AT413555B - Einrichtung zum feststellen des abstandes zwischen zwei gegenständen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Feststellen des Abstandes zwischen zwei Gegenständen unter vorbestimmbarer Belastung und/oder deren dabei auftretenden Verformungen, insbesondere für Schienenköpfe einer Gleisanlage. 5 Durch das erhöhte Transportaufkommen im Personen- und Güterverkehr tendiert die Entwicklung zu Zügen mit hohen Verkehrsgeschwindigkeiten (z.B. TGV, ICE, Die hohe Geschwindigkeit des Schienenverkehrs und die dabei auftretenden Beanspruchungen stellen dadurch einerseits hohe Anforderungen an das Fahrwerk und andererseits auch hohe Anforderungen an die Qualität der Gleisanlage. 10

Um diese hohen Anforderungen und die damit verbundenen Sicherheitsnormen zu erfüllen, ist es notwendig, die Gleisanlage vor der Freigabe für den Schienenverkehr in bestimmten örtlichen Abständen mit einem Kalibriervorgang zu belasten. Dazu ist es erforderlich, an jeder Kalibrierstelle unterschiedliche Kräfte in vertikaler und horizontaler Richtung in vorgegebenen 15 Zeitabläufen in den Gleiskörper einzuleiten.

Aus der US-A - 1,003,886 ist es bekannt, einen Abstand zwischen zwei Schienen eines Gleises festzustellen, indem ein Grundrahmen über jeweils ein Rad an jeweils einer Schiene abstützbar ist. Die beiden Räder werden mittels einer Feder seitlich gegen die Schienen gepreßt, und es 20 kann an einer Anzeigevorrichtung ein zu großer Abstand der Schienen festgestellt werden. Nachteilig ist hierbei, daß die bekannte Einrichtung stets mit dem Gewicht des Wagens, an dem sie angebracht ist, belastet wird, zumal der Grundrahmen selbst die mit den Schienenköpfen in Kontakt gelangenden Räder trägt. Die Aufbringung einer vorbestimmbaren Prüflast in vertikaler und/oder horizontaler Richtung ist hiermit nicht möglich. 25

Um die Überprüfung der Sicherheitsnormen durch einen bestimmten Kalibriervorgang an bestimmten Stellen des Gleisabschnittes durchzuführen, wird derzeit folgende bekannte Vorrichtung verwendet: 30 Die für den Kalibriervorgang erforderliche Horizontalkraft wird mit einem manuell betätigten Hydraulikzylinder, der in einer Stahlrahmenkonstruktion befestigt ist, aufgebracht. Die Rahmenkonstruktion ist nicht mit einem Waggon verbunden und muß manuell vom Bedienungspersonal vor Beginn eines jeden Kalibriervorganges auf der Gleisanlage positioniert werden. Dieser zeitaufwendige manuelle Positioniervorgang des Rahmens unter dem Waggon auf dem Gleis-35 körpers ist mit erheblichen Gefahren für die Bedienmannschaft verbunden, da hierzu nur der beschränkte Raum zwischen Waggon und Gleisanlage zur Verfügung steht.

Die lose Stahlrahmenkonstruktion ist allerdings so ausgeführt, dass hiermit nicht alle kinematischen Lichträume entlang der Gleisanlage kalibriert werden können. Nicht kalibrierbar sind 40 auch Gleisabschnitte, die Weichen, Signalanlagen oder andere bauliche Ausführungen im Lichtraum (z. B. befahrbare Gleisanlagen, „versenkte Gleise“) enthalten. Die dem Stand der Technik entsprechende Kalibriervorrichtung kann keine Kalibriervorgänge an befahrbaren Gleisanlagen, Gleisabschnitten mit Weichen, Signalen etc., die sich zwischen den Schienen der Gleisanlage befinden, durchführen. Ihre Anwendbarkeit ist deshalb sehr stark beschränkt und 45 bezieht sich nur auf Gleisanlagen, die die oben genannten Merkmale nicht aufweisen.

