Die Erfindung betrifft ein tragbares Messgerät zum Erfassen der Pfeilhöhen eines Gleises, mit einer optischen Visiereinrichtung und einem mit dieser verbundenen mechanischen Gestänge, das sich aus einem zur Auflage auf beide Schienen des zu vermessenden Gleises vorgesehenen Basisträger und einem mit diesem gelenkig verbundenen, die Visiereinrichtung tragenden Vertikalträger zusammensetzt, wobei der Winkel zwischen Basis- und Vertikalträger mittels einer Verstelleinrichtung verstellbar ist.
Durch einen Artikel "Gleisvermarkung im DB-Streckennetz" in der Zeitschrift "Eisenbahningenieur", Mai 1982, Seiten 221-227, ist bereits ein derartiges tragbares und als Pfeilhöhen-Absetzgerät bezeichnetes Messgerät zum Erfassen der Pfeilhöhen eines Gleises bekannt. Ältere Ausführungen von Pfeilhöhen-Absetzgeräten sind mit einem Fluchtungslaser (Bild 10) ausgestattet. Mittlerweile werden aber von verschiedenen Herstellern Pfeilhöhen-Absetzgeräte mit einer optischen Visiereinrichtung (Bild 11) angeboten. Derartige Pfeilhöhen-Absetzgeräte haben den Nachteil, dass eine Festpunktvermessung bzw. auch eine Spannmassmessung nicht durchführbar ist. Gerade diese Messungen sind jedoch sehr zeitaufwendig und bezüglich der Genauigkeit immer im grossen Masse abhängig von der Verlässlichkeit der Vermessungskräfte.
Es ist allerdings gemäss dem genannten Artikel auch schon bekannt, bei der örtlichen Aufmessung zusätzlich auch das Spannmass mit Hilfe eines elektronischen Computertachymeters durchzuführen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung eines tragbaren Messgerätes der eingangs beschriebenen Art, das unter uneingeschränkter Beibehaltung der Tragbarkeit auch für die Spannmass- und Festpunktvermessung verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem tragbaren Messgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der drehbar gelagerten optischen Visiereinrichtung ein optisches Entfernungsmessgerät sowie ein Winkelmesser zur Erfassung eines Drehwinkeis um eine horizontale Achse und ein wei terer Winkelmesser zur Erfassung eines Drehwinkels um eine vertikale Achse zugeordnet und der Basisträger mit einem Neigungsmesser verbunden ist, und dass ein mit dem Entfernungsmessgerät, dem Winkelmesser und dem Neigungsmesser in Verbindung stehender Rechner vorgesehen ist.
Durch ein derartig ausgebildetes Entfernungsmessgerät ist in Verbindung mit dem mechanischen Gestänge ein präzises Aufsetzen des Messgerätes auf die Schienen mit einer Bezugskante auf SOK sowie die Möglichkeit einer millimetergenauen Festpunkt- und Spannmasserfassung gegeben. Dabei ist von Vorteil, dass diese Messungen ohne die Genauigkeit beeinflussende Vorbereitungsarbeiten durchführbar sind. Ausserdem können sämtliche Messungen für die Pfeilhöhen, das Spannmass und die Festpunkte ohne Positionsänderung des Messgerätes ausgeführt werden. Als weiterer Vorteil können auch noch mit Hilfe der erfassten Daten zusätzliche Gleisparameter, wie Ist-Überhöhung, Spurweite und Bogenlänge zwischen den einzelnen Punkten der Langsehnenabsteckung berechnet werden.
Somit liegt durch die erfindungsgemässe Lösung ein Universalmessgerät für die Gleisvermarkung vor, das nach wie vor für eine rasche lnbetriebnahme bzw. auch eine rasche Entfernung aus dem Gleis tragbar ausgebildet ist sowie in Verbindung mit einer Distanz- und Winkelerfassung, insbesondere für die Pfeilhöhenmessung, erforderliche Manipulationen vereinfacht.
Weitere vorteilhafte und zum Teil erfinderische Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispieles näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht des tragbaren Messgerätes in Gleislängsrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Messgerät,
Fig. 3 eine Ansicht des Messgerätes in Schwellenlängsrichtung,
Fig. 4 eine Darstellung der Grössen zur Berechnung des Spannmasses, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Bestimmung der Pfeilhöhen.
