Einrichtung zur Steuerung von Schottertrasse-Baumaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung von Schotterstrasse-Baumaschinen in genauer Höhe und Richtung mit Hilfe gebündelter Strahlen.
Für die Höhe der Verkehrsgeschwindigkeit der auf einem Gleis fahrenden Reisezüge ist eine einwandfreie und stabile Gleislage in der Höhe und Richtung von grundlegender Bedeutung und ihre dauerhafte Lage wiederum ist abhängig von der mehr oder weniger gleichmässigen Verdichtung der Schotterstrasse. Bei Er neuerungs- oder Unterhaltungsarbeiten wird die Gleislage entsprechend den an der Strecke eingebauten Vermar- kungspunkten ausgerichtet.
An zweigleisigen Strecken sind die Vermarkungspunkte allgemein in der Mitte ziwschen den beiden Gleisen in die Unterbaukrone eingelassen Lind ragen über das Schotterbett hinaus, während sie bei eingleisigen Strecken auf einer Seite so dicht wie möglich neben dem Gleis oder zwischen den Schienen in den Unterbau eingelassen sind. Dieser Stand ort ist erforderlich, weil durch die Einwirkung des Zugverkehrs sehr oft noch Senkungen sowie bei eingleisi gen Strecken auch Wanderungen der oberen Sandschich ten nach aussen erfolgen. Ausserdem sollen durch die geringe Entfernung der Vermarkungspunkte zum Gleis möglichst Messfehler vermieden werden.
Bei Instandhaltungs- und Erneuerungsarbeiten wer den die Gleise nach den Vermarkungspunkten mit Hilfe moderner Stopfmaschinen, die entweder halb- oder voll automatisch arbeiten, ausgerichtet, indem in Arbeitsrich tung vor der Stopfmaschine Hochpunkte des Gleises geschaffen werden, die der Sollgleislage entsprechen. Auf diesen Hochpunkten wird ein Vorwagen aufgestellt, der der Stopfmaschine von Hochpunkt zu Hochpunkt vor ausläuft und von dem aus die Stopfmaschine über Spanndrähte oder optisch gebündelte Lichtstrahlen und elektronische Empfangs- und Steuereinrichtungen gesteu ert wird.
Da jedoch bei den bisher bekannten Strahlungs quellen auch bei bester Optik der Strahlenverlauf nicht parallel verläuft, sondern einen, wenn auch kleinen Winkel bildet, wird sich bei der Annäherung der Stopf maschine an die Strahlungsquelle eine Veränderung der Empfangsgenauigkeit ergeben, die auf die Nivellierung des Gleises einen ungünstigen Einfluss ausübt. Deshalb ist man wieder auf die teilweise manuelle Steuerung zurückgekehrt. Über jeder Schwelle wird die Gleislage gemessen und auf der Schwelle vermerkt, um welchen Betrag sie bis zur Sollgleislage zu heben ist. Der Vorwa gen mit der Strahlungsquelle wird dann mit einem Mann besetzt, der ihn durch ein Drahtseil als Richtmass in einem immer gleichbleibenden Abstand von der Stopfma schine hält.
Dabei hat der Fahrer des Vorwagens noch die Aufgabe, die Höhenstellung der Strahlungsquelle um den Betrag zu korrigieren, der auf der jeweils unter ihr befindlichen Schwelle vermerkt ist.
Es ist aber auch bekannt, dass die Verdichtungswir kung der meisten Stopfmaschinen in Anbetracht der erhöhten Anforderungen seitens des modernen Reisezug- und Güterzugverkehrs nicht mehr ausreichend ist und deshalb ihre Verwendung in einigen Ländern abgelehnt wird. Die unzureichende Verdichtungswirkung der Stopf maschine ist besonders dann nachteilig, wenn vor einer Gleiserneuerungsarbeit eine Reinigung des ganzen Schot terbettes vorgenommen wurde und der Schotte in seiner ganzen Tiefe aufgelockert ist.
Es ergeben sich schon nach geringer Betriebszeit Gleisabsenkungen, die in bestimm ten kurzen Zeitabständen ein mehrmaliges Nachstopfen und Anheben des Gleises auf seine Sollage erfordern, so dass erst nach längerer Betriebszeit das Gleis mit voller Zuggeschwindigkeit befahren werden kann.