Die für den Kalibriervorgang erforderliche Vertikalkraft wird ebenfalls mit einem manuell betätigten hydraulischen Zylinder aufgebracht. Für die zeitaufwendige Positionierung des losen Hydraulikzylinders vor jedem Kalibriervorgang steht ebenfalls nur der beschränkte Raum zwischen so Waggon und Gleiskörper für das Bedienpersonal zur Verfügung. Die Abstützung des vertikalen Hydraulikzylinders erfolgt lose nach unten auf die Gleisanlage über die Stahlrahmenkonstruktion und nach oben lose gegen ein Widerlager, welches über eine Klemmvorrichtung mit dem Waggon verbunden ist. Eine erhebliche Unfallgefahr besteht beim manuellen Aufbringen der Vertikalkraft, wenn die Kraftwirkungslinie von der vertikalen Richtung abweicht, da hierdurch 55 das am Waggon mittels einer Schraubverbindung befestigte Widerlager in Form eines U-Tägers 3

AT 413 555 B unvorhersehbar losgelöst und weggeschleudert werden kann und dadurch eine erhebliche Unfallgefahr für das Bedienpersonal darstellt.

Durch die zeitaufwendige Aufrüstung und Positionierung der Kalibriervorrichtung und den hohen 5 manuellen Bedienungsbedarf sowie den langsamen Kalibriervorgang können maximal zwei Kalibriervorgänge pro Stunde durchgeführt werden.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der es möglich ist, io unter einer genau vorgegebenen Belastung der zu vermessenden Gegenstände, die auch von Null ansteigend bis zu einem Maximum festgelegt werden können soll, zu vermessen, wobei die Krafteinleitung genau definiert werden kann und die Messung in kurzer Zeit und ohne Gefährdung des Bedienungspersonals der Einrichtung durchführbar ist. 15 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst: - einen Grundrahmen, gleichzeitig abstützbar an jeweils einem der Gegenstände, - zwei gegenüber dem Grundrahmen mittels eines Kraftgerätes verstellbaren und mit an den Gegenständen unabhängig von der Abstützung des Grundrahmens zur Anlage gelangenden 20 und gegen diese mit der vorbestimmbaren Belastung bewegbaren bzw. pressbaren Druckbacken.

Eine einfache Konstruktion der Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbacken jeweils an einem gegenüber dem Grundrahmen schwenkbeweglichen Hebel vorgesehen sind, 25 der mittels der Krafteinrichtung bewegbar ist, wobei vorteilhaft beide Hebel mittels eines einzigen Kraftgerätes, das sich an beiden Hebeln abstützt, schwenkbeweglich sind und wobei weiters zweckmäßig mindestens einer der Hebel in der Schwenkbewegung durch Anschläge, Federn etc., begrenzt ist. 30 Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden zu vermessenden Gegenstände mittels einer Druckeinrichtung gegen eine Unterlage pressbar, wobei zweckmäßig die Druckeinrichtung unter Entlastung der zu vermessenden Gegenstände mit einem Hubmittel zum Aufheben des Grundrahmens zwecks dessen Fortbewegung zu anderen zu vermessenden Gegenständen bzw. zu anderen Stellen der zu vermessenden Gegenstände, ausgestattet ist. 35

Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 jeweils eine erfindungsgemäße Einrichtung in Seitenansicht, zum Teil geschnitten, zeigen, u.zw. in Anwendung für beliebige Gegenstände (Fig. 1) und für Gleisanlagen (Fig. 2). 40

Die Erfindung dient mit besonderem Vorteil zum Feststellen des Abstandes A von Schienen einer Gleisanlage. Selbstverständlich kann diese Einrichtung auch zum Feststellen des Abstandes A zweier beliebiger Gegenstände dienen. Wesentlich ist, daß auf die Gegenstände sowohl eine vertikale Kraft als auch eine seitliche Kraft aufgebracht werden kann und der Abstand A 45 nach Aufbringung dieser Kräfte bestimmt werden kann.