Das in den Fig. 1 bis 3 ersichtliche tragbare Messgerät 1, das auch als Pfeilhöhen-Absetzgerät bezeichnet wird, setzt sich im wesentlichen aus einer optischen Visiereinrichtung 2, einem optischen Entfernungsmessgerät 3 und einem mit diesem verbundenen mechanischen Gestänge 4 zusammen. Dieses besteht wiederum aus einem senkrecht zur Gleislängsrichtung verlaufenden Basisträger 5 und einem gelenkig mit diesem verbundenen, die Visiereinrichtung 2 und das Entfernungsmessgerät 3 tragenden Vertikalträger 6. Dieser ist zusätzlich über eine als Gewindespindel ausgebildete Verstelleinrichtung 7 gelenkig mit dem Basisträger 5 verbunden. Dem Basisträger 5 sind ausserdem noch ein Rechner 8, ein Neigungsmesser 9 für die Querneigung und Spannvorrichtungen 10 zur Fixierung auf Schienen 11 eines Gleises 12 zugeordnet.
Wie insbesondere in Fig. 3 ersichtlich, ist einer aus der optischen Visiereinrichtung 2 und dem Entfernungsmessgerät 3 gebildeten Messeinheit 13 ein Winkelmesser 14 zur Erfassung eines Drehwinkels um eine horizontale Achse 15 und ein weiterer Winkelmesser 16 zur Erfassung des Drehwinkeis um eine vertikale Achse 17 zugeordnet. Durch Stellschrauben 18 ist die Messeinheit 13 unabhängig von der Lage des Vertikalträgers 6 exakt in eine vertikale, mit Hilfe einer Libelle 19 überprüfbare Position verstellbar. Seitlich neben dem Gleis 12 sind Masten 20 mit jeweils einem Festpunkt 21 vorgesehen, die in bekannter Weise vor der Vermessung mit Reflektoren 23 versehen werden.
Die in den Fig. 1 bis 5 ersichtlichen Distanz- bzw. Winkelangaben beziehen sich im wesentlichen auf die Festpunktvermessung. Dazu wird das Messgerät 1 auf das Gleis 12 abgestellt und mit Hilfe der Spannvorrichtungen 10 mit den Schienen 11 verklemmt. Anschliessend wird die Messeinheit 13 mit Hilfe der Stellschrauben 18 in bezug auf die vertikale Achse 17 ins Lot gebracht und nach Voreinstellung eine automatische Nullkompensation durchgeführt.
Über die optische Visiereinrichtung 2 wird der Festpunkt 21 anvisiert. Bei einer Nachtmessung wird der genannte Reflektor 23 über einen Visierlaserstrahl, der in den Strahlengang des Objektivs eingebracht wird, anvisiert. Anschliessend wird über Tastendruck die Distanz- und Winkelmessung durchgeführt. Als Ergebnis wird der Abstand und die Höhe des Gleises 12 zum Festpunkt 21 errechnet und auf einem Plasmadisplay angezeigt. (Fixpunkt-Abstand l = lo - l min ; hM = lo . sin beta ; Festpunkthöhe h = ho, + hM + hu). Das Ergebnis kann zusätzlich auf einem Protokolldrucker ausgegeben werden. Es ist auch möglich, die Daten auf einem magnetischen Datenträger (Diskette, etc.) abzuspeichern. Die Berechnungen werden im Rechner 8 durchgeführt. Das Analogsignal des Neigungsmessers 9 wird über einen AD-Wandler in den Rechner 8 eingelesen und mitverarbeitet.
Die Stromversorgung erfolgt über einen tragbaren und wiederaufladbaren externen Kleinakkumulator 22. Diese Festpunktvermessung ist mit diesem Messgerät 1 hinsichtlich Abstand und Höhe des Festpunktes 21 zum Gleis 12 unter Berücksichtigung der Überhöhung und der Längsneigung millimetergenau durchführbar.
Zur Kontrolle, ob die beiden Festpunkte 21 masshaltig sind, wird von den Bahnverwaltungen der Abstand zweier gegenüberliegender Festpunkte 21 als sogenanntes Spannmass S (Fig. 4) angegeben. Dieses Spannmass
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wird im Anschluss an die beschriebene Festpunktvermessung ohne Veränderung der Position des Messgerätes 1 in bezug auf das Gleis 12 gemessen. Zur Durchführung der Messung wird zuerst der eine Festpunkt 21 anvisiert und mit Hilfe der Winkelmesser 14, 16 sowie des Entfernungsmessgerätes 3 gemessen, anschliessend wird der zweite Messpunkt 21 anvisiert und ebenfalls erfasst. Aus den nun bekannten zwei Vektoren V1, V2 und den Winkeln alpha 1, beta 1, alpha 2 und beta 2 kann das Spannmass S berechnet werden. Zweckmässigerweise wird man diese Spannmassmessung gleich mitsamt der Festpunktvermessung ausführen.