Zur Vermeidung dieser nachteiligen und aufwendigen Erscheinungen bei der Verwendung von Stopfmaschinen sind Gleisbauverfahren entwickelt worden, die ein Stop fen mit Maschinen überflüssig machen. Es werden dabei die später für das Gleis bestimmten Schienen beiderseits des Gleisverlaufes auf höhen- und seitenverstellbaren Schraubspindelböcken zu einem Lehrschienengleis mit erweiterter Spur verlegt und nach den Vermarkungs- punkten in der Höhe und Richtung so ausgerichtet, wie das Gleis später liegen soll.
Auf diesem Lehrschienengleis werden dann die Geräte zur Herstellung der Schotterbett- trasse und die Geräte zur Verdichtung des Schotters zum Einsatz gebracht. Es wird dadurch eine sehr genaue Schottertrasse für die Schwellenauflage erzielt und insbe- sondere ist es möglich, den Schotter entsprechend des sich später beim Betrieb unter den Schwellen bildenden Verdichtungskegels in mehreren Schichten verschieden stark zu verdichten. Auf das so gefertigte Schotterplanum werden die Schwellen abgelegt, die Schienen aufgesetzt und verschraubt und die Schwellenfelder mit Schotter verfüllt.
Eine Feinkorrektur der Gleislage erfolgt ledig lich noch durch das Unterlegen von verschieden starken Zwischenlagen zwischen den Unterlagsplatten und dem Schienenfuss. Ein derart gefertigtes Gleis kann bei Inbe triebnahme sofort mit der vollen Geschwindigkeit befah ren werden. Der Nachteil dieses Gleisbauverfahrens liegt jedoch in dem grossen Kosten- und Zeitaufwand, der für das Verlegen und genaue Ausrichten des Lehrschienen- gleises erforderlich ist und etwa 10 bis 157, der Gesamt kosten in Ansspruch nimmt.
Eine weitere im Gleisbau sehr aufwendige Arbeit ist das Ausrichten der Schienen in der Längsrichtung. Dies wird teilweise noch mit einem in horizontaler Richtung zum Schwingen gebrachten Holzklotz durchgeführt, der als Rammbär entweder gegen die Schiene oder gegen den Schwellkopf gestossen wird. Zur Erleichterung dieser Arbeit bestehen bereits Richtmaschinen, die durch ge richtete Schwingungen und in gleicher Richtung ausgeüb ten konstanten Druck das Richten mechanisch durchfüh ren. Aufgrund der Tatsache aber, dass sich diese Richtmaschinen auf dem zu errichtenden Gleis selbst fortbewegen, ist die Nivellierung visuell nicht mehr möglich, so dass Messeinrichtungen für die Längslagen- messung angewendet werden.
Die Ungenauigkeiten an den Schienen selbst und Messfehler der Messeinrichtung machen aber auch hierbei noch häufige Nachkorrekturen erforderlich. Besonders der Gleisbau mit verschweissten Langschienen verlangt bei der beabsichtigten grossen Betriebsgeschwindigkeit der später darauf verkehrenden Züge eine äusserst sorgfältige Gleislage in der Längsrich tung, da bei Erwärmung der Schiene in der warmen Jahreszeit hohe Spannungen auftreten und die geringsten Ungenauigkeiten zu Verwerfungen des ganzen Gleises führen.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile behoben durch einen Rahmen, welcher an der Stirnseite der Maschine quer zur Arbeitsrichtung und um einen auf der Ebene der herzustellenden Fläche liegenden Mittelpunkt schwenkbar gelagert ist, eine auf dem Rahmen angeord nete elektronisch abgetastete Wasserwaage, einen von der elektronisch abgetasteten Wasserwaage beeinflussten und die Stellung des Rahmens bestimmenden Stellzylinder, zwei an der Seite des Rahmens geführte höhenverstellba re und auf der erzeugten Fläche aufliegende Tastkufen, zwei seitlich des Rahmens auf einer Seite herausragende und im Abstand senkrecht übereinander angeordnete Strahlenempfangsvorrichtungen,
ein die seitliche Stellung der Strahlenempfangsvorrichtunüen über ein Getriebe und eine Kurvenscheibe beeinflussendes, auf der erzeug ten Fläche abrollendes Laufrad, zwei vor der Maschine im gleichen .Abstand wie die Strahlenempfangsvorrich- tungen senkrecht übereinander stehende und als Strahlen quelle dienende kontinuierlich strahlende Lasergeräte sowie elektronische Verstärkervorrichtungen und Ma ?netventile.