Die Einrichtung weist einen Rahmen 1 auf, der beispielsweise von einem Waggonrahmen gebildet sein kann oder als gegenüber einem Waggonrahmen in verschiedenen Positionen fixierbarer Rahmen ausgebildet ist. An diesem Rahmen 1 stützen sich in einer Position oberhalb der so zu vermessenden Gegenstände 2, 3, wie z.B. Schienen einer Gleisanlage, Druckmittelzylinder 4 ab, deren freie Kolbenenden 5 an den zu vermessenden Gegenständen 2, 3 zwecks Aufbringung von vertikal auf die zu vermessenden Schienen 2, 3 wirkenden Kräften zur Anlage gelangen. Die Kolbenstangen 6 durchragen jeweils einen Grundrahmen 7, sodaß der Grundrahmen entlang der Kolbenstangen 6 bewegbar ist. Der Grundrahmen 7 stützt sich über Abstützmittel 8 55 ebenfalls an den zu vermessenden Gegenständen 2, 3 ab. 4

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Am Grundrahmen 7 sind seitlich der zu vermessenden Gegenstände 2, 3 Hebel 9 schwenkbar gelagert, die über ein Kraftgerät 10 seitlich gegen die zu vermessenden Gegenstände 2, 3 preßbar sind. Dieses Kraftgerät 10 kann beispielsweise auch als Druckmittelzylinder ausgebildet sein. Die Hebel 9 tragen definierte Druckbacken 11 an ihren frei beweglichen Enden, mit 5 denen sie an den zu vermessenden Gegenständen 2, 3 zur Anlage gelangen. Durch die besondere Ausführung der Druckbacken 11 wird ein etwa punktförmiges Einleiten der aufzubringenden Kräfte in die Schienen 2, 3 gewährleistet.

Federn 12 zwischen dem Grundrahmen 7 und dem Kraftgerät 10, d.h. dessen Zylinder bzw. io dessen Kolben, dienen zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Hebel 9.

Der Grundrahmen 7 selbst ist durch Betätigen der Druckmittelzylinder 4 aus der in Fig. 1 dargestellten Meßposition nach Lösen der Druckbacken 11 von den zu vermessenden Gegenständen 2, 3 hebbar, sodaß der Waggon, der die Einrichtung trägt, an eine andere Stelle der zu vermes-15 senden Gegenstände 2, 3 bewegt werden kann und dort erneut eine Messung durchführen kann.

Die beiden Hebel 9 sollen für eine optimale Krafteinleitung stets senkrecht stehen. Hierzu ist vorteilhaft an einem Hebel ein Anzeigestab 13 vorgesehen, der eine optische Kontrolle der 20 Vertikalstellung ermöglicht. Zur Einstellung der Spurweite dienen am Grundrahmen 7 vorgesehene Einstellhilfen 14, die seitlich gegen die Innenseiten der Schienenköpfe der Schienen 2, 3 bzw. der zu vermessenden Gegenstände 2, 3 zur Anlage gelangen können, wenn die richtige Spurweite - bei senkrecht stehenden Hebeln 9 - eingestellt ist. Eine Verstellung auf unterschiedliche Spurweiten ist beispielsweise durch Verändern des Abstandes der Anlenkstellen 15 der 25 Hebel 9 am Grundrahmen 7 leicht bewerkstelligbar, was durch den Doppelpfeil 16 veranschaulicht ist. Hierbei sind auch die Druckmittelzylinder 4 zu verstellen (siehe Doppelpfeil 17), zumindest ist einer von ihnen zu verstellen.

Um die Kalibriervorgänge auch im Gleisbogen durchführen zu können, ist die erfindungsgemä-30 ße Einrichtung mit einer separaten Rahmenkonstruktion 1' ausgestattet, welche nach dem Lösen einer Fixiervorrichtung die radiale Positionierung der Einrichtung gegenüber dem Rahmen 1 in Richtung des Doppelpfeiles 18 ermöglicht, und der hängend z.B. mit einem Waggon verbunden ist. Die erforderliche radiale Positionierung der Kalibriervorrichtung im Gleisbogen erfolgt durch das Verschieben des oberen Rahmens 1' nach dem Lösen der Fixiervorrichtung, 35 wobei vorzugsweise der Rahmen 1' auf einer Montagehilfe 1" gleitend geführt ist.