Der Standort des Messgerätes 1 für die Spannmass- und Festpunktvermessung kann beliebig gewählt werden.
Eine weitere Möglichkeit des Einsatzes des Messgerätes 1 besteht in der Langsehnenabsteckung und dem Nivellement. Bei dieser Funktion wird prak tisch nur die optische Visiereinrichtung 2 der Messeinheit 13 als Visiereinrichtung benutzt.
Bei der Pfeilhöhenmessung gemäss Fig. 5 [Pfeilhöhe fi =<SEP> lui <SEP> . sin ( delta o- delta i]) wird fortschreitend an den 5m-Punkten ein Reflektor 23 so aufgestellt, dass dieser lotrecht steht und mit der Schienenfahrkante eines Aussenstranges 24 (im Gleisbogen überhöhter Strang) fluchtet. Der solcherart richtig positionierte Reflektor 23 wird dann jeweils mit der optischen Visiereinrichtung 2 angezielt und der Zielvektor lu gemessen. Dieser Zielvektor ergibt sich aus der Abstandsmessung mit Hilfe des Entfernungsmessgerätes 3 sowie den Vertikal- und Horizontalwinkeln, die mit Hilfe der Winkelmesser 14 und 16 erfassbar sind. Aus den auf diese Weise gemessenen Werten lassen sich sehr einfach die zusätzlichen Messgrössen, wie Spurweite, Bogenlänge und Ist-Überhöhung zwischen den einzelnen 5m-Punkten ableiten.
The invention relates to a portable measuring device for detecting the arrow heights of a track, with an optical sighting device and a mechanical linkage connected to it, which consists of a base support provided for resting on both rails of the track to be measured and an articulated, supporting the sighting device Vertical carrier is composed, wherein the angle between the base and vertical beams is adjustable by means of an adjusting device.
Such a portable measuring device, known as an arrow height setting device, for detecting the arrow heights of a track is already known from an article "Track Marking in the DB Track Network" in the magazine "Eisenbahningenieur", May 1982, pages 221-227. Older versions of arrow height setting devices are equipped with an alignment laser (Figure 10). In the meantime, various manufacturers have offered arrow height setting devices with an optical sighting device (Fig. 11). Such arrow height setting devices have the disadvantage that a fixed point measurement or a clamping dimension measurement cannot be carried out. However, these measurements in particular are very time-consuming and their accuracy always depends to a large extent on the reliability of the measuring forces.
However, according to the article mentioned, it is also known to additionally carry out the clamping measure with the aid of an electronic computer tachymeter during the local measurement.
The object of the present invention is now to provide a portable measuring device of the type described in the introduction, which can also be used for the measurement of the clamping dimension and fixed point while maintaining the portability without restriction.
This object is achieved according to the invention with a portable measuring device of the type mentioned in that the rotatably mounted optical sighting device is assigned an optical distance measuring device and a protractor for detecting an angle of rotation about a horizontal axis and a further protractor for detecting an angle of rotation about a vertical axis and the base support is connected to an inclinometer, and a computer connected to the distance measuring device, the protractor and the inclinometer is provided.
A distance measuring device designed in this way, in conjunction with the mechanical linkage, provides precise placement of the measuring device on the rails with a reference edge on SOK, as well as the possibility of millimeter-precise fixed point and clamping mass detection. The advantage here is that these measurements can be carried out without preparatory work that affects the accuracy. In addition, all measurements for the arrow heights, the clamping dimension and the fixed points can be carried out without changing the position of the measuring device. As a further advantage, additional track parameters, such as actual cant, track width and arc length between the individual points of the tendon stakeout can also be calculated with the help of the recorded data.
Thus, the solution according to the invention provides a universal measuring device for track marking, which is still designed to be portable for rapid commissioning or rapid removal from the track, as well as the manipulations required in connection with distance and angle detection, in particular for arrow height measurement simplified.
Further advantageous and partially inventive embodiments of the invention result from the dependent claims.
