DE10059763A1 - Vorrichtung zum Vermessen eines Schienensegments für eine Magnetschwebebahn - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Vermessen eines Schienensegments (10) für die Trasse einer Magnetschwebebahn umfaßt von einer Meßeinheit (36) getragene Marken (162), deren Lage unter Verwendung einer elektronischen Kamera (164) gemessen wird, die am Ende des Schienensegments (10) angeordnet ist. Die auf dem Schienensegment (10) verfahrbare Meßeinheit (36) enthält einen Wegmesser, der die Stellung der Meßeinheit (36) bezüglich eines der Enden des Schienensegments (10) mißt. Die Stellung der Meßeinheit (10) wird drahtlos an eine Auswerteeinheit (168) überstellt, die ferner mit dem Ausgang der elektronischen Kamera (164) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermessung eines Schienensegments für eine Magnetschwebebahn.

Die Trassen für Magnetschwebebahnen werden aus in einer Fabrik vorgefertigten Schienensegmenten aufgebaut. Im Hinblick darauf, die Schwebebahnen auch bei hohen Geschwin­ digkeiten korrekt zu führen, müssen diese Schienensegmente auf hohe Genauigkeit gearbeitet werden. Die Schienenseg­ mente sind in der Praxis etwa 60 m lang. Im Prinzip könnte man die Kontrolle gerader Schienensegmente noch mit Meßvorrichtungen vornehmen, die ähnlich aufgebaut sind wie Koordinatenmeßmaschinen. Dabei wären aber schon für gerade Schienensegmente sehr teure Koordinatenführungen notwendig. Nun sind die Schienensegmente für eine Magnet­ schwebebahn zusätzlich noch gemäß der jeweiligen Geometrie der Trassenführung gebogen (seitlich (Kurven) und nach oben bzw. unten (Steigungsanfang, Steigungsende)), und darüber hinaus sind die Schienensegmente in Kurven zu­ sätzlich auch noch um ihre Längsachse tordiert. Im Hinblick auf die Kosten der Meßvorrichtung müßte man sich daher auf eine kleinere Anzahl von Standard-Schienensegmenten beschränken, was Zugeständnisse hinsichtlich der Trassie­ rung bedingen würde.

Durch die vorliegende Vorrichtung soll eine Meßvorrichtung geschaffen werden, daß mit ihr auch extrem lange Werkstücke, wie die Schienensegmente der Trasse für eine Magnetschwe­ bebahn, wirtschaftlich vermessen werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Werkstück selbst als Führung für eine Meßeinheit verwendet. Diese wird auf dem Werkstück vorzugsweise schrittweise fortbewegt, um die jeweils an einer Stelle auszuführende Messung abzuwickeln. Das Weiterbewegen der Meßeinheit erfolgt vorzugsweise so, daß man im Werkstück vorliegende, bear­ beitete Stellen zugleich als Referenzpunkte für die Weiterbewegung der Meßeinheit verwendet.

In den Ansprüchen und der vorliegenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß solche Bearbeitungsstellen Ausnehmungen sind, die im Werkstück erzeugt wurden/werden. Es versteht sich, daß gleichermaßen andere Bearbeitungs­ ergebnisse verwendet werden können, z. B. erhabene Ab­ schnitte auf dem Werkstück, die durch Anschweißen oder sonstiges Befestigen von Material entstehen oder auch Arbeitsergebnisse, wie lokales Polieren oder dergleichen, die sich nur in erkennbaren, unterschiedlichen, optischen Eigenschaften manifestieren.

Die Meßeinheit arbeitet sich somit in genau vorgegebenen Schritten auf dem Werkstück selbst vor.

Wird das Vermessen zusammen mit einem Bearbeiten durch­ geführt, so erfolgt das Bearbeiten vorzugsweise von einem Ende des Werkstückes her, um bei einem Hintereinandersetzen von verschiedenen bearbeiteten Werkstücken ebenfalls einen in der vorgegebenen Teilung korrekten Übergang zu gewähr­ leisten. Im Prinzip könnte man die Bearbeitung der Werk­ stücke aber auch von einem beliebigen, mittleren Punkt des Werkstückes ausgehend vornehmen und das Werkstück dann eben nach beiden Seiten zu den beiden Enden hin ausmessen.