Die Verwendung der Einrichtung ist dadurch gekenn zeichnet, dass die Tastkufen einen Abstand voneinander aufweisen, der mit der Spurweite des Gleises überein stimmt.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispie- les, und zwar bei ihrer Anwendung zur Steuerung einer Planierraupe zur Herstellung einer Schottenrasse für ein Eisenbahngleis näher erläutert werden. Dazu zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Planierraupe mit der an ihrer Stirnseite angeordneten erfindungsgemässen Ein richtung, den vor der Planierraupe auf den Vermarkungs- punkten angeordneten Lasergeräten und den angedeute ten Strahlenverlauf, Fig. 2 die Seitenansicht der Einrichtung, Fig. 3 eine Ansicht des Rahmens vorn,
Fig.4 eine schematische Darstellung der auf den Vermarkungspunkten aufgestellten Lasergeräte an einem Übergang vom geraden Streckenverlauf zur Steigung, Fig. 5 eine schematische Darstellung des Strahlenver- laufes in Kurven von oben gesehen.
An einer Planierraupe 1 mit ihrem Planierschild 2, das mit hydraulischen Verstellzylindern 3 in der Arbeits stellung gehalten wird, ist an der Stirnseite mit Trägern 4 ein Segment 5 starr mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Der Radius des Segmentes 5 hat seinen Mittelpunkt auf der Fahrebene der Planierraupe 1 und damit auf der herzustellenden Schotterstrasse in der Mitte zwischen den Gleisketten. An seinem äusseren Umfang weist das Segment 5 zentrische Leisten auf, auf denen mit ange- passten Gegenleisten ein Rahmen 6 in senkrechter Stel lung gelagert ist.
Der Rahmen 6 hat einen Zapfen 7, an den das Ende der Kolbenstange eines hydraulischen Verstellzylinders 8 angelenkt ist, der sich mit einer Lagerstelle am Ende seines Zylindergehäuses auf einem Zapfen 9 am Segment 5 abstützt. An den Seiten besitzt der Rahmen 6 senkrechte Lagerstellen, die einen Achsab- stand besitzen, der mit dem Schienenabstand des Gleises übereinstimmt und in denen Stangen 10, 11 geführt werden, die an ihren unteren Enden federbelastete Tast- kufen 12, 13 tragen.
Mit der Stange 11 ist seitlich aus dem Profil des Rahmens 6 herausragend ein unterer Führungsrahmen 14 fest verbunden, in dessen waagerechter Schwalben schwanzausnehmung eine Strahlenempfangseinrichtung 15 in waagerechter Richtung quer zur Gleisrichtung verschiebbar gelagert ist und an ihrer Frontoberfläche zwei mit geringem Abstand waagerecht der Länge nach übereinander angeordnete Strahlendetektoren 16, 17. Über dem Führungsraum 14 befindet sich ein ebensol cher Führungsrahmen 18, der über einen Arm 19 und einer Stütze 20 mit der Stange 10 fest verbunden ist und in dessen Schwalbenschwanzausnehmung eine weitere Strahlenempfangseinrichtung 21 angeordnet ist.
An ihrer Frontfläche sind zwei Strahlendetektoren 22, 23 in länglicher Form liegend in geringem Abstand übereinan der und zwei weitere Strahlendetektoren 24, 25 als seitliche Begrenzung des Raumes zwischen den Strahlen detektoren 22, 23 aneeordnet. Die Strahlenempfangsein richtungen 15, 21 sind auf der Rückseite mit einem senkrechten Stab 26 verbunden, der oben starr befestigt und unten mit der Strahlenempfangseinrichtung 15 durch eine Buchse mit senkrechter Bohrungsachse verschiebbar verbunden ist.
Unterhalb des Rahmens 6 ist auf der Seite der Strahlenempfangseinrichtungen 15, 21 hinter der Tastku- fe I 3 ein federbelastetes Laufrad 27 angeordnet, das über einen Kegeltrieb 28 und eine Keilwelle 29 seine Drehbe wegung auf ein stufenlos regelbares Getriebe 30, das am Rahmen 6 befestigt ist, überträgt. Aus dem Getriebe 30 ragt eine Welle 31, die an ihrem oberen Ende eine Kurvenscheibe 32 trägt, und auf einen Stössel wirkt, der am Rahmen 6 horizontal verschiebbar gelagert ist und an seinem äusseren Ende eine Lagerstelle mit senkrechter Bohrung trägt, durch die der Stab 26 geführt ist.