The invention is described in more detail below using an example.
Show it:
1 is a view of the portable measuring device in the longitudinal direction of the track,
2 is a plan view of the measuring device,
3 is a view of the measuring device in the longitudinal direction of the threshold,
Fig. 4 shows the quantities for calculating the clamping dimension, and
Fig. 5 is a schematic representation for determining the arrow heights.
The portable measuring device 1 shown in FIGS. 1 to 3, which is also referred to as an arrow height setting device, essentially consists of an optical sighting device 2, an optical distance measuring device 3 and a mechanical linkage 4 connected to it. This in turn consists of a base support 5 running perpendicular to the longitudinal direction of the track and a vertical support 6 connected to it in an articulated manner and carrying the sighting device 2 and the distance measuring device 3. The base support 5 is also assigned a computer 8, an inclinometer 9 for the bank and tensioning devices 10 for fixation on rails 11 of a track 12.
As can be seen in particular in FIG. 3, a measuring unit 13 formed from the optical sighting device 2 and the distance measuring device 3 is assigned a protractor 14 for detecting an angle of rotation about a horizontal axis 15 and a further protractor 16 for detecting the angle of rotation about a vertical axis 17. By means of set screws 18, the measuring unit 13 can be adjusted exactly into a vertical position that can be checked with the aid of a spirit level 19, regardless of the position of the vertical support 6. To the side of the track 12, masts 20 are provided, each with a fixed point 21, which are provided with reflectors 23 in a known manner before the measurement.
The distance or angle information shown in FIGS. 1 to 5 essentially relate to the fixed point measurement. For this purpose, the measuring device 1 is placed on the track 12 and clamped to the rails 11 with the aid of the tensioning devices 10. The measuring unit 13 is then brought into alignment with the help of the adjusting screws 18 with respect to the vertical axis 17 and, by default, an automatic zero compensation is carried out.
Fixed point 21 is sighted via optical sighting device 2. During a night measurement, said reflector 23 is sighted using a sighting laser beam which is introduced into the beam path of the objective. Then the distance and angle measurement is carried out by pressing a button. As a result, the distance and the height of the track 12 to the fixed point 21 are calculated and shown on a plasma display. (Fixed point distance l = lo - l min; hM = lo. Sin beta; fixed point height h = ho, + hM + hu). The result can also be printed out on a log printer. It is also possible to save the data on a magnetic data carrier (floppy disk, etc.). The calculations are carried out in the computer 8. The analog signal of the inclinometer 9 is read into the computer 8 via an AD converter and processed accordingly.
The power supply is provided by a portable and rechargeable external small accumulator 22. This fixed point measurement can be carried out with this measuring device 1 with regard to the distance and height of the fixed point 21 to the track 12 taking into account the elevation and the longitudinal inclination with millimeter precision.
To check whether the two fixed points 21 are true to size, the railway administrations specify the distance between two opposite fixed points 21 as a so-called clamping dimension S (FIG. 4). This tension
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is measured after the fixed point measurement described without changing the position of the measuring device 1 with respect to the track 12. To carry out the measurement, the one fixed point 21 is first sighted and measured with the help of the protractor 14, 16 and the distance measuring device 3, then the second measuring point 21 is sighted and also recorded. The clamping dimension S can be calculated from the now known two vectors V1, V2 and the angles alpha 1, beta 1, alpha 2 and beta 2. It is useful to carry out this clamping dimension measurement together with the fixed point measurement.
The location of the measuring device 1 for the clamping dimension and fixed point measurement can be chosen as desired.
A further possibility of using the measuring device 1 consists in staking out the tendons and leveling. With this function, practically only the optical sighting device 2 of the measuring unit 13 is used as the sighting device.
In the arrow height measurement according to FIG. 5 [arrow height fi = <SEP> lui <SEP>. sin (delta o- delta i]), a reflector 23 is progressively set up at the 5 m points so that it is perpendicular and aligned with the rail running edge of an outer line 24 (line elevated in the track curve). The reflector 23 correctly positioned in this way is then aimed in each case with the optical sighting device 2 and the target vector lu is measured. This target vector results from the distance measurement with the aid of the distance measuring device 3 as well as the vertical and horizontal angles, which can be detected with the aid of the protractors 14 and 16. From the values measured in this way, it is very easy to derive the additional measurement parameters, such as track width, arc length and actual elevation between the individual 5m points.