Erfindungsgemäß erfolgt die genaue Bestimmung der Position der Meßeinheit, die direkt der Geometrie des Schienenseg­ ments an dem Ort zugeordnet ist, an welchem die Meßeinheit jeweils steht, unter Verwendung mindestens einer Marke, die von der Meßeinheit getragen ist, sowie einer Kamera, welche ein Bild der Marken erzeugt.

Bei dem Bild kann es sich um ein herkömmliches fotografi­ sches Bild auf einem Film handeln, der dann später mit einem Scanner oder einem Meßmikroskop ausgewertet wird. Vorzugsweise findet jedoch eine elektronische Kamera mit einem Bildwandler Verwendung. Das von dieser erzeugte elektrische Bild läßt sich leicht elektronisch bezüglich der Lage der Marken und ausgehend von diesen bezüglich der Koordinaten des gerade gemessenen Schienenabschnitts auswerten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 erleich­ tert die Erkennung der Marken.

Legt man die Marken so, wie im Anspruch 3 angegeben, so ist die Umrechnung von den Lagekoordinaten der Marken auf die gewünschten Lagekoordinaten des Schienensegments besonders einfach.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß die Marken in unmittelbarer Nähe der Führungsflächen des Schienensegments liegen.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf eine einfache Zuordnung der Marken­ koordinaten zu der Stellung der Meßeinheit auf dem Schienen­ segment von Vorteil. Darüber hinaus sind beim Ende der Meßeinheit angeordnete Marken optisch besonders gut erkennbar.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß die Meßeinheit an genau vorgegebenen Stellen des Schienensegments zum Halten gebracht wird, um dort die Lagekorrdinaten des Schienensegments zu bestimmen. Auf diese Weise erhält man eine besonders hohe Genauigkeit in der Bestimmung des Verlaufs des Schienensegments.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 erhält man eine zwangsweise präzise Positionierung der Meßeinheit an den verschiedenen Meßstellen.

Diese Positionierung kann durch einen Servomotor durch­ geführt werden, wie im Anspruch 8 angegeben. Hierdurch gestaltet sich das schrittweise Weiterbewegen der Meß­ einheit besonders einfach.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 erhält man auf einfache Weise die momentane Stellung der Meßeinheit auf dem Schienensegment.

Dabei hat die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 den Vorteil, daß die Meßeinheit nicht über Kabel mit der Auswerteeinheit verbunden zu werden braucht. Bei der erheblichen Länge der Schienensegmente müßten für Kabelverbindungen aufwendige Kabelführungen oder dgl. vorgesehen werden.

Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 11 ist die insgesamt zum Vermessen des Schienensegments anfallende Datenmenge klein und ist direkt den entsprechenden Konstruktionsdaten des Schienensegments zuordenbar, die in der Regel ebenfalls mit entsprechender Rasterung erstellt werden.

Ist die Meßeinheit gemäß Anspruch 12 Teil einer Bearbei­ tungseinheit, so kann das Vermessen eines Schienensegments gleichzeitig mit dessen Bearbeitung erfolgen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 wird erreicht, daß sich das Fahrwerk automatisch in zur Werkstück-Längsrichtung transversaler Richtung zent­ riert.

Gemäß Anspruch 14 kann man eine sehr gute Positionierung bei geringen Federwegen auch für die üblicherweise großes Gewicht aufweisende Bearbeitungseinheit erhalten (eine Bearbeitungseinheit, wie sie in der Praxis zur Bearbei­ tung von Magnetschwebebahn-Schienensegmenten verwendet wird, kann z. B. sechs Fräswerke und sechs Bohrwerke aufweisen).

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 gestattet es, die Selbstzentrierung des Fahrwerkes auf die beiden Seitenflächen des Schienensegmentes auch in solchen Abschnitten korrekt vorzunehmen, in denen die Hauptfläche des Werkstückes zur Horizontalen geneigt ist und zusätzlich Gewichtskräfte ins Spiel kommen.

Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 16 kann die Gewichtskom­ pensation für in der einen oder der anderen Roll-Richtung geneigte Abschnitte eines Schienensegmentes bewerkstelligen.

Gemäß Anspruch 17 kann man die Kompensierung des Einflusses des Gewichtes der Bearbeitungseinheit auf die Zentrierung automatisch vornehmen.

Das diese Kompensierung vorgebende Steuersignal kann gemäß Anspruch 18 einfach vom Ausgangssignal eines Neigungs­ sensors abgeleitet werden.

Alternativ kann man gemäß Anspruch 19 das Kompensations- Steuersignal vom Ausgangssignal eines vom Fahrwerk getra­ genen Wegmessers ableiten, z. B. dadurch, daß man mit diesem Signal einen Festwertspeicher adressiert, in welchem die aus Konstruktionsdaten des Werkstückes bekann­ ten Schrägstellungen der Hauptflächenabschnitte in Abhän­ gigkeit von deren Abstand vom Werkstückende abgelegt sind.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 wird erreicht, daß die Bearbeitungseinheit die zum Steuern der Bearbeitungsvorgänge notwendigen Daten zur Verfügung hat, ohne daß die Bearbeitungseinheit über ein langes Kabel mit einer Arbeitssteuerung verbunden werden müßte.

Eine Vorrichtung, wie sie im Anspruch 21 angegeben ist, eignet sich besonders gut zur Erzeugung von präzisen und ein vorgegebenes Profil aufweisenden, transversalen Nuten in dem Werkstück. Derartige transversale Nuten in einer Tragschiene eines Schienensegmentes für eine Magnetschwe­ bebahn werden dazu verwendet, Stator-Lamellenpakete aufzuhängen, in welche die Feldspulen eingelegt werden, die das das Schwebefahrzeug tragende Magnetfeld erzeugen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 22 gestattet es, im Werkstück in regelmäßigem Muster Bohrungen zu erzeugen, die z. B. zum Anbringen von Befestigungsmitteln dienen. Derartige Befestigungsmittel dienen bei Schienen­ segmenten für eine Magnetschwebebahn dazu, die in die Ausnehmungen eingeschobenen Lamellenpakete in ihrer Lage zu sichern.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 23 ist im Hinblick auf eine insgesamt kurze Bearbeitungszeit des Werkstückes von Vorteil.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 24 ermög­ licht es, die verschiedenen Fräswerke und Bohrwerke zu unterschiedlichen Zwecken einzusetzen. So können die in Werkzeuglängsrichtung aufeinander folgenden Fräs­ werke einmal mit identischen Werkzeugen versehen werden, und dann wird die Bearbeitungseinheit nach jedem Arbeits­ zyklus um die Länge der Gesamtgruppe weiterbewegt, oder die Fräswerke können mit unterschiedlichen Werkzeugen bestückt werden, z. B. zum Vorfräsen, Mittelfräsen und Feinfräsen, wobei dann das Weiterbewegen der Bearbeitungs­ einheit jeweils nur um den Abstand einer einzigen Ausneh­ mung erfolgt.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 25 ermög­ licht die Verwendung der Bearbeitungsvorrichtung auch an solchen Werkstücken, die stärker gekrümmt und/oder tordiert sind.

Verwendet man nicht nur ein einziges Positioniermittel, sondern aus Sicherheitsgründen und Genauigkeitsgründen eine Mehrzahl in Werkstücklängsrichtung aufeinander folgender Positioniermittel, so kann man diese gemäß Anspruch 26 ebenfalls auf einen gesonderten Unterfahrwerk vorsehen, um stärker gebogene und/oder tordierte Werk­ stücke bearbeiten zu können.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 27 wird erreicht, daß durch die gelenkige Verbindung zwischen den einzelnen Unterfahrwerken keine von der Biegung und/oder Tordierung herrührende Bearbeitungsungenauigkeiten entstehen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 28 gestattet es, die Werkstücke bis hin zu ihren Enden vollständig zu bearbeiten. Außerdem ist es möglich, die schwere Bearbeitungseinheit in unmittelbarer Nähe des eigentlichen Arbeitsfeldes und ohne Zuhilfenahme von Hebemitteln zu parken, wenn ein fertiges Werkstück gegen ein neues ausgetauscht wird.