In der Mitte des Rahmens 6 ist auf seiner oberen Kante eine Wasserwaage angeordnet, deren Libellenstand elektronisch abgetastet wird und deren Stand über in den Figuren nicht dargestellte elektronische Verstärkerein- richtungen, Schalteinrichtunen und Magnetventile die Zufuhr der Druckflüssigkeit in die Druckräume des Verstellzylinders 8 beeinflusst.
Die Strahlendetektoren der Strahlenempfangseinrich tungen 15, 21 sind über in den Figuren nicht dargestellte elektronische Verstärkereinrichtungen, Schalteinrichtun gen und Magnetventile verbunden und wirken auf die Antriebs- und Arbeitselemente der Planierraupe 1 ein. Dabei beeinflussen die Strahlendetektoren 16 und 17 den hinter der Tastkufe 13 befindlichen Verstellzylinder 3 und die Strahlendetektoren 22 und 23 den Verstellzylin- der 3 auf der Seite der Tastkufe 12. Die Strahlendetekto ren 24, 25 beeinflussen die Kupplungen bzw. Bremsen der Gleiskettenantriebe der Planierraupe 1.
In Fahrtrichtung der Maschine sind über den Ver- markungspunkten 42 der Gleisstrecke Stative 35 aufge stellt, die in einer zentralen Buchse 36 senkrechte Stäbe 37 führen. Die Stäbe 37 stehen unten in Bohrungen, die senkrecht in den Vermarkungsfundamenten eingelassen sind. Die Stäbe 37 tragen jeweils zwei kontinuierlich strahlende Lasergeräte 38, 39 übereinander, die norma lerweise einen Abstand der Strahlenaustritte voneinander haben, der dem Abstand der Führungsrahmen 14, 18 entspricht. Die Lasergeräte 38, 39 sind auf dem Stab 37 in der Höhe und im abstand zueinander und in gewissen Grenzen kardanisch verstellbar.
Auf seiner Rückseite weist jedes Gerät einen Strahlendetektor 40, 41 sowie je eine in den Figuren nicht dargestellte Anzeigevorrichtung zur Feststellung des Empfanges des Laserstrahles auf.
Die Strahlendetektoren 40, 41 sind gegenüber der Strahlenachse des Lasergerätes kardanisch verstellbar.
Da bei grossen Abständen der Vermarkungspunkte in der Geraden die geringste Richtungsveränderung der Strahlenquellen zu befürchten sind, sind entsprechende Massnahmen erforderlich, um eine hohe Genauigkeit zu erreichen. Deshalb ist zweckmässig, an den Stäben 37 eine Messeinrichtung zur genauen senkrechten Einstel lung, zweckmässig eine Wasserwaage, anzubringen. Durch die längenveränderlichen Beinstützen des Statives 35 kann eine solche Korrektur schnell und sicher erfol gen.
Eine Kontrolle der richtigen Lüge der Vermarkungs- fundamente kann ebenfalls in einfacher Weise dadurch geschehen, dass vor Beginn der Gleisbauarbeiten die Vcrmarkungspunkte in der herkömmlichen Weise ver messen werden und ihre Höhenlage dann durch einfaches Einlegen von in die Bohrung passenden Scheiben in verschieden kombinierten Stärken erfolgt. Dies wird sich insbesondere dann erforderlich machen, wenn sich bei einer Gleisstrecke auf besonders leichten Böden Setzun gen ergeben haben.
In einem normalen Riclitungs\crlauf des Gleises, d.h. bei gerader oder gleichmässig ansteigender Strecke ist der senkrechte Abstand der Führungsrahmen 14,<B>18</B> und der Lasergeräte 38, 39 übereinstimmend. Dabei muss beach tet worden, dass zumindest an jedem Übergang von der Geraden in eine Steigung oder ein Gefälle oder umge kehrt, beim übergang von einer Steigung oder Gefälle in die Gerade ein Vcrniarkungspttnkt angeordnet ist.
Beim übergang von einer Geraden in eine Kurve mit Überhö- hungsrampe muss davon ausgegangen werden, dass allge mein die innere untere Schiene auf dem Niveau des Gleisverlaufes bleibt, während die dem Kurvenverlauf nach aussen zü liegende Schien.. allgemein bis max. 150 mm ansteigen kann.
