CZ278425B6

CZ278425B6 - Mobile measuring apparatus for rail geometric parameters sensing, suitable especially for rails of town railways.

Info

Publication number: CZ278425B6
Authority: CZ
Inventors: Jiri Ing Csc Vlasak
Original assignee: Cvut Fakulta Strojni
Priority date: 1989-10-11
Filing date: 1989-10-11
Publication date: 1994-01-19
Also published as: CS8905745A2

Abstract

A mobile measuring apparatus for rail geometric parameter sensing, particularly suitable for rails of town railways, consisting of a double-axle carriage (1), connected by coupling device (2) to the drive vehicle (5). The double-axle carriage (1) is connected to the single-axle measurement carriage (4) through a mechanism (3) for transfer of traction forces. The single-axle measurement carriage (4) consists of a wheel set (6), pivoted in the bearing chamber (7), in which there are guide spurs (19) with springs (8). A frame (9) is placed on the springs (8), on which by means of suspenders (2) an undertow bearer with other springs (10) is arranged, on which there is a loaded box (11) where the first sensor (12) of vertical acceleration and second sensor (13) of side acceleration are located. Between the frame (9) and loaded box (11) there are the first hydraulic dampers (14), the second hydraulic dampers (15), and third hydraulic dampers (16) and stop (24). Between the undertow bearer (21) and the frame (9) are the first restriction rods (22) and the second restriction rods (23).<IMAGE>

Description

Vynález se týká pojízdného měřícího zařízení pro snímání geometrických parametrů kolejí, zejména kolejí městských drah.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a mobile measuring device for sensing geometrical parameters of rails, in particular city rails.

Při jízdě po koleji vykonává kolejové vozidlo složitý dynamický pohyb, kterým pružná soustava vozidla odpovídá na buzení náhodně rozdělenými nerovnostmi koleje. Náhodné rozdělení nerovnosti koleje se popisuje spektrální hustotou nerovnosti koleje, a to ve svislém směru každého kolejnicového pásu a v příčném směru.When traveling on the rail, the rail vehicle performs a complicated dynamic movement by which the flexible vehicle system responds to excitation by randomly distributed track irregularities. The random distribution of the track unevenness is described by the spectral density of the track unevenness, in the vertical direction of each rail and in the transverse direction.

V současné době jsou snímány nerovnosti koleje speciálně konstruovanými měřícími vozy se zabudovanými měřicími podvozky s čidly. Měřicí a vyhodnocovací aparatura je uložena v měřicím voze. Je například znám měřicí vůz pro sledování příčných výchylek osy železniční koleje, kde měřicí zařízení sestává ze speciálně upraveného vozidla, snímačů zrychlení, umístěných ve vozidle a snímajících okamžitá příčná zrychlení, z vyhodnocovacího zařízení, které z naměřených zrychlení skříně při známé přenosové funkci měřicího vozu přepočítává příčnou výchylku osy koleje vzhledem k referenčnímu stavu za současné kompenzace odstředivého zrychlení při jízdě obloukem. Je známo také zařízení, měřící síly mezi koly a kolejnicemi při jízdě železničního vozidla po koleji a obzvláště pak zajišťující hodnocení stavu koleje. Zařízení může být montováno do běžně užívaných vozidel, předpokládá se ovšem vozidlo s dvounápravovými podvozky.Currently, track irregularities are sensed by specially designed measuring cars with built-in measuring bogies with sensors. The measuring and evaluation apparatus is stored in the measuring car. For example, a measuring wagon is known for tracking transverse displacements of a rail track axis, wherein the measuring device consists of a specially adapted vehicle, in-vehicle acceleration sensors detecting instantaneous transverse accelerations, an evaluation device which recalculates the measured case accelerations the transverse displacement of the track axis relative to the reference state, while compensating the centrifugal acceleration during arc travel. It is also known to measure the forces between the wheels and the rails when the railway vehicle travels on the rail, and in particular to provide a track condition evaluation. The device can be mounted on commonly used vehicles, but it is assumed that the vehicle has two-axle bogies.