Alle Druckmittelzylinder können durch Zahnstangen, Stellspindeln etc. ersetzt werden.

Nachfolgend ist eine Durchführung einer Kalibrierung für Schienen 2, 3 beschrieben: 40

Die Kalibriervorrichtung ist an einem Waggon montiert, der zur Aufnahme der Reaktionskräfte mit einer entsprechenden Last von z.B. 20 t beladen ist. Der Waggon wird an der zu kalibrierenden Stelle der Gleisanlage eingebremst, die Kalibriervorrichtung wird per Fernsteuerung, beispielsweise hydraulisch, abgesenkt, sodass sich der Grundrahmen 7 über die Abstützmittel 8 45 am Gleiskörper abstützt. Die radiale Einrichtung der Kalibriervorrichtung und die Anpassung an die Spurweite erfolgt vorher wie oben beschrieben.

Bei dem gewählten Kalibriervorgang für eine vordefinierte Stelle an der Gleisanlage wird zuerst die Vertikalkraft FQ=100kN pro Druckmittelzylinder 4 aufgebracht und für eine bestimmte Zeit-50 spanne von 30 Sekunden konstant gehalten. Dazu werden elektrohydraulische Ventile für die beiden Druckmittelzylinder 4 per Drucktaster einer Fernsteuerung solange angesteuert, bis das Druckmanometer einen Druck von p=198,94 bar anzeigt. Eine Kontrolle der in den Gleiskörper eingeleiteten Vertikalkraft kann durch einen Kraftaufnehmer am Druckmittelzylinder 4 erfolgen. 55 Nach einer bestimmten Zeitspanne wird über das horizontale Kraftgerät 10 das Hebelsystem im 5

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Grundrahmen 7 aktiviert und durch die Druckbacken 11 eine Horizontalkraft Fy=50kN in den Gleiskörper eingeleitet und eine bestimmte Zeitspanne lang konstant gehalten.

Dazu wird das horizontale Kraftgerät 10 im Grundrahmen 7 per Drucktaster einer Fernsteue-5 rung solange angesteuert, bis das Druckmanometer einen Druck von p=66,34 bar anzeigt. Eine Kontrolle der in den Gleiskörper eingeleiteten Horizontalkraft kann durch einen Kraftaufnehmer am horizontalen Kraftgerät 10 erfolgen. Die eingeleitete Kraft greift in etwa punktförmig an und wirkt in horizontaler Richtung (quer zur Fahrtrichtung gesehen) auf den Gleiskörper. Die Stellung der Hebel 9 im Grundrahmen 7 wird mit dem Anzeigestab 13 auf eine rechtwinkelige Aus-io richtung kontrolliert.

Nach Messung wird das Kraftgerät 10 per Drucktaster der Fernsteuerung entlastet, danach erfolgt die Entlastung der beiden Druckmittelzylinder 4. Der Grundrahmen 7 der Kalibriervorrichtung wird zum Verfahren des Waggons zur nächsten Kalibrierstelle durch die beiden Druckmit-15 telzylinder 4 über an deren Kolbenstangen 6 angeordnete Mitnehmer 19 angehoben. Nach dem Verfahren des Waggons zur nächsten Kalibrierstelle an der Gleisanlage kann der Kalibriervorgang erneut durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß ist durch die konstruktive Ausführung der Kalibriervorrichtung in demontierba-20 re Baugruppen eine Montage und Demontage innerhalb eines kurzen Zeitraumes möglich.