Bei einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 29 läuft die Bearbeitungseinheit unter exakt gleichen Bedin­ gungen über das Ende des Werkstückes hinweg. Dies ist für die Genauigkeit der Bearbeitung der endständigen Ausnehmungen von Vorteil.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 gestattet es, die Parkteile stoßfrei und glatt an die Enden des Werkstückes anzuschließen.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 31 ist im Hinblick auf geringe Kosten der Basiseinheiten für die Parkteile von Vorteil, da diese nicht extra konstruiert werden müssen und im wesentlichen unverändert aus dem Vorrat an Basiseinheiten entnommen werden können, die sowieso zur Abstützung des Werkstückes benötigt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten und Vermessen der Stator- Tragschiene eines Schienensegmentes für eine Magnetschwebebahn;

Fig. 2 eine seitliche Ansicht eines Abschnittes der Stator-Tragschiene des Schienensegmentes nach Fig. 1 mit einigen eingehängten Stator-Segmenten;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Abschnitt der Stator- Tragschiene nach Fig. 2, wobei zusätzlich eine Positioniereinheit wiedergegeben ist;

Fig. 4 einen transversalen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Bearbeitungsvorrichtung längs der dortigen Schnittlinie IV-IV;

Fig. 5 eine seitliche Ansicht einer Lagerung für ein Werkstückende sowie einer Lagerung für ein das Schienensegment fortsetzendes Parkteil;

Fig. 6 eine seitliche Ansicht einer Lagerung für die Mitte des Schienensegmentes, wie sie in der Bearbeitungsvorrichtung nach Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 7 eine seitliche Ansicht einer weiteren Basisein­ heit, wie sie an Zwischenstellen des Schienen­ segmentes zur Abstützung und Schwingungsdämpfung verwendet wird;

Fig. 8 einen Blick auf die Basiseinheit nach Fig. 7 in Längsrichtung des Werkstückes gesehen;

Fig. 9 eine schematisch seitliche Ansicht einer abge­ wandelten Meß- und Bearbeitungseinheit zur Verwendung in der Meß- und Bearbeitungsvorrich­ tung nach Fig. 1;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Auswerteeinheit, die Teil einer Vorrichtung zum Vermessen eines Schienensegments ist;

Fig. 11 eine Aufsicht auf die Stirnseite einer abgewan­ delten Meßeinheit, die auf einem Schienensegment gezeigt ist und

Fig. 12 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 11, die eine nochmals abgewandelte Meßeinheit zeigt.

In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt ein Schienensegment bezeich­ net, welches zur Realisierung des Fahrweges einer Magnet­ schwebebahn verwendet wird. Die in Fig. 1 mit L bezeichnete Gesamtlänge des Schienensegmentes beträgt typischerweise 60 m.

Das Schienensegment 10 umfaßt ein geschlossenes Kasten­ profil 12, auf welches in Abständen von etwa 3 m Verstär­ kungsplatten 14 aufgeschweißt sind.

Über zwei endständige Basiseinheiten 16, 18 sowie eine mittlere Basiseinheit 20 ist das Schienensegment 10 auf dem mit 22 bezeichneten Boden einer Fabrikhalle abgestützt. Weitere Zwischen-Basiseinheiten 24 unter­ stützen das Schienensegment 10 an jeweils vier zwischen benachbarten Basiseinheiten liegenden Zwischenstellen.

Die Basiseinheiten 16-20 entsprechen Stützstellen für das Schienensegment, wie sie auch in der fertigen Trasse vorgesehen sind; die Zwischen-Basiseinheiten 24 dienen dazu, das Schienensegment 10 für eine spanende Bearbeitung zusätzlich abzustützen und bei der Bearbei­ tung entstehende Schwingungen und Vibrationen zu dämpfen.