Zur Erreichung eines solchen Verlaufes ist es erforderlich, dass einmal das Lasergerät, welches die Überhöhung steuern soll, um diesen Betrag entsprechend angehoben und dabei auf den Strahlende tektor auf der Rückseite des vorstehenden Lasergerätes gerichtet wird, wie in der Fig.4 durch die gestrichelte Einzeichnung angedeutet ist, und dass die einzelnen Lasergeräte, wie in Fig.5 dargestellt, jeweils auf den vorstehenden Strahlendetektor gerichtet werden. Die Fig. 5 zeigt die schematische Darstellung eines Gleisbo gens, an dem die Vcrmarkungspunkte E und F mit darüber aufgestellten Stativen 35 und den an den Stäben 37 angeordneten Lasergeräten.
Die Abstände der Ver- markungspLtnkte E und F richten sich je nach der Grösse des Krümmungsradius R. Je grösser R ist, desto weiter können die Punkte E und F voneinander entfernt angeordnet sein, da die Sehnenhöhe durch die Länge der Führungsrahmen 14, 18 beschränkt ist. Bei der Fortbe wegung der Planierraupe 1 muss, entsprechend der Grösse des Krümmungsradius R, die Übersetzung des Getriebes 30 so eingestellt sein, dass bei der Überwindung des Weges x der Sehnenabstand y von den Führungsrah men 14, 18 erreicht werden. Entsprechend dem Winkel erfolgt die horizontale Verstellung der Strahlenempfangs einrichtungen 15 und 21.
Die Abweichung des Richt- strahles vom Mass A beträgt max. die Höhe h, wobei gleichzeitig die grösste Ausladung der Kurvenscheibe 32, des Stössels 33 und des Stabes 26 und damit auch der Strahlenempfangseinrichtungen 15 und 21 erreicht ist und beim Überschreiben der Mitte zwischen den Punkten E und F im gleichen Masse wieder zurück geht. Durch die Verwendung einer Kurvenscheibe 32 und des stufenlos regelbaren Getriebes 30 kann durch Kombination aus Wechseln der Kurvenscheibe und Verstellung der über setzung des Getriebes 30 jeder Krümmungsradius R berücksichtigt werden, was selbstverständlich unter Be rücksichtigung des Abstandes der Vermarkungspunkte F und E erfolgen muss.
Bei der Anwendung der erfindungsgemässen Einrich tung zur Steuerung -iner Gleisbaumaschine, bei der nur die Fahrtrichtung in der horizontalen Ebene zu steuern ist, beispielsweise bei einer Gleisrichtmaschine, ist es zweckmässig, die Strahlendetektoren mit länglicher Form in geringem Abstand hochkant nebeneinander anzuord nen.
Die eicktronisch abgetastete Wasserwaage kann über elektronische Verstärkereinrichtungen und Magnetventile so auf die \iydraulische Verstelleinrichtung zwischen dem .)egment i;nd dem Rahmen einwirken, dass der Rahmen mit seinen Strahlenempfangseinrichtungen, unabhängig von der Querlage des Segments und damit der Maschine, immer die senkrechte Stellung einhält.
Durch die .Anordnung zweier senkrecht übereinander stehender und parallel in Richtung auf die Maschine kontinuierlich strahlende Lasergeräte kann eine durch die Laserstrahlen begrenzte Bezugsebene geschaffcti werden, mit der ohne Störung durch natürliches Sonnenlicht oder andere starke herkömmliche Lichtquellen die Steuerung einer Gleisbaumaschine sowohl für den geraden Strek- kenverlaUf wie auch für Steigungen, Gefälle und überhö- hungsrampen in Kurven gewährleistet ist.
Die aus den Laserstrahlen gebildete Bezugsebene weist über jede beim Gleisbau technisch mögliche Entfernung eine völlig gleichbleibende Genauigkeit auf, da die Kohärenz der Laserstrahlen bekanntlich 10'; mal grösser ist, als sie mit einem optisch gebündelten Lichtstrahl erreicht werden kann.
Die Basis der Tastkufen und der als Tastorgane bei gleisgebundenen Maschinen wirkenden Spurkranzräder sind gleich der Spurbreite des Gleises. Durch direkte Übertragung ihrer Vertikalbewegungen auf je eine Strah lenempfangseinrichtung kann die Steuerung der Arbeits elemente für die Schaffung von überhöhungsrampen in Kurven durch vertikale Verstellung eines Laserstrahles in der wirklichen Höhe erreicht werden.