Měřicí vůz musí z hlediska provozuschopnosti splňovat předpisy železniční správy nebo dopravního podniku. Neumožňuje proto měření na tratích železniční správy nebo dopravního podniku s jinými podmínkami provozu. Zvláště nevýhodné je použití měřicích vozů na tratích městských drah, kde transport tohoto vozu na trať jiné městské dráhy nelze uskutečnit po vlastní ose. Také další úpravy, týkající se obrysu vozidla, profilů jízdní plochy kol a rozchodu- dvojkolí, jsou u měřicích vozů neřešitelné, nebo přinejmenším obtížně řešitelné. Pružící a tlumící soustava vozidla musí být konstruována a hlavně udržována v takovém stavu, aby dynamické vlastnosti vozidla co nejméně ovlivňovaly měřené veličiny. Přenesení a montáž speciálního měřicího zařízení na vozy, běžně používané v provozu, zvláště pak u provozovatelů s odlišnými podmínkami provozu a údržby vozů, nezaručuje reprodukovatelnost výsledků.The measuring wagon shall comply with the regulations of the railway administration or of the transport undertaking with regard to its operability. It therefore does not allow measurements on lines of railway administration or transport undertaking with different conditions of operation. Especially disadvantageous is the use of measuring wagons on the lines of the city railways, where the transport of this vehicle to the railroad of another city railroad cannot take place on its own axis. Also other modifications concerning the vehicle contour, wheel tread profiles and wheelbase gauge are not or are at least difficult to solve for measuring wagons. The suspension and damping system of the vehicle must be designed and mainly maintained in such a way that the dynamic characteristics of the vehicle affect as little as possible the measured quantities. The transfer and installation of special measuring equipment on wagons commonly used in service, especially for operators with different wagon operating and maintenance conditions, does not guarantee reproducibility of results.

Uvedené nedostatky odstraňuje pojízdné měřicí zařízení pro snímání geometrických parametrů kolejí, zejména kolejí městských drah, sestávající z dvounápravového podvozku, připojeného tažným zařízením k hnacímu vozidlu, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že dvounápravový podvozek je prostřednictvím mechanismu pro přenos tažných sil připojen k jednonápravovému měřicímu podvozku.The aforementioned drawbacks are eliminated by a mobile measuring device for sensing the geometrical parameters of rails, in particular city rails, consisting of a two-axle bogie connected by a towing device to a drive vehicle according to the invention. It is based on the fact that a two-axle bogie is connected to a single-axle measuring bogie by means of a traction transmission mechanism.

Je výhodné, když .jednonápravový měřicí podvozek sestává z dvojkolí, otočně uloženého v ložiskové komoře, v níž jsou uloženy vodicí trny s pružinami, na nichž je uložen rám, na němž je prostřednictvím závěsek uložen podvlečný nosník s druhými pružinami, na nichž je uložena skříň se zátěží, na níž jsou umístěny první snímače svislého zrychlení a druhé snímače příčného zrychlení, přičemž mezi rámem a skříní se zátěží jsou umístěny hydraulické tlumiče a zarážka, a mezi podvlečný nosník a na rám jsouIt is advantageous if the one-axle measuring bogie consists of a wheel set rotatably mounted in a bearing chamber, in which the guide pins with springs are supported, on which the frame is supported, by means of hinges, a sub-beam with the second springs is supported, with a load on which the first vertical acceleration transducers and the second transverse acceleration transducers are located, with hydraulic dampers and a stopper positioned between the frame and the load case, and between the undercarriage and the frame are

-1CZ 278425 B6 umístěna první omezovači táhla a druhá omezovači táhla.The first limiting rods and the second limiting rods are located.

