Seite des Instrumentenfahrzeuges (2) laufen. Das Inclinometer (4) mißt die Ebene des Instrumentenfahrzeuges (2) und somit die Ebene des Gleises (3) unter Bezugnahme auf den Schwerkraftvektor (f - g) über die Meßlänge (d - e), die gleich dem Achsabstand des Instrumentenfahrzeuges (2) ist.

Das Zugfahrzeug (1) und das Instrumentenfahrzeug (2) werden durch eine starre Verbindungsstange (7) miteinander verbunden. Die Verbindungsstange (7) ist mit ihrem einen Ende schwenkbar bei (8) mit dem Instrumentenfahrzeug (2) verbunden, während ihr anderes Ende schwenkbar bei (9) mit einer Kette (10) verbunden ist, die auf Kettenrädern läuft, die an den Rädern (11) des Zugfahrzeuges (1) befestigt sind, und wobei der Durchmesser der Kettenräder der gleiche wie der Raddurchmesser ist. Die Länge der Kette (10) entspricht der Meßlänge (d - e), wobei die Zeichnung nicht maßstabgetreu ist. Demgemäß bewegt sich das Instrumentenfahrzeug (2) genau um die Länge (d - e), während die Kette (10) einen kompletten Umlauf durchführt.

Bewegt sich das Zugfahrzeug (1) mit einer Geschwindigkeit v vorwärts, so bleibt das Instrumentenfahrzeug (2) etwa während eines halben Kettenumlaufs an seinem Platz, wo nämlich der Verbindungspunkt (9), wie in -2-

AT394 173 B den Fig. la und lb gezeigt, gegenüber dem Gleis (3) nicht bewegt wird. Anschließend bewegt sich das Instrumentenfahrzeug (2) mit einer Geschwindigkeit 2v im wesentlichen über die andere Hälfte des Umlaufs, sodaß am Ende eines kompletten Umlaufs der Kette (10) das Zugfahrzeug (1) und das Instrumentenfahrzeug (2) wieder in derselben Lage zueinander sind wie zu Anfang der Bewegung. Dieser Umstand ergibt sich eindeutig aus den verschiedenen Umlaufphasen, die in den Fig. la bis ld dargestellt sind. Während der Stillstandsperiode des Instrumentenfahrzeuges (2) werden mittels des Inclinometers (4) Messungen durchgeführt und aufgezeichnet. Da während dieser Zeit auf das Instrumentenfahrzeug (2) keine Fremdbeschleunigungskräfte einwirken, muß auch keine entsprechende Kompensierung der erhaltenen Meßwerte durchgeführt werden. Da sich somit das Instrumentenfahrzeug (2) während der kontinuierlichen Vorwärtsbewegung des Zugfahrzeuges (1) absatzweise jeweils um eine Meßlänge weiterbewegt, können kontinuierlich untereinander zusammenhängende Meßwerte, betreffend Änderungen der Gleisneigung, erhalten werden.

Am Zugfahrzeug (1) ist ein Schalter (12) und an der Kette (10) eine Schalterbetätigung (13) vorgesehen, um sicherzustellen, daß die Messung vom Inclinometer (4) zum günstigsten Zeitpunkt durchgeführt wird, das heißt, fast am Ende der Stillstandsperiode, sodaß das Inclinometer (4) die größtmögliche Zeitspanne zur Verfügung hat, in seine Grundstellung zurückzukehren. Der Schalter (12) und die Schalterbetätigung (13) können auch dazu verwendet werden, ein Zählgerät zu betreiben, das ein Maß für die zurückgelegte Entfernung entlang des Gleises in Einheiten liefert, die der Meßlänge (d - e) entsprechen.

Das Zugfahrzeug (1) bzw. Schubfahrzeug kann mittels eines Motors oder von Hand aus bewegt werden, wobei die korrekte Funktion durch Änderung der Antriebsgeschwindigkeit nicht beeinflußt wird.

Zusätzlich kann ein weiterer, schwerkraftempfindlicher Beschleunigungsmesser quer am Instrumentenfahizeug (2) angebracht werden, sodaß gleichzeitig auch die Quemeigung der Ebene des Instrumentenfahrzeugs (2) und somit auch der Schiene gemessen werden kann, sodaß nicht nur die Quemeigung, sondern auch die Längsneigung der entsprechenden Schiene bestimmt werden kann.

Weiterhin kann noch ein Meßsystem in Form von einem oder mehrerer Potentiometer (14) vorgesehen werden, die auf dem Zugfahrzeug (1) oder dem Instrumentenfahrzeug (2) angeordnet sind und einen Gleitkontakt aufweisen, der über ein den Schienenkopf berührendes Abfühlrad (15) betätigt wird, sodaß die Größe (n) entweder kontinuierlich während der Vorwärtsbewegung des Instrumentenfahrzeugs (2) gemessen wird oder an allen Punkten über die Länge der Meßstrecke (d - e), während sich das Instrumentenfahrzeug (2) im Stillstand befindet, sodaß die Gestalt der Schiene innerhalb der Länge der Meßstrecke (d - e) entweder in digitaler oder in graphischer Form wiedergegeben werden kann.

Wenn ein Gyroskop am Instrumentenfahrzeug (2) angebracht wird, können gleichzeitig auch sowohl die Krümmung als auch die Gleislinie gemessen werden. Weiterhin kann auf dem Instrumentenfahrzeug (2) auch ein Meßgerät für den Schienenabstand angeordnet weiden.

Sowohl das Zugfahrzeug (1) als auch das Instrumentenfahizeug (2) können vorteilhaft mit einer Einrichtung zum Markieren der Schienen ausgestattet sein, z. B. zum Versprühen eines Farbaerosols, wobei zu diesem Zweck der Schalter (12) verwendet werden kann, sodaß die anschließende Auffindung der Gleisabschnitte erleichtert wird, bezüglich derer durch das Meßsystem geometrische Fehler gemessen worden waren.

Ist das Instrumentenfahrzeug (2) mit einer automatischen Meßwertspeicherung ausgestattet, kann das aus dem Zugfahrzeug (1) und dem Instrumentenfahizeug (2) bestehende Fahrbahnmeßfahrzeug durch einen Mann bedient werden, der die Einheit einfach schiebt oder zieht. Da kein Bedienungsfehler auftreten kann, ist kein geschulter Bedienungsmann nötig. Weiterhin werden die Meßwerte in einer Form erhalten, in der sie leicht verarbeitbar sind, und es ist keine gesonderte Längenmessung am Gleis nötig.

Als Alternative zur Kette (10) kann auch ein endloses Band vorgesehen sein, das rutschfrei auf mit den Rädern (11) verbundenen Walzen umläuft.

Als weitere Abänderung kann die Kette (10) oder das Band auf Kettenrädern oder Walzen umlaufen, von denen eine den gleichen Durchmesser wie die Räder (11) aufweist und durch eines dieser Räder angetrieben wird. Das andere Kettenrad bzw. die andere Walze kann in einfacher Weise frei laufen und auch jeden gewünschten Durchmesser haben.

Um das Instrumentenfahrzeug (2) zumindest während des Zeitpunktes einer Inclinometermessung vollständig gegenüber Schwingungen abzuschirmen, die durch das Zugfahrzeug auf das Instrumentenfahrzeug übertragen werden, kann in der Zugverbindung ein Mechanismus eingebaut sein, der zum gewünschten Zeitpunkt das Zugfahrzeug automatisch vom Instrumentenfahrzeug trennt und anschließend die Verbindung wieder herstellt. Ein derartiger Mechanismus ist in Fig. 2 gezeigt.

Aus Fig. 2 erkennt man, daß die Verbindungsstange (7) an ihrem dem Zugfahrzeug (1) abgewandten Ende mit einem Rad (21) versehen ist, über das sie auf einer der Schienen des Gleises (3) aufruht. Das Instrumentenfahrzeug (2) ist über eine elektromagnetisch betätigte Kupplung (22) mit der Verbindungsstange (7) verbunden, welche an Stelle der schwenkbaren Verbindung bei (8) in Fig. 1 vorgesehen ist Die Kupplung (22) weist einen Kupplungszapfen (23) auf, der den Kern des Elektromagneten darstellt und in senkrechter Richtung in ein Kupplungsauge (24) hinein und aus diesem herausbewegt werden kann, das in einem sich vom Instrumentenfahrzeug (2) wegerstreckenden Kupplungsbügel (25) gehalten ist. Der Kupplungszapfen (23) ist gleitbar innerhalb einer Solenoidspule (26) untergebracht und durch eine Feder (27) nach oben im Eingriff mit dem Kupplungsauge (24) gehalten. Die Solenoidspule (26) erhält Spannung über einen Schalter (29) aus einer elektrischen Span- -3-

Claims (6)