Device for controlling gravel road construction machines The invention relates to a device for controlling gravel road construction machines in the exact height and direction with the aid of bundled beams.
For the level of the traffic speed of the passenger trains traveling on a track, a perfect and stable track position in height and direction is of fundamental importance and its permanent position in turn depends on the more or less even compaction of the gravel road. In the case of renovation or maintenance work, the track position is aligned according to the marking points built into the route.
On double-track routes, the marking points are generally set in the middle between the two tracks in the substructure crown and protrude over the ballast bed, while on single-track routes they are set as close as possible to the track or between the rails in the substructure on one side. This location is necessary because the effects of train traffic very often lead to subsidence and, in the case of single routes, to migrate the upper layers of sand to the outside. In addition, measurement errors should be avoided as far as possible due to the short distance between the marking points and the track.
During maintenance and renewal work, the tracks are aligned with the marking points with the help of modern tamping machines that work either semi-automatically or fully automatically by creating high points of the track in front of the tamping machine that correspond to the target track position. A front carriage is set up at these high points, which runs out of the tamping machine from high point to high point and from which the tamping machine is controlled via tension wires or optically bundled light beams and electronic receiving and control devices.
However, since with the radiation sources known to date, even with the best optics, the beam path does not run parallel, but forms an, albeit small, angle, when the tamping machine approaches the radiation source, there will be a change in the reception accuracy that affects the leveling of the track exerts an adverse influence. That is why they returned to partially manual control. The track position is measured above each sleeper and it is noted on the sleeper how much it should be raised to the target track position. The front car with the radiation source is then manned by a man who holds it at a constant distance from the tamping machine using a wire rope as a guide.
The driver of the front vehicle still has the task of correcting the height position of the radiation source by the amount that is noted on the threshold below it.
However, it is also known that the compression effect of most tamping machines is no longer sufficient in view of the increased demands on the part of modern passenger and freight train traffic and that their use is therefore rejected in some countries. The inadequate compaction effect of the tamping machine is particularly disadvantageous if cleaning of the entire Schot terbetten was made before a track renewal work and the bulkhead is loosened in its entire depth.
Even after a short operating time, the track sinks, which require repeated tamping and lifting of the track to its target position at certain short intervals, so that the track can only be driven on at full train speed after a longer operating time.
To avoid these disadvantageous and costly phenomena when using tamping machines, track construction methods have been developed that make a stop fen with machines superfluous. The rails later intended for the track are laid on both sides of the track on height and side adjustable screw jacks to form a master rail track with an extended track and aligned according to the marking points in height and direction as the track will later be.
The devices for producing the ballast bed route and the devices for compacting the ballast are then used on this gauge rail track. This achieves a very precise ballast route for the sleeper support and, in particular, it is possible to compress the ballast to different degrees in several layers according to the compression cone that will later form under the sleepers during operation. The sleepers are placed on the ballast subgrade produced in this way, the rails are put on and screwed and the sleeper fields are filled with ballast.
A fine correction of the track position is only done by placing intermediate layers of different thicknesses between the base plates and the rail base. A track made in this way can be driven immediately at full speed when it is commissioned. The disadvantage of this track construction method, however, lies in the great cost and time required for laying and precisely aligning the gauge rail track, which takes around 10 to 157 total costs.
Another very time-consuming job in track construction is aligning the rails in the longitudinal direction. This is partly done with a wooden block that is made to swing horizontally, which is pushed as a ram either against the rail or against the swell head. To make this work easier, there are already straightening machines that mechanically carry out straightening by means of straightened vibrations and constant pressure exerted in the same direction. However, due to the fact that these straightening machines move on the track to be built themselves, the leveling is no longer visual possible so that measuring devices can be used for measuring the longitudinal position.
The inaccuracies on the rails themselves and measuring errors in the measuring device make frequent readjustments necessary. In particular, track construction with welded long rails requires extremely careful track position in the longitudinal direction given the intended high operating speed of the trains that will later run on it, as high stresses occur when the rails heat up in the warm season and the slightest inaccuracy leads to warping of the entire track.