Ein wesentlicher spezifischer Vorteil dieser erfinderischen Anwendung der Kalibriervorrichtung ist das Einleiten von horizontalen und vertikalen Kräften an einer vordefinierten und zunächst unbelasteten Stelle der Gleisanlage. 25

Die angebaute Kalibriervorrichtung ist sofort betriebsbereit. Für das Bedienungspersonal wird ein sicherer Betrieb der Kalibriervorrichtung außerhalb des Gefahrenbereiches gewährleistet. Die Bedienung der Kalibriervorrichtung für die gesamte zu kalibrierende Gleisstrecke kann mit nur einer einzigen Bedienungsperson durchgeführt werden. 30

Die derzeit nach dem Stand der Technik bekannte und eingangs beschriebene Kalibriermethode ermöglicht maximal zwei Kalibriervorgänge pro Stunde und erfordert im Gefahrenbereich der Kalibriervorrichtung einen Bedienungsaufwand von mehr als einer Person. Durch die erfindungsgemäße konstruktive Ausführung der Kalibriervorrichtung sind mehr als 25 Kalibriervor-35 gänge pro Stunde erzielbar, wobei auch ein Dauerbetrieb der Kalibriervorrichtung möglich ist. Durch die mit der vorliegenden Kalibriervorrichtung hohe Anzahl von durchgeführten Kalibrierzyklen (mehr als 25 Zyklen pro Stunde) im Vergleich zu den bisher möglichen zwei pro Stunde kann eine schnellere Freigabe des Gleisabschnittes erfolgen. 40 In diesem Zusammenhang werden die ökonomischen Vorteile der Kalibriervorrichtung besonders deutlich erkennbar, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß beispielsweise eine Sperre des Tunnels mit einem zu kalibrierenden Gleisabschnitt Kosten in der Höhe von EUR 100.000,-- pro Tag verursacht. Die Herstellkosten für eine erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung sind niedrig im Vergleich zum Einsparpotential aufgrund der schnelleren Durchführung 45 der Kalibriervorgänge für einen bestimmten Gleisabschnitt.

Der Gleisabschnitt kann mit dieser Kalibriervorrichtung an jeder beliebigen Stelle unter Einhaltung eines Lichtraumes kalibriert werden, wie dies beispielsweise für Gleisabschnitte mit Einbauten, wie Weichen, Signalen und befahrbare Gleisanlagen erforderlich ist. Die derzeit nach so dem Stand der Technik verwendete Kalibriervorrichtung kann nicht jeden beliebigen Gleisabschnitt kalibrieren, insbesondere nicht Gleisabschnitte mit Weichen, Signalen und befahrbare Gleisanlagen. 55

Claims (6)

1. 6 AT 413 555 B Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Feststellen des Abstandes (A) zwischen zwei Gegenständen (2, 3) unter vorbestimmbarer Belastung und/oder deren dabei auftretenden Verformungen, insbeson- 5 dere für Schienenköpfe einer Gleisanlage, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: - einen Grundrahmen (7), gleichzeitig abstützbar an jeweils einem der Gegenstände (2, 3), - zwei gegenüber dem Grundrahmen (7) mittels eines Kraftgerätes (10) verstellbaren und io mit an den Gegenständen (2, 3) unabhängig von der Abstützung des Grundrahmens (7) zur Anlage gelangenden und gegen diese mit der vorbestimmbaren Belastung bewegbaren bzw. pressbaren Druckbacken (11).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbacken (11) jeweils 15 an einem gegenüber dem Grundrahmen (7) schwenkbeweglichen Hebel (9) vorgesehen sind, der mittels des Kraftgerätes (10) bewegbar ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hebel (9) mittels eines einzigen Kraftgerätes (10), das sich an beiden Hebeln (9) abstützt, schwenkbeweg- 20 lieh sind.
4. 4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Hebel (9) in der Schwenkbewegung durch Anschläge, Federn (12) etc., begrenzt ist. 25
5. 5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu vermessenden Gegenstände (2, 3) mittels einer Druckeinrichtung (4) gegen eine Unterlage pressbar sind.
6. 6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung (4) unter Entlastung der zu vermessenden Gegenstände (2, 3) mit einem Hubmittel (4, 19) zum Aufheben des Grundrahmens (7) zwecks dessen Fortbewegung zu anderen zu vermessenden Gegenständen (2, 3) bzw. zu anderen Stellen der zu vermessenden Gegenstände (2, 3), ausgestattet ist. 35 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 40 45 50 55