DD212931A1

DD212931A1 - Messanordnung zum ueberwachen von bahngleisen

Info

Publication number: DD212931A1
Application number: DD24682682A
Authority: DD
Inventors: Peter Apel; Wilhelm Kuepper
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-08-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messanordnung zum Ueberwachen von Bahngleisen, insbesondere von Kranbahngleisen. Die Erfindung hat das Ziel, eine einfache bedienbare und leicht umsetzbare Messanordnung fuer Gleise zu schaffen, die mit hoher Genauigkeit bei gleichzeitiger Arbeitszeiteinsparung arbeitet.Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messanordnung mit einem dynamischen Emofaengersystem zu realisieren,bei dem eine kontinuierliche und/oder diskrete Nachfuehrung des Lichtstrahlempfaengers in horizontaler und vertikaler Richtung zur Ermittlung der Abweichungen der Lage eines Gleises waehrend der Fahrbewegung des Messwesens erfolgt. Erfindungsgemaess besteht der Messempfaenger aus einer 4-Quadranten-Fotodiode, die entlang einer Messstrecke kontinuierlich so gefuehrt wird, dass der Schwerpunkt der Lichtstrahlachse sich laufend im Zentrum der Fotodiode befindet. Die Fotodiode wird dabei in horizontale Richtung ueber eine Winkelbewegung und in vertikaler Richtung linear oder umgekehrt gefuehrt. Der Messempfaenger ist in bezug auf die Lichtstrahlachse drehbar am Messwagen gelagert. In einer besonderen Ausfuehrungsvariante sind die Bewegungsachsen des Messempfaengers festlegbar.

Description

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a) Titel der Erfindung

Meßanordnung zum Überwachen von Bahngleisen

b) Anwendungsgebiet der 3rfindung

Die Erfindung besieht sich auf eine Meßanordnung zum Überwachen von Bahngleisen, insbesondere von Kranbahngleisen·

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der D3-Q5 283191S <??ird eine Einrichtung sum Messen der Lage eines Gleises beschrieben, bei dar eine raumfeste Lichtstrahlbesugsachse parallel -sum Gleis erzeugt v?ird« Innerhalb des Lichtstrahls wird eine fahrbare Meßanordnung auf dem Gleis von Meßpunkt zu Meßpunkt bewegt, die einen Meßampfänger und einen Feigungsaufnehmer trägt* Der Meßempfänger besteht aus einer zv/eidimensioaalen Fotodiode, die mit Hilfe von einer, mit svjei senkrecht zueinander angeordneten Yarsehiebeelementen ausgerüsteten Nachführeinrichtung horizontal und vertikal so bewegt raircl, daß der Liohtschv/erpunkt mit der Diodenmitte zusammenfällt* Aus den Wegsignalen der Verschiebeelemente und dem Heßsignal des Ueigungsaufnehmers wird an jeder Meßstelle die Lage des Schienenprofils in bezug auf die Lichtatrahlachee bestimmt«

Die Meßeinrichtung hat den iiachteilj daß die Lage be Stimmung des Gleises nur an bestimmten Meßstsllen erfolgt und der gerätetechnischs Aufwand groß ist* Außerdem ist die Einrichtung nur für ein anwendbar*,

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d) Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine einfach bedienbare· und leicht umsetzbare Meßanordnung für Gleise zu schaffen, die mit hoher Genauigkeit bei gleichzeitiger Arbeitszeiteinsparung arbeitet.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßanordnung mit einem dynamischen Empfängersystem zu realisieren, bei dem eine kontinuierliche und/oder diskrete nachführung des Lichtstrahlempfängers in horizontaler und vertikaler Richtung zur Ermittlung der Abweichungen der lage eines Gleises während der Fahrbewegung des Meßv<agens erfolgt*