According to the invention, these disadvantages are remedied by a frame which is mounted on the front of the machine transversely to the working direction and pivotable about a center point lying on the plane of the surface to be produced, an electronically scanned spirit level arranged on the frame, one influenced by the electronically scanned spirit level and adjusting cylinders that determine the position of the frame, two height-adjustable runners guided on the side of the frame and resting on the generated surface, two radiation receiving devices protruding on one side of the frame and spaced vertically one above the other,
one impeller which influences the lateral position of the radiation receiving devices via a gear and a cam disc and rolling on the generated surface, two in front of the machine at the same distance as the radiation receiving devices, vertically one above the other and serving as a radiation source, continuously radiating laser devices and electronic amplifying devices and Gauge valves.
The use of the device is characterized in that the skids have a distance from one another which corresponds to the track width of the track.
The invention is to be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment, specifically when it is used to control a bulldozer for producing a bulkhead route for a railroad track. 1 shows a side view of a bulldozer with the device according to the invention arranged on its end face, the laser devices arranged in front of the bulldozer on the marking points and the indicated beam path, FIG. 2 the side view of the device, FIG. 3 a view of the frame in front,
4 shows a schematic illustration of the laser devices set up on the marking points at a transition from the straight course to the incline, FIG. 5 shows a schematic illustration of the beam course in curves seen from above.
On a bulldozer 1 with its dozer blade 2, which is held in the working position with hydraulic adjusting cylinders 3, a segment 5 is rigidly connected to the vehicle frame on the front side with carriers 4. The radius of segment 5 has its center on the plane of travel of the bulldozer 1 and thus on the gravel road to be produced in the middle between the crawler tracks. On its outer circumference, the segment 5 has central strips on which a frame 6 is mounted in a vertical position with adapted counter strips.
The frame 6 has a pin 7, to which the end of the piston rod of a hydraulic adjusting cylinder 8 is articulated, which is supported by a bearing point at the end of its cylinder housing on a pin 9 on the segment 5. The frame 6 has vertical bearing points on the sides, which have a center distance which corresponds to the distance between the rails of the track and in which rods 10, 11 are guided which carry spring-loaded feeler runners 12, 13 at their lower ends.
With the rod 11 protruding laterally from the profile of the frame 6, a lower guide frame 14 is firmly connected, in the horizontal swallow tail recess of which a radiation receiving device 15 is mounted displaceably in the horizontal direction transversely to the track direction and on its front surface two with a small distance horizontally one above the other arranged radiation detectors 16, 17. Above the guide space 14 there is a similar guide frame 18 which is firmly connected to the rod 10 via an arm 19 and a support 20 and a further radiation receiving device 21 is arranged in its dovetail recess.
On its front surface are two radiation detectors 22, 23 lying in an elongated shape at a small distance above the and two other radiation detectors 24, 25 as a lateral boundary of the space between the radiation detectors 22, 23 aneeendet. The radiation receiving devices 15, 21 are connected on the back to a vertical rod 26 which is rigidly attached at the top and slidably connected at the bottom to the radiation receiving device 15 through a socket with a vertical bore axis.
Below the frame 6, on the side of the radiation receiving devices 15, 21 behind the probe I 3, a spring-loaded impeller 27 is arranged which, via a bevel gear 28 and a splined shaft 29, transfers its rotation to a continuously variable gear 30 which is attached to the frame 6 is, transmits. From the gear 30 protrudes a shaft 31, which carries a cam disk 32 at its upper end and acts on a plunger which is horizontally displaceably mounted on the frame 6 and at its outer end carries a bearing with a vertical bore through which the rod 26 is led.
In the middle of the frame 6, a spirit level is arranged on its upper edge, the level of which is electronically scanned and whose level influences the supply of the pressure fluid into the pressure chambers of the adjustment cylinder 8 via electronic amplification devices, switching devices and solenoid valves not shown in the figures.
The radiation detectors of the radiation receiving devices 15, 21 are connected via electronic amplifying devices, switching devices and solenoid valves (not shown in the figures) and act on the drive and working elements of the bulldozer 1. The radiation detectors 16 and 17 influence the adjusting cylinder 3 located behind the tracer runner 13 and the radiation detectors 22 and 23 influence the adjusting cylinder 3 on the side of the tracer runner 12. The radiation detectors 24, 25 influence the clutches or brakes of the caterpillar drives of the bulldozer 1 .