An den Enden des Schienensegmentes 10 ist jeweils ein Parksegment 26 bzw. 28 vorgesehen, welches jeweils von zwei Basiseinheiten 30 getragen ist, die in ihrem Aufbau im wesentlichen den Zwischen-Basiseinheiten 24 entspre­ chen, jedoch eine Fixierung des zugeordneten Parksegmentes 26, 28 ermöglichen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Basiseinheiten 30 der Parksegmente 26, 28 jeweils um ein Raster von den Segmentenden nach innen versetzt, so daß man sym­ metrisch frei überstehende Endabschnitte der Parksegmente 26, 28 erhält, die stoßfrei und glatt mit den Enden des Schienensegmentes 10 verbindbar sind. Die Parksegmente 26, 28 haben exakt gleichen Querschnitt und gleichen Aufbau wie ein Schienensegment 10, sind jedoch nur kürzer. Durch die bezüglich einer Quermittelebene symmetrische Ausbildung der Parksegmente 26, 28 ist gewährleistet, daß die ihnen zugeordneten Basiseinheiten 30 bei unbelastetem Parksegment keine Kippmomente aufnehmen müssen.

Das Schienensegment 10, dessen Aufbau nachstehend noch genauer beschrieben wird, hat eine obere, horizontale Hauptwand 32 sowie von deren seitlichen Rändern herabhän­ gende, vertikale Seitenwände 34.

Auf dem Schienensegment 10 laufend ist eine insgesamt mit 36 bezeichnete Bearbeitungseinheit gezeigt, die aus drei Untereinheiten zusammengesetzt ist, nämlich einer Fräseinheit 38, einer Positioniereinheit 40 sowie einer Bohreinheit 42. Der Aufbau der Bearbeitungseinheit 36 wird später genauer beschrieben.

Falls gewünscht, kann man mehrere Bearbeitungseinheiten 36 gelenkig zu einem Zug bzw. einer größeren Bearbeitungs­ einheit zusammenstellen, wie bei 44 gestrichelt angedeutet.

Die Länge der Parksegmente 26, 28 ist so bemessen, daß der gesamte Zug 44 auf ihnen Platz findet, so daß ein Zug 44 nach Fertigstellung der Bearbeitung eines Schienen­ segmentes 10 im wesentlichen ohne Höhenänderung und ohne Zuhilfenahme von Hebewerkzeugen oder dergleichen geparkt werden kann, um das fertige Schienensegment 10 zu entfernen und ein neu zu bearbeitendes Schienen­ segment einzusetzen. Die Parksegmente 26, 28 ermöglichen darüber hinaus eine Bearbeitung des Schienensegmentes 10 bis unmittelbar an dessen Stirnflächen heran, wie noch genauer beschrieben werden wird.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Basiseinheiten 16, 18, 24 durch zwischen ihnen liegende Kupplungsstangen 46 vorzugsweise gelenkig verbunden.

Die Basiseinheiten 30 sind untereinander, nicht jedoch mit der benachbarten Basiseinheit 16 bzw. 18 durch eine Kupplungsstange 48 verbunden.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist das Kastenprofil 12 aus mehreren Stahlplatten zusammengeschweißt. Von den unteren Abschnitten der Seitenwände 34 gehen transversale Platten 50 aus. Die Platten 50 sind über vertikale Zwi­ schenplatten 54 mit den seitlichen Bereichen der Hauptwand 32 verschweißt.

Mit den Platten 50 und den Zwischenplatten 54 sind Stator- Tragschienen 56 verschweißt. Bei diesen handelt es sich um ein endloses Walzprofil aus Stahl.

Die inneren Enden der Tragschienen 56 sind über gebogene Bleche 52 dicht mit den Seitenwänden des Kastenprofiles 12 verbunden.

Um an den Stator-Tragschienen 56 Stator-Lamellenpakete einzuhängen, werden die Tragschienen 56 mit Nuten versehen, wie sie in Fig. 2 genauer dargestellt sind.

Dort