Pojízdné měřicí zařízení pro snímání .geometrických parametrů kolejí, zejména kolejí městských drah, podle vynálezu umožňuje snadné, bezpečné a rychlé vyhodnocení svislých a příčných nerovností různých typů kolejových systémů, a dále umožňuje snadné naladění a cejchování dynamické soustavy měřicího jednonápravového podvozku bez ovlivnění jinými částmi pojezdu, jednoduchou změnu rozchodu dvojkolí výměnou jediného dvojkolí, změnu profilu jízdní plochy kol pouze na dvou kolech výměnou obručí. Dále zajišťuje vysokou míru bezpečnosti proti vyko-lejení, malý úhel náběhu dvojkolí měřicího podvozku i v minimálním poloměru oblouku a malou hmotnost soupravy. Měřicí souprava splňuje předpisy pro obrysy vozidel většiny dopravních podniků a železničních správ. Transport měřicího zařízení se omezuje pouze na převoz měřicího jednonápravového podvozku a příslušné měřicí a vyhodnocovací aparatury.The mobile measuring device for sensing the geometric parameters of tracks, in particular urban tracks, according to the invention enables easy, safe and fast evaluation of vertical and transverse unevennesses of different types of rail systems, and also allows easy tuning and calibration of dynamic single wheel axle measuring system without affecting other parts of travel , simply change the track width of the wheelset by replacing a single wheelset, change the tread profile of the wheels on only two wheels by changing the tires. Furthermore, it ensures a high level of anti-drainage safety, a low angle of attack of the measuring bogie wheels even in a minimum arc radius and a low set weight. The measuring set complies with the vehicle contour regulations of most transport companies and railway administrations. The transport of the measuring equipment is limited to the transport of the measuring single-axle bogie and the corresponding measuring and evaluation devices.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladu jeho provedení podle přiložených výkresů, kde obr. 1 znázorňuje schematicky v náryse zapojení základních částí pojízdného měřicího zařízení pro snímání geometrických parametrů kolejí, zejména kolejí městských drah, podle vynálezu. Obr. 2 znázorňuje schematicky v náryse a obr. 3 v půdoryse pojízdné měřicí zařízení pro snímání geometrických parametrů kolejí, zejména kolejí městských drah, podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention and its effects are explained in more detail in the description of an exemplary embodiment thereof with reference to the accompanying drawings, in which FIG. Giant. 2 shows schematically in a front view and FIG. 3 a plan view of a mobile measuring device for sensing the geometrical parameters of rails, in particular city rails, according to the invention.

Zapojení základních částí pojízdného měřicího zařízení pro snímání geometrických parametrů kolejí, zejména kolejí městských drah, podle vynálezu je znázorněno na obr. 1, z něhož je patrné, že zařízení sestává z dvounápravového podvozku 1, na jehož rámu je uchycen mechanismus 3 pro přenos tažných sil, prostřednictvím kterého je spojen dvounápravový podvozek 1 s jednonápravovým měřicím podvozkem 4.. Dvounápravový podvozek 1 je připojen prostřednictvím tažného zařízení 2 k hnacímu vozidlu 5.The connection of the basic parts of the mobile measuring device for sensing the geometrical parameters of rails, in particular the city railways, according to the invention is shown in Fig. 1, which shows that the device consists of a two-axle bogie 1. by means of which the two-axle bogie 1 is connected to the one-axle measuring bogie 4. The two-axle bogie 1 is connected via a towing device 2 to the driving vehicle 5.

Jednonápravový měřicí podvozek 4 má dvojité svislé a příčné lineární vypružení a sestává z dvojkolí 6, otočně uloženého v ložiskové komoře 7, v níž jsou uloženy vodicí trny 19 s lineárními pružinami 8 prvotního svislého vypružení, které současně zajišťují i lineární příčné vypružení. Na pružinách 8. je uložen rám 9., na kterém je prostřednictvím lineárního systému svislého a příčného druhotného vypružení uložena skříň 11 se zátěží, která nahrazuje svou hmotností příslušnou část hmotnosti vozidla. Tedy na rám 9 je prostřednictvím závěsek 20 uložen podvlečný nosník 21 s druhými pružinami 10, na nichž je uložena skříň 11 se zátěží, která nahrazuje svou hmotností příslušnou část hmotnosti vozidla. Tedy na rám 9 je prostřednictvím závěsek 20 uložen podvlečný nosník 21 s druhými pružinami 10., na nichž je uložena skříň 11 se zátěží. Na skříni 11 jsou v rovině, kolmé rr osu koleje, v místě osy dvojkolí 6, souměrně podle osy koleje umístěny vždy dva první snímače 12 svislého zrychlení a dva druhé snímače 13 příčného zrychlení. Mezi rámem 9 a skříní 11 se zátěží jsou umístěny zarážka 24 a první hydraulické tlumiče 14, druhé hydraulické tlumiče 15 a třetí hydraulické tlumiče 16, zajišťující optimální průběh přenosové funkce dynamické soustavy jednonápravového měřicího podvozku 4. Těžiště 18 jednonápravového měřicího podvozku 4 je voleno ve výšce osy táhla 17 mechanismu 3. pro přenos tažných silThe single-axle measuring bogie 4 has a double vertical and transverse linear suspension and consists of a wheel set 6 rotatably mounted in a bearing chamber 7 in which guide pins 19 with linear springs 8 of the initial vertical suspension are supported which also provide linear transverse suspension. On the springs 8 a frame 9 is mounted, on which a load box 11 is mounted by means of a linear system of vertical and transverse secondary suspension, replacing by its weight the corresponding part of the vehicle weight. Thus, on the frame 9, a sliding beam 21 with second springs 10 is mounted on the frame 20, on which a load box 11 is mounted, which replaces with its weight the corresponding part of the weight of the vehicle. Thus, on the frame 9, an under-beam beam 21 with second springs 10, on which the load case 11 is mounted, is mounted by means of suspensions 20. On the housing 11, two first vertical acceleration sensors 12 and two second transverse acceleration sensors 13 are arranged symmetrically along the track axis, in a plane perpendicular to the axis of the track, at the location of the wheelset axis 6. Between the frame 9 and the load case 11, a stop 24 and a first hydraulic damper 14, a second hydraulic damper 15 and a third hydraulic damper 16 are provided to ensure optimal transmission function of the dynamic single wheel bogie 4 dynamic system. the axles of the drawbar 17 of the tensile force transmission mechanism

-2CZ 278425 B6 a ve svislé rovině, procházející osou koleje, a svislé rovině, procházející osou dvojkolí 6. Mezi podvlečný nosník 21 a rám 9 jsou umístěna první omezovači táhla 22 a druhá omezovači táhla 23. Výměnou běžného dvojkolí 6 jednonápravového měřicího podvozkuBACKGROUND OF THE INVENTION Between the undercarriage 21 and the frame 9 are located the first limiting rods 22 and the second limiting rods 23. By replacing the conventional wheelset 6 of the single-axle measuring bogie.

4,. za měrné ' dvojkolí lze pojízdné měřicí zařízení podle vynálezu použít současně i ke snímání svislých a příčných dynamických sil mezi kolem a kolejnicí. Pro výpočet statistického rozložení nerovnosti koleje z naměřených hodnot zrychlení skříně je nezbytná znalost přenosové funkce měřicího podvozku. Konstrukce jednonápravového měřicího podvozku 4 proto musí zajistit dynamické vlastnosti podvozku i v provozu blízké výpočtovým.4 ,. beyond the measuring wheelset, the mobile measuring device according to the invention can also be used to sense the vertical and transverse dynamic forces between the wheel and the rail. To calculate the statistical distribution of track unevenness from the measured values of the box acceleration, it is necessary to know the transmission function of the measuring bogie. The design of the single-axle measuring bogie 4 must therefore ensure the dynamic characteristics of the bogie even in near-computing mode.

Na dvojkolí 6, otáčející se v ložiskách ložiskových komor Z, působí z kolejnice reakce ve směru svislém, příčném i podélném. Tyto síly se přes ložiska a ložiskovou komoru 7 přenášejí v podélném směru vodícími trny 19 a ve svislém a příčném směru pružně pružinami 8 prvotního vypružení na rám 9 jednonápravového měřicího podvozku 4. Svislé pohyby v prvotním vypružení jsou tlumeny prvními hydraulickými tlumiči 14. Rám 9 jednonápravového měřicího podvozku 4 přes závěsky 20 nese podvlečný nosník 21 s druhými pružinami 10 druhotného vypružení. Pohyb podvlečného nosníku 21 vůči rámu 9 jednonápravového měřicího podvozku 4 je v podélném směru omezen prvním omezovacím táhlem 22 a v příčném směru druhým omezovacím táhlem 23. Síly mezi skříní 11 a rámem 9 jednonápravového měřicího podvozku 4 se přenášejí ve svislém a příčném směru pružně druhými pružinami 10, v podélném směru zarážkami 24. Pohyby mezi skříní 11 a rámem 9 jednonápravového měřicího podvozku 4 jsou tlumeny druhými hydraulickými tlumiči 15 a třetími hydraulickými tlumiči 16. Táhla 17 mechanismu 3. pro přenos tažných sil přenášejí tažné a brzdicí síly na dvounápravový podvozek 1. Mechanismus 3. pro přenos tažných sil současně vede jednonápravový měřicí podvozek 4 v přímé koleji i v oblouku, udržuje úhel náběhu dvojkolí 6. ve stanovených mezích a zajišťuje stabilitu Chodu jednonápravového měřicího podvozku 4, jakož i přenos tažných a brzdných sil z dvounápravového podvozku 1 na jednonápravový měřicí podvozek 4.The wheelset 6, rotating in the bearings of the bearing chambers Z, reacts from the rail in a vertical, transverse and longitudinal direction. These forces are transmitted through the bearings and the bearing chamber 7 in the longitudinal direction by the guide pins 19 and in the vertical and transverse directions elastically by the primary suspension springs 8 to the frame 9 of the single-axle measuring bogie 4. The vertical movements in the primary suspension are damped by the first hydraulic dampers 14. of the measuring bogie 4 carries the under-beam 21 with the second springs 10 of the secondary suspension via the suspensions 20. The movement of the undercarriage 21 relative to the frame 9 of the single-axle measuring bogie 4 is limited in the longitudinal direction by the first limiting rod 22 and transversely by the second limiting rod 23. The forces between the housing 11 and the frame 9 of the single-axle measuring bogie 10, in the longitudinal direction by stops 24. Movements between the housing 11 and the frame 9 of the single-axle measuring bogie 4 are damped by the second hydraulic dampers 15 and the third hydraulic dampers 16. The tie rods 17 transfer the tractive and braking forces to the two-axle bogie 1. At the same time, the traction mechanism 3 guides the single-axle measuring bogie 4 in a straight track and in an arc, keeps the angle of attack of the wheelset 6 within specified limits and ensures stability of the single-axle measuring bogie 4 and the tractive and braking forces right undercarriage 1 to single axle measuring undercarriage 4.

Pojízdné měřicí zařízení pro snímání geometrických parametrů kolejí, zejména kolejí městských drah, podle vynálezu je využitelné pro měření svislých a příčných nerovností kolejí a pro hodnocení kvality tratí. Díky své jednoduchosti, nízké hmotnosti a snadné přepravě bude používáno hlavně na tramvajových tratích, tratích rychlodrážních tramvají, rychlodrah a na tratích metra. S výhodou se též uplatní na těch železničních tratích, na kterých bude použití drážních měřicích vozů znemožněno bud z důvodu rozdílného rozchodu nebo rozdílného obrysu pro vozy. Výrobci kolejových vozidel budou moci pojízdné měřicí zařízení podle vynálezu právě díky jeho výše citovaným výhodám, sledovat a hodnotit kvalitu tratí u svých zákazníků v tuzemsku i v zahraničí. Získané výsledky obohatí zkušenosti výrobců r nové přesné vstupní údaje při konstrukci vozidel.The mobile measuring device for sensing the geometrical parameters of rails, in particular city rails, according to the invention is useful for measuring vertical and transverse unevenness of rails and for evaluation of track quality. Due to its simplicity, low weight and easy transport it will be used mainly on tram lines, rail lines, fast railways and metro lines. They are also advantageously applied to those railway lines on which the use of railway measuring wagons will be impossible due to either a different gauge or a different gauge for the wagons. Railway vehicle manufacturers will be able to monitor and evaluate the quality of the tracks for their customers both at home and abroad thanks to its advantages cited above, thanks to its advantages cited above. The results obtained will enrich the experience of manufacturers and new accurate input data in the construction of vehicles.

Claims

Mobile measuring device for sensing track geometries, in particular urban rail tracks, consisting of a two-axle bogie connected by a towing device to a traction unit, characterized in that the two-axle bogie (1) is connected to the traction force transmission mechanism (3) single axle measuring bogie (4).

Device according to claim 1, characterized in that the single-axle measuring bogie (4) consists of a wheel set (6) rotatably mounted in a bearing chamber (7) in which the guide pins (19) with springs (8) are mounted on a frame (9) on which the under-beam (21) with the second springs (10) is placed, on which the load box (11) on which the first sensors (12) of the vertical and second transverse acceleration sensors (13), wherein between the frame (9) and the load case (11) are located first hydraulic shock absorbers (14), second hydraulic shock absorbers (15), third hydraulic shock absorbers (16), and stop (24) , and between the under-beam (21) and the frame (9) are located a first limiting rod (22) and a second limiting rod (23).