In the direction of travel of the machine, tripods 35 are set up above the marking points 42 of the track, which guide vertical rods 37 in a central socket 36. The rods 37 are at the bottom in bores that are let into the vermarkungsfundament vertically. The rods 37 each carry two continuously radiating laser devices 38, 39 one above the other, which normally have a distance between the beam exits that corresponds to the distance between the guide frames 14, 18. The laser devices 38, 39 are gimbal-adjustable on the rod 37 in height and at a distance from one another and within certain limits.
On its rear side, each device has a radiation detector 40, 41 as well as a display device (not shown in the figures) for determining whether the laser beam has been received.
The radiation detectors 40, 41 are gimbal-adjustable with respect to the beam axis of the laser device.
Since the slightest change in direction of the radiation sources is to be feared with large distances between the marking points in the straight line, appropriate measures are required in order to achieve a high level of accuracy. It is therefore advisable to attach a measuring device to the rods 37 for precise vertical adjustment, appropriately a spirit level. Such a correction can be carried out quickly and safely thanks to the length-adjustable leg supports of the stand 35.
A check of the correct lie of the marking foundations can also be done in a simple manner by measuring the marking points in the conventional manner before starting the track construction work and then measuring their height by simply inserting disks that fit into the hole in various combined thicknesses. This will be particularly necessary if settlements have arisen on a track section on particularly light soils.
In a normal course of the track, i.e. In the case of a straight or evenly rising path, the vertical distance between the guide frames 14, 18 and the laser devices 38, 39 is the same. It must be ensured that at least at every transition from a straight line to an uphill or downhill gradient, or vice versa, at the transition from an uphill or downhill gradient to a straight line, a junction is provided.
At the transition from a straight line to a curve with a superelevation ramp, it must be assumed that generally the inner lower rail remains at the level of the track, while the rails facing the curve outwards .. generally up to max. 150 mm can increase.
To achieve such a course, it is necessary that once the laser device, which is to control the cant, is raised accordingly by this amount and is directed to the beam end detector on the back of the above laser device, as shown in FIG. 4 by the dashed line is indicated, and that the individual laser devices, as shown in Figure 5, are each directed to the above radiation detector. 5 shows the schematic representation of a Gleisbo gene on which the marking points E and F with tripods 35 placed above them and the laser devices arranged on the rods 37.
The distances between the marking points E and F depend on the size of the radius of curvature R. The larger R, the farther apart the points E and F can be, since the chord height is limited by the length of the guide frames 14, 18 . When moving the bulldozer 1, according to the size of the radius of curvature R, the translation of the transmission 30 must be set so that when overcoming the path x, the chord spacing y from the guide frames 14, 18 can be achieved. The radiation receiving devices 15 and 21 are adjusted horizontally in accordance with the angle.
The deviation of the directional beam from dimension A is max. the height h, whereby at the same time the greatest overhang of the cam 32, the plunger 33 and the rod 26 and thus also the radiation receiving devices 15 and 21 is reached and when the middle between the points E and F is overwritten it goes back to the same extent. By using a cam 32 and the continuously variable transmission 30, each radius of curvature R can be taken into account by a combination of changing the cam and adjusting the transmission of the gear 30, which of course must be done taking into account the distance between the marking points F and E.
When using the device according to the invention for controlling a track construction machine in which only the direction of travel is to be controlled in the horizontal plane, for example in the case of a track straightening machine, it is useful to arrange the radiation detectors with an elongated shape at a small distance upright next to each other.
The electronically scanned spirit level can act on the hydraulic adjustment device between the segment and the frame via electronic amplification devices and solenoid valves so that the frame with its radiation receiving devices is always in the vertical position, regardless of the transverse position of the segment and thus the machine adheres to.
The arrangement of two laser devices standing vertically on top of one another and radiating continuously in parallel in the direction of the machine can create a reference plane limited by the laser beams, with which a track-laying machine can be controlled without interference from natural sunlight or other strong conventional light sources. slope as well as inclines, slopes and superelevation ramps in curves is guaranteed.
The reference plane formed from the laser beams has a completely constant accuracy over every distance technically possible during track construction, since the coherence of the laser beams is known to be 10 '; times greater than can be achieved with an optically bundled light beam.
The base of the feeler runners and the wheel flange wheels that act as feelers on track-based machines are the same as the track width of the track. By directly transferring their vertical movements to a respective Strah lenempfangseinrichtung the control of the work elements for the creation of cant ramps in curves can be achieved by vertical adjustment of a laser beam in the real height.