Erfindungsgemäß besteht der Meßempfänger aus einer 4-Quadranten-Fotodiode, die entlang einer Meßstrecke kontinuierlich so geführt wird, daß der Schwerpunkt der Lichtstrahlachse sich laufend im Zentrum der Fotodiode befindet. Die !Fotodiode wird dabei in horizontale Richtung über eine Winkelbewegung und in vertikaler Richtung linear oder um-* gekehrt geführt« Der Meßempfänger ist in bezug auf die Lichtstrahlachse drehbar am Meßwagen gelagert« In einer besonderen Ausführungsvariante sind die Bewegungs-achsen des Meßempfängers festlegbar*

f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert« Darin zeigt

Figur 1 die Vorderansicht der Meßanordnung, Figur 2 die Seitenansicht der Meßanordnung» Die schienengebundene Vorrichtung besteht aus einem Meß» wagen 1 mit Fahrantrieb, zwei horizontal angeordnete Laufrollen 2, jeweils zwei Seitenführuagsr-ollen 3 an der rechten und linken Seite, Funkfernsteuerempfänger, Telemetriesender, Querneigungskorapensatorbaugruppe und einer elektrooptischen Empfangsanlage 4« An der Grundplatte 5 des Maßwagens sind die horizontalen Laufrollen 2, von der eine mit dem Fahrantrieb gekoppelt ist, fest und die Seitenführungs-

rollen 3 meßbar verstellbar zur Anpassung an die jeweilige Schienenkopfbreite 6, montiert.

Über die !install- und Federbaugruppen 7 können die Seitenführungsrollen 3 auf einer Seite des Meßwagens entweder als Führungsrollen fest oder als Anpreßrollen federnd eingestellt werden·

Die elektro-optische Smpfangsanlage 4 besteht aus den Baugruppen zweidimensionaler Lichtempfänger in Form einer 4-Quadranten-Fotodiode 8, mit Vertikalnachführeinrichtung und elektro-mechanischem Antrieb 10, Dreharm 11 mit Horizontaldrehmechanismus 12 und elektro-mechanischera Antrieb 13 sowie elektronischen Baugruppen zur Steuerung der 7ertikalnachführeinrichtung 9 und dee Horizontaldrehmechanismusses 12 der Fotodiode 3·

Zur Messung der horizontalen und 'vertikalen Lage eines Bahngleises, z. B. einer Kranbahnschiene 14, wird an einem Endpunkt oder an einem beliebigen anderen Punkt innerhalb der Kranbahnanlage eine Lichtquelle über geeignete Aufstellvorrichtungen fest auf der Kranbahnschiene 14 montiert«

Zvjeckmäßigervjeise wird als Lichtquelle ein an sich bekanntes Laserflüftungsgerät verwendet. Das Laserfluchtungsgerät wird so ausgerichtet, daß der Laserstrahl 15 als raumfeate Meßachse für die Kranbahnschiene dient.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an einem beliebigen Punkt auf die Kranbahnschiene 14 aufgesetzt und die Fotodiode 8 der elektro-optischen Smpfangsanlage 4 über die Vertikalnachführeioriohtung 9 und des Horizontaldrehmechanismus 12 so eingestellt, daß sich die Mitte der 4-Quadranten-Fotodiode im Zentrum äes Laseretrahlquerschnittes befindet«

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Mit einer gebräuchlichen Punkfernsteueranlage wird der Meßwagen 1 von einem beliebigen Standort im Hahbereich der Kranbahnanlage aus zu den jeweiligen Meßpunkten auf der Kranbahnschiene gefahren»

Zur Messung der horizontalen und vertikalen Lage der Kranbahnschiene 14 wira das Laserfluchtungsgerät und die elektro-optische Empfangsanlage 4 auf dem Meßwagen 1 auf die beschriebene Weise aufgestellt und ausgerichtet.

Tritt beim Verfahren des Meßwagens von einem Meßpunkt zum anderen eine Abweichung der Mitte der Potodiode 8 vom Zentrum der Laser3trahlachee 15 auf, so wird diese Abweichung von der Fotodiode 8 mit hoher Genauigkeit registriert, Die Meßsignale der Potodiode 8 werden durch entsprechende elektronische Baugruppen derart aufbereitet, daß aie zur automatischen Sachführung der Potodiode 8 über die Vertikalnachführeinrichtung 9 und den Horizontalmechanismus dienen*

Die Nachführung der !Fotodiode erfolgt solange, bis der Mittelpunkt der Potodiode mieder mit dem Zentrum der Laserstrahlung zusammenfällt« Aus der jeweiligen Verschie~ bung der Potodiode 8 in horizontaler und vertikaler Richtung ergibt sich die Lageabi?eichung der Kranbahnschiene in der Höhe ΔΈ und Seite AS»

Verfälschungen der Lagebestimmung infolge Querneigung der Meßvorrichtung aufgrund einseitig abgefahrener Schienenkopf profile oder Verkantungen der Kranbahnschiene werden durch eins elektronische Qserneigungskompensationsbaugruppe ermittelt und es erfolgt eine automatische Korrektur der ermittelten Meßwerte ΔΕ und AS* Die Dynamik des lachführregelkreises ermöglicht eine genaue kontinuierliche nachführung der Potodiode auch während der Pahrt des Meßwagens 1 von einem Meßpunkt sum anderen=, Vom Meßviagen 1 werden die korrigierten Meßwerte ( ZNS undüH) der Kranbahnschiene 14 über einen auf dem Meßwagen 1 installierten Telemetri äsend er zura Telemetrieeiapf anger, der sich am Standort des Punkfernsteuersendera oder an einem

beliebigen anderen Ort im Ifahbereich der Kranbahnanlage befindet, übertragen und auf einem Digitalmeßinstrument angezeigt· Zur Registrierung der Meßwerte kann man an die Meßanzeige geeignete MeßwertaafZeichnungsgeräte, wie elektronische Meßvjertspeicher, Magnetbandspeicher, Drucker oder Schreiber anschließen bzw· handschriftlich in Meßformulare eintragen·

Mit der erfindungsgemäßen Torrichtung zur Messung der Kranbahnschienen oder anderen Bahngleisen sind zwei verschiedene Meßmethoden anwendbar.

a) Diskrete Meßmethode

Der Meßwagen 1 wird über die Punkfernsteueranlage von Maßpunkt zu Meßpunkt gefahren· An den jeweiligen Meßpunkten erfolgt eine übertragung der von der elektrooptischen Empfangsanlage ermittelten Meßwerte 43 und ΔΕ, wobei sich der Meßwagen 1 im Stillstand befindet·

b) kontinuierliche Meßmethode

Der Meß^agen 1 wird über die Punkfernsteueranlage in Betrieb gesetzt und fährt mit einer annähernd konstanten Fahrgeschwindigkeit auf der Kranbahnschiene 14» Während der Fahrt des Meßwagens 1 wird die Fotodiode über die Vertikal- und Horizontalnachführeinrichtung automatisch dem Laserstrahl 15 nachgeführt· Die kontinuierlich anfallenden Meßwerte «4 S und ΛΕ können entweder kontinuierlich oder in variabel einstellbaren Zeitabständen übertragen werden.

Claims

Srfindungsanspruch;

1· Meßanordnung zum überwachen von Bahngleisen, bestehend aus einem parallel zum Gleis erzeugten Lichtstrahl als Bezugsachse, einem auf dem Gleis bewegbaren Meßvfsgen mit einem Heigungskompensator und einem Meßempfänger mit einer Fotodiode, die auf dem Meßwagen über eine nachführeinrichtung in jedem Meßpunkt horizontal und vertikal in die Lichtstrahlbezugsachse bewegt viird, ^obei auaden Wegsignalen die Lage der Gleise,der Höhe und der Seite nach bestimmt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Meßempfänger aus einer 4-Quadranten-Potodiode (8) besteht, die entlang einer Meßstrecke kontinuierlich in horizontaler üchtung über eine Winkelbewegung und in vertikaler Richtung linear oder umgekehrt so geführt wird, daß der Schwerpunkt der Lichtstrahlachse (15) sich laufend im Zentrum der Fotodiode (8) befindet.

2. Meßanordnung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Maßempfänger in bezug auf die Lichtstrahlachse (8) drehbar am Meßv?agen (1) gelagert ist«

3· Meßanordnung nach Pkt_e 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Bewegungsachsen· des Meßempfängers festlegbar sind, r Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -