DE10045468A1 - Gleismeßeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemäße Gleismeßeinrichtung (10) mit einem Gleismeßwagen (11) zur Ermittlung der relativen und/oder absoluten Lage eines Gleises für Schienenfahrzeuge ist gekennzeichnet durch eine zusätzliche, in Längsrichtung des Gleises ausgerichtete, am Gleismeßwagen (11) angeordnete Langsehnenmeßeinrichtung (16), die eine zusätzliche, relative Vermessung des Gleises und somit größere Meßgenauigkeit erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleismeßeinrichtung mit einem Gleis­ meßwagen zur Ermittlung der relativen und/oder absoluten Lage eines Gleises für Schienenfahrzeuge, wie sie beim Einrichten von Gleisen, insbesondere von in fester Fahrbahn verlegten Gleisen verwendet wird.

Derartige Gleismeßeinrichtungen haben einen mit Meßfühlern für die Spurweite des vermessenen Gleises und dessen Überhöhung aus­ gestatteten Meßwagen, an dem ferner mindestens ein Reflektor an­ gebracht ist, der mit Hilfe von Theodoliten angepeilt werden kann, die an neben der Strecke genau festgelegten Gleisvermar­ kungspunkten angeordnet sind. Es ist so möglich, die tatsächli­ che Lage des Meßwagens und damit der Schienen des Gleises, auf denen er abrollt, festzustellen und das Gleis anhand der gewon­ nenen Daten durch geeignete Einstelleinrichtungen so auszurich­ ten, daß die gewünschte Lage des Gleises einschließlich der re­ lativen Lage der beiden Schienen zueinander möglichst weitgehend erreicht wird.

Ein Nachteil dieser bekannten Meßeinrichtung liegt darin, daß die Ermittlung der relativen Position des Meßwagens zu einer vor oder hinter dem Wagen liegenden Meßstelle im Gleis nur über den "Umweg" des oder der an den Gleisvermarkungspunkten angeordneten Theodoliten erfolgen kann, was zu Ungenauigkeiten führen kann, die möglicherweise nicht oder zu spät erkannt werden. Ungenauig­ keiten bei der Einrichtung des Gleises, das in fester Fahrbahn verlegt wird, können nach dem Einbetonieren nicht oder nur noch in sehr geringem Umfang korrigiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßeinrichtung der bekannten Art so auszugestalten, das damit eine höhere Meßsicherheit ge­ währleistet und Meßfehler mit großer Zuverlässigkeit erkannt werden können.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch eine in Längsrichtung des Gleises ausgerichtete, am Gleismeßwagen angeordnete Langseh­ nenmeßeinrichtung gelöst.

Die zusätzlich zu den bekannten Meßmitteln am Meßwagen angeord­ nete Langsehnenmeßeinrichtung gestattet eine unabhängige Kon­ trollmessung, indem die relative Lage des Meßwagens zwischen den Endpunkten der Langsehnenmeßeinrichtung in Höhe und Querlage festgestellt und somit auch die relative Lage des Meßwagens zu vor und hinter diesem liegenden Meßpunkten festgestellt werden kann. Dieses ergänzende Meßsystem verbessert nicht nur die Qua­ lität der Meßergebnisse, sondern erlaubt in besonders einfacher Weise auch eine qualitative Überprüfung der Meßergebnisse, die mit Hilfe der an den Gleisreferenzpunkten aufgestellten, auf die Reflektoren am Meßwagen ausgerichteten Theodoliten gewonnen wer­ den. Tatsächlich kann durch die zusätzlich vorgesehene Langseh­ nenmeßeinrichtung bei vielen Messungen auf den Einsatz des Theo­ doliten verzichtet werden.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung besteht die Langseh­ nenmeßeinrichtung im wesentlichen aus etwa in gleichbleibendem Längsabstand vom Meßwagen angeordneten Schienenabgriffelementen und aus zwischen dem Meßwagen und den Schienenabgriffelementen angeordneten, quer zur Gleislängsrichtung relativ zum Meßwagen flexiblen Abstandhaltern sowie einer zwischen den Schienenab­ griffelementen verlaufenden Meßsehne, der in ihrem mittleren Be­ reich Sehnenlagesensoren zugeordnet sind. Das Längenverhältnis der beiden Abstandhalter zueinander kann auch ein anderes sein und beispielsweise 1 : 3 oder 1 : 4 betragen. Sinnvollerweise befin­ den sich die Sehnenlagesensoren hierbei genau wie die übrigen Meßfühler der Einrichtung am Meßwagen. Die flexible Ausgestal­ tung der Abstandhalter kann dabei dadurch erreicht werden, daß die Abstandhalter aus einem flexiblen Material bestehen, beispielsweise aus Glasfiber oder aus Federstahl; es ist aber auch möglich und in den meisten Fällen zweckmäßig, wenn die Abstand­ halter gelenkig am Meßwagen angeschlossen sind und sich so quer zur Gleislängsrichtung seitlich und in der Höhe zumindest be­ grenzt bewegen können, ohne daß sich der Abstand der Schienenab­ griffelemente von dem Meßwagen ändert.

Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung er­ gibt sich, wenn die Abstandhalter aus gelenkig an dem Meßwagen angeschlossenen, starren Stützrohren bestehen, die in ihrem In­ neren die Meßsehne aufnehmen. Die Meßsehne ist bei dieser Ausge­ staltung in den Stützrohren vor Umwelteinflüssen an der Gleis­ baustelle geschützt. Regen und Wind können die Lage der Sehne zwischen den Schienenabgriffelementen somit nicht beeinflussen, so daß die Meßergebnisse auch bei widrigsten Wetterverhältnissen nicht beeinflußt werden. Die starren Stützrohre hängen auch über ihre teilweise erhebliche Länge von 6 m oder mehr nicht oder nur sehr wenig durch, so daß die Meßsehne die Innenwand der Stütz­ rohre nicht unbeabsichtigt berührt.

Zweckmäßig ist die Langsehnenmeßeinrichtung dezentral am Meßwa­ gen und den Schienenabgriffelementen in der Nähe einer Schiene des Gleises angeschlossen. Die Langsehnenmessung kann dann zweckmäßig in unmittelbarer Nähe derjenigen Schiene erfolgen, bei der es auf Lagegenauigkeit besonders ankommt, also z. B. in Kurven der die Fahrkante bildenden Schiene.

Vorzugsweise sind die Schienenabgriffelemente der Langsehnen­ meßeinrichtung fest mit den Abstandhaltern verbunden. Sie beste­ hen zweckmäßig aus sich etwa über die Breite des Gleises er­ streckenden, sich auf den Schienenoberseiten der Fahrschienen abstützenden Spurstangen, die mit auf den Schienenoberseiten laufenden Führungsrollen sowie einem sich an die Fahrkante einer Schiene anlegenden Fahrkantenanschlag versehen sein können. Der Fahrkantenanschlag besteht vorzugsweise im wesentlichen aus ei­ ner an der Fahrkante laufenden Anlaufrolle und einer an die zu­ gehörige Schienenaußenkante anstellbaren Andruckrolle, wodurch in besonders einfacher und zuverlässiger Weise ein lagegenauer Kontakt der Schienenabgriffelemente an den Schienen sicherge­ stellt wird. Wenn die Andruckrolle darüber hinaus von schräg un­ ten gegen den Schienenkopf anstellbar ist, ist problemlos ge­ währleistet, daß sich die Spurstange von der darunter gelegenen Schiene nicht abheben kann, sondern immer fest gegen die Schie­ nenoberseite angedrückt wird.

Vorzugsweise tasten die Sehnenlagesensoren die Lage der Meßsehne berührungslos ab, was beispielsweise durch Verwendung von opti­ schen Meßfühlern erfolgen kann. Die berührungslose Abtastung hat den Vorteil, daß hierbei die Sensoren die Lage der Meßsehne selbst nicht beeinflussen.

Die Meßsehne kann aus einem mit definierter Kraft vorgespannten Stahl- oder Kunststoffseil bestehen.

Der Meßwagen ist vorzugsweise mit einem Wegmeßrad versehen, wo­ durch es möglich ist, die Messungen auch bei langsamer Fahrt der Meßeinrichtung durchzuführen und somit nicht nur eine Aussage über die relative Lage der von den Schienenabgriffelementen und dem Meßwagen definierten Meßpunkten zueinander zu erhalten, son­ dern auch darüber, mit welchen Geschwindigkeiten bzw. Beschleu­ nigungen oder Schrittweiten sich die Lageänderungen vollziehen.

Diese Messungen werden bevorzugt unabhängig von den über dem Gleisvermarkungspunkt aufgestellten Theodoliten ausgeführt. Die Zuordnung der gemessenen Werte zur Wegachse erfolgt dann über das Wegmeßrad.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin eine bevor­ zugte Ausführungsform der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert wird. Es zeigt:

Fig. 1 eine Gleismeßeinrichtung nach der Erfindung in ei­ ner stark schematisierten Draufsicht;

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer Seitenansicht; und

Fig. 3 einen Querschnitt III-III nach Fig. 1 in vergrö­ ßerter, mehr ins Detail gehender Darstellung.

In der Zeichnung bezeichnet 10 eine erfindungsgemäße Gleis­ meßeinrichtung, die dazu dient, die tatsächliche Lage des Gleis­ rostes eines in fester Fahrbahn zu verlegenden Gleises festzu­ stellen, damit das Gleis genau in die gewünschte Lage eingerich­ tet werden kann, bevor es auf dem Untergrund arretiert wird.

Die Gleismeßeinrichtung 10 weist einen Gleismeßwagen 11 auf, der auf den Schienen 12 des Gleises verschieblich angeordnet ist. Der Meßwagen 11 ist an seinen Seiten mit Reflektoren 13 verse­ hen, die Theodoliten angepeilt werden können, die wiederum an seitlich neben dem Gleis angeordneten Meßpunkten 14 hochgenau ausgerichtet werden können, wie dies an sich bekannt ist.

Der Gleismeßwagen 11 ist ferner mit einem ersten Meßfühler 15a zur Ermittlung der Spurweite der Schienen 12 und einem zweiten Meßfühler 15b ausgestattet, mit dessen Hilfe die Überhöhung des Gleises an der Stelle festgestellt werden kann, an der sich der Meßwagen befindet.

Soweit bislang beschrieben, entspricht die Gleismeßeinrichtung den bekannten Meßeinrichtungen mit Meßwagen. Zusätzlich ist der Gleismeßwagen nach der Erfindung mit einer Langsehnenmeßeinrich­ tung 16 versehen, die es in besonders vorteilhafter Weise ermög­ licht, eine Aussage über den Gleisverlauf in der näheren Nach­ barschaft vor und hinter dem Meßwagen zu erhalten und die somit eine von den an den Meßpunkten 14 angeordneten Theodoliten unab­ hängige Kontrollmessung auf der Basis eines anderen Meßverfah­ rens erlaubt. Mit Hilfe der Langsehnenmeßeinrichtung kann eine Aussage über die relative Lage des Meßwagens zwischen zwei zu­ sätzlichen, vor und hinter dem Meßwagen liegenden Punkten im Gleis erhalten werden, was die Qualität der Messung bzw. die Zu­ verlässigkeit der Meßergebnisse verbessert.

Die Langsehnenmeßeinrichtung 16 besteht im wesentlichen aus zwei vor und hinter dem Meßwagen 11 angeordneten Schienenabgriffele­ menten 17, die von Abstandhaltern 18 in weitestgehend konstantem Abstand vom Meßwagen gehalten werden, und einer zwischen den Schienenabgriffelementen 17 verlaufenden Meßsehne 19, deren Sei­ ten- und Höhenlage von am Meßwagen zusätzlich angeordneten Seh­ nenlagesensoren 20 abgetastet wird. Die Abstandhalter 18 sind selbst starre Bauteile und mit den Schienenabgriffelementen 17 fest verbunden, am Meßwagen 11 hingegen sind sie gelenkig ange­ schlossen. Sie gestatten es somit, daß die vor und hinter dem Meßwagen sich an die Schienen anlegenden Schienenabgriffelemente 17 ihre relative Lage zum Meßwagen quer zur Gleislängsrichtung nach oben und zur Seite verändern können, so daß bei gleichblei­ bendem Abstand zwischen Meßwagen und Schienenabgriffelementen sowohl diese als auch jener immer in der gewünschten Weise fest an den Schienen anliegen.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Abstandhalter 18 als Stützrohre 21 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff oder einem anderen geeigneten, starren Material bestehen, in deren Inneren 22 die Meßsehne 19 aufgenommen und an deren abgriffelementseiti­ gen Enden sind unter Vorspannung zentrisch befestigt ist. Der Durchmesser der Stützrohre ist so groß gewählt, daß sich die Meßsehne darin bei den zu erwartenden Verlaufsveränderungen der Schienen nach oben/unten bzw. rechts/links frei bewegen kann, ohne an die Rohrwandungen zu stoßen. Die zwischen den Stützroh­ ren 21 am Meßwagen 11 angeordneten Sehnensensoren 20 stellen die Lageänderung der Sehne quer zur Gleislängsrichtung fest.

Die Anordnung der ca. 4 bis 8 m langen Meßsehne in den Stützroh­ ren 21 hat den Vorteil, daß die Sehne Wind- und Wettereinflüssen nicht ausgesetzt ist, die die Meßergebnisse andernfalls beein­ flussen könnten. Auch ist sichergestellt, daß die Sehne nicht durch unsachgemäße Behandlung beschädigt werden kann. Aufgrund der großen Steifigkeit der Rohre ist sichergestellt, daß diese über ihre verhältnismäßig große Länge zwischen dem Meßwagen und dem jeweiligen Schienenabgriffelement nicht durchhängen können, in welchem Fall sich ansonsten die Meßsehne unerwünschterweise an der Rohrwand anlegen könnte. Die gelenkige Lagerung der Stützrohre am Meßwagen kann in geeigneter Weise mittels einer Gummimanschette oder eines Kugel- oder Kreuzgelenkes erfolgen.

Aus Fig. 1 und Fig. 3 ist gut erkennbar, daß die Langsehnenmeßein­ richtung 16 dezentral am Meßwagen 11 angeordnet ist, indem sich die Stützrohre 21 mit darin laufender Meßsehne 19 unmittelbar neben der äußeren Schiene 12a des Gleises befinden.

Die Schienenabgriffelemente 17 bestehen im wesentlichen aus sich über die Breite des Gleises erstreckenden Spurstangen 23, die rechts und links mit Führungsrollen 24 versehen sind, mit denen sie sich auf den Laufflächen 25 der Schienenköpfe 26 abstützen und auf diesen abrollen können. Zusätzlich sind die Spurstangen 23 an ihrer einen, an der äußeren Schiene 12a befindlichen Seite unterhalb der Langsehnenmeßeinrichtung 16 mit einem sich an die Fahrkante 27 der Schiene 12 anlegenden Fahrkantenanschlag 28 versehen. Dieser besteht bei dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel aus einer an der Fahrkante 27 anliegenden Anlaufrolle 29 und einer außen an die Schiene 12a anstellbaren Anpreßrolle 30, die von schräg unten gegen die untere Außenkante 31 des Schie­ nenkopfes von einer Andruckfeder 32 gedrückt wird und so sicher­ stellt, daß die Anlaufrolle 29 sich während des gesamten Meßvor­ gangs immer in dichtem Kontakt mit der Fahrkante der Schiene be­ findet.

Die Sehnensensoren 20 am Meßwagen 11 sind optische Sensoren, die die Lage der Meßsehne berührungslos abtasten und somit selbst die Lage der Meßsehne vollkommen unbeeinflußt lassen. Die Meß­ sehne besteht aus einem Stahlseil, daß mit definierter Vorspan­ nung zwischen den Endpunkten der Stützrohre eingespannt ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind verschiedene Än­ derungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können anstelle der starren Abstandhalter auch solche aus flexiblen Materialien verwendet werden, sofern sichergestellt ist, daß diese nicht mit der Meßsehne kollidieren und dadurch das Meßergebnis beeinflussen. Der Meßwagen kann zu­ sätzlich zu den erwähnten Meßwertaufnehmern und Sensoren auch noch mit einem Wegmeßrad versehen werden, das es gestattet, die Messungen kontinuierlich bei langsamer Fahrt der Meßeinrichtung entlang der Schienen auch ohne Einsatz von Theodolithen durchzu­ führen.

Claims (14)

1. Gleismeßeinrichtung mit einem Gleismeßwagen zur Ermittlung der relativen und/oder absoluten Lage eines Gleises für Schienenfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine in Längsrich­ tung des Gleises ausgerichtete, am Gleismeßwagen (11) ange­ ordnete Langsehnenmeßeinrichtung (16).

2. Gleismeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Langsehnenmeßeinrichtung (16) im wesentlichen aus etwa in gleichbleibendem Längsabstand vom Meßwagen (11) angeordneten Schienenabgriffelementen (17) und aus zwischen dem Meßwagen und den Schienenabgriffelementen (17) angeordneten, quer zur Gleislängsrichtung relativ zum Meßwagen flexiblen Abstandhaltern (18) sowie einer zwischen den Schienenabgriffelementen (17) verlaufenden Meßsehne (19) besteht, der in ihrem mittleren Bereich Sehnenlagesensoren (20) zugeordnet sind.

3. Gleismeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sehnenlagesensoren (20) am Gleis­ meßwagen (11) angeordnet sind.

4. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter (18) aus stabilen, gelenkig an dem Meßwagen (11) ange­ schlossenen Stützrohren (21) bestehen, die in ihrem Inneren (22) die Meßsehne (19) aufnehmen.

5. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stützrohre (21) aus Glasfiber, Aluminium oder kohlefaserverstärktem Kunst­ stoff bestehen.

6. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Langsehnenmeßein­ richtung (16) dezentral am Meßwagen (11) in der Nähe einer Schiene (12a) des Gleises angeordnet ist.

7. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schienenabgriffe­ lemente (17) der Langsehnenmeßeinrichtung (16) fest mit den Abstandhaltern (18) verbunden sind.

8. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schienenabgriffe­ lemente (17) aus sich etwa über die Breite des Gleises er­ streckenden, sich auf den Schienenlaufflächen (25) der Fahr­ schienen (12) abstützenden Spurstangen (23) bestehen.

9. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spurstangen (23) mit auf den Schienenlaufflächen (25) laufenden Führungsrol­ len (24) sowie einem sich an die Fährkante (27) einer Schie­ ne (12a) anlegenden Fahrkantenanschlag (28) versehen sind.

10. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Fahrkantenan­ schlag (28) im wesentlichen aus einer an der Fahrkante (27) laufenden Anlaufrolle (29) und einer an die zugehörige Schienenaußenkante (31) oder der Innenseite der gegenüber­ liegenden Schiene anstellbaren Andruckrolle (30) besteht.

11. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (30) von schräg unten gegen den Schienenkopf (26) anstellbar ist.

12. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sehnenlagesenso­ ren (20) die Lage der Meßsehne zweidimensional(19) berüh­ rungslos abtasten.

13. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Meßsehne (19) aus einem mit definierter Kraft vorgespannten Stahl- oder Kunst­ stoffseil besteht.

14. Gleismeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Meßwagen (11) mit einem Wegmeßrad versehen ist.