1. AT394 173 B nungsquelle (28). Wird, wie in Fig. 2c gezeigt, der Schalter (29) geschlossen, erhält die Solenoidspule (26) Spannung, und der Kupplungszapfen (23) wird entgegen der Vorspannung der Feder (27) aus dem Kupplungsauge (24) zurückgezogen, sodaß das Instrumentenfahrzeug (2) nicht mit dem Zugfahrzeug (1) verbunden ist. Ist der Schalter (29) offen, so erhält die Solenoidspule (26) keine Spannung, und der Kupplungszapfen (23) steht im Eingriff mit dem Kupplungsauge (24), wie dies in den Fig. 2a oder 2b gezeigt ist, sodaß das Instrumentenfahrzeug (2) mit dem Zugfahizeug (1) verbunden ist. Vergleicht man den Zustand der elektromagnetisch betätigten Kupplung (22) gemäß Fig. 2 mit der Stellung des Zugfahrzeuges (1) relativ zum Instrumentenfahrzeug (2) in Fig. 1, so erkennt man, daß der in Fig. 2b dargestellte Zustand der Fahrzeugstellung dem von Fig. la entspricht, d. h. jenem Zeitpunkt, wo der Schalter (29) betätigt werden soll, um das Zurückziehen des Kupplungszapfens (23) zu bewerkstelligen. Der in Fig. 2c dargestellte Zustand, d. h. jener Zustand, wo die Messungen durchgeführt werden, entspricht der gegenseitigen Stellung der Fahrzeuge zwischen den Stellungen gemäß den Fig. la und lb, und der Zustand gemäß Fig. 2a entspricht der Stellung der Fahrzeuge gemäß den Fig. lc und ld. Der Fortsatz (23a) des Kupplungszapfens (23) stellt eine Notverbindung zwischen dem Zugfahrzeug (1) und dem Instrumentenfahrzeug (2) in dem in Fig. 2c gezeigten Zustand der Kupplung (22) dar, für den Fall, daß die Energiezufuhr ausfallen sollte. Die abfallende Schulter (23b) führt den Kupplungszapfen (23) in das Kupplungsauge (24) ein, für den Fall, daß eine kleine Relativverschiebung in Horizontalrichtung zwischen dem Kupplungszapfen (23) und dem Kupplungsauge (24) nach dem Auskuppeln eingetreten sein sollte. In Fig. 3 ist ein zweiter Auskuppelmechanismus gezeigt, durch den das Instrumentenfahrzeug (2) vom Zugfahrzeug (1) abgekuppelt werden kann, für den Zeitraum, wo eine Inchnometermessung durchgeführt werden soll. In Fig. 3 sind entsprechende Bezugszeichen, wie in Fig. 1 zur Bezeichnung entsprechender Bauteile, verwendet Das Zugfahrzeug (1) ist mit dem Instrumentenfahrzeug (2) über die Verbindungsstange (7) verbunden, die an einem Ende bei (9) schwenkbar mit der Kette (10) verbunden ist, während ihr anderes Ende mit dem Instrumentenfahrzeug (2) in Verbindung steht An Stelle der schwenkbaren Verbindung mit dem Instrumentenfahizeug (2) gemäß Fig. 1 ist hier eine lösbare Hakenkupplung (41) verwendet Am Zugfahrzeug (1) ist eine erhöhte Plattform (42) vorgesehen, die sich vom hinteren Ende des Zugfahrzeuges (1) über eine gewisse Strecke entlang des Zugfahrzeuges (1) erstreckt. An ihrem vorderen Ende weist die Plattform (42) eine Rampe (43) auf. Mit der Verbindungsstange (7) ist ein Arm (44) starr verbunden und erstreckt sich von der Verbindungsstange (7) weg nach oben. An seinem oberen Ende weist der Arm (44) ein Mitnehmerrad (45) auf, welches beim Auflaufen auf die Rampe (43) auf der Plattform (42) die Verbindungsstange (7) um ihre schwenkbare Verbindung bei (9) anhebt, wobei die Hakenkupplung (41) ausgehängt und somit das Instrumentenfahrzeug (2) vom Zugfahrzeug (1) getrennt wird. Die Anordnung der Rampe (43) am Zugfahrzeug (1) ist so, daß das Mitnehmerrad (45) gleich nach dem Verbindungspunkt (9) aufzulaufen beginnt, somit gleich nach dem Zeitpunkt, wo das Instrumentenfahrzeug (2) in Bezug auf die Fahrbahn zum Stillstand gekommen ist, d. h. gleich nach der in Fig. 3a gezeigten Stellung. Während das Fahrzeug (1) seine Vorwärtsbewegung fortsetzt, läuft das Mitnehmerrad (45) entlang der Plattform (42), bis es endlich von seinem hinteren Ende abrollt, wie in Fig. 3c gezeigt, und die Hakenkupplung (41) wieder einkuppelt. Wenn sich der Verbindungspunkt (9) wieder relativ zur Fahrbahn vorwärts bewegt, ist die Stellung der Verbindungsstange (7) so, daß die Hakenkupplung (41) eingekuppelt bleibt, sodaß eine Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs (2) ermöglicht wird. Während dieser Zeit passiert das Mitnehmerrad (45) die Plattform (42) in einer gewissen Höhe oberhalb dieser Plattform (42), wie in Fig. 3d gezeigt, und gelangt zum vorderen Ende des Instrumentenfahrzeuges (2). Dann beginnt es wiederum, sich rückwärts zu bewegen, und es wird in einem vor der Rampe (43) liegenden Punkt auf das Zugfahrzeug (1) abgesenkt, während der Verbindungspunkt (9) auf der Kette (10) sich nach unten über das vordere Kettenrad bewegt und endlich die Stellung gemäß Fig. 3a wieder erreicht. PATENTANSPRÜCHE 1. Fahrbahnmeßfahrzeug, das ein Zugfahrzeug, dessen Gewicht von der Fahrbahn aufgenommen wird, ein Instrumentenfahrzeug, dessen Gewicht von der Fahrbahn an zwei Positionen aufgenommen wird, die voneinander einen Abstand in Längsrichtung des Instrumentenfahizeuges haben, also insbesondere ein zweiachsiges Räderfahrzeug, und eine Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug und dem Instrumentenfahrzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbindung ein sich zwischen dem Zugfahrzeug (1) und dem Instrumentenfahrzeug (2) -4- AT 394 173 B erstreckendes Verbindungselement (7) und am Zugfahrzeug (1) eine Totgangverbindung aufweist, wobei die Totgangverbindung drehbare Führungen, z. B. mindestens eine Walze oder mindestens ein Kettenrad, die bzw. das mit einer Geschwindigkeit proportional zur Geschwindigkeit des Zugfahrzeuges (1) rotiert, und ein endloses Band oder eine endlose Kette (10), das bzw. die auf diesen Führungen läuft und durch die Walze bzw. das Kettenrad angetrieben ist, aufweist, wobei das Verbindungselement (7) mit dem Band bzw. der Kette (10) verbunden ist und die Länge von dem Band bzw. der Kette (10) proportional zu dem Abstand ist, sodaß das Instrumentenfahrzeug (2), wenn sich das Zugfahrzeug kontinuierlich auf der Fahrbahn bewegt, automatisch in Zeitabständen zum Stillstand kommt und sich dazwischen um eine Strecke, die dem Abstand proportional ist, vorwärts bewegt
2. 2. Fahrbahnmeßfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugfahrzeug (1) einen Schalter (12) und das Band oder die Kette (10) eine Schalterbetätigung (13) aufweist wobei bei Betätigung des Schalters (12) über die Schalterbetätigung (13) ein Meß- und Aufzeichenvorgang der Instrumente auf dem Instrumentenfahrzeug (2) ausgelöst wird.
3. 3. Fahrbahnmeßfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterbetätigung (13) an einer Stelle auf dem Band oder der Kette (10) angeordnet ist, daß der Schalter (12) gegen Ende der jeweiligen Stillstandsperiode des Instrumentenfahrzeuges (2) betätigt wird.
4. 4. Fahrbahnmeßfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Zugfahrzeug (1) und dem Instrumentenfahrzeug (2) eine lösbare Kupplung (22; 41) umfaßt, wodurch das Instrumentenfahrzeug (2) vom Zugfahrzeug (1) während eines Teiles jeder Stillstandsperiode des Instrumentenfahrzeuges (2) abkuppelbar ist
5. 5. Fahrbahnmeßfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Kupplung (22) elektromagnetisch betätigbar ist, wobei die Kupplung (22) gelöst ist, wenn die Solenoidspule (26) unter Spannung steht.
6. 6. Fahrbahnmeßfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Kupplung eine Hakenkupplung (41) ist, die zwischen einem Ende der Verbindungsstange (7) und dem Instrumentenfahrzeug (2) angeordnet ist, wobei der Betätigungsmechanismus für die Hakenkupplung (41) eine mit einer Rampe (43) versehene Plattform (42) auf dem Zugfahrzeug (1) aufweist, wobei ein Mitnehmer, z. B. ein Mitnehmerrad (45), auf der Verbindungsstange (7) angeordnet ist, so daß die Verbindungsstange (7) zum Öffnen der Kupplung bewegt wird, wenn der Mitnehmer während der Bewegung des Zugfahrzeuges (1) und des gleichzeitigen Stillstandes des Instrumentenfahrzeuges (2) auf die Plattform (42) zu bewegt wird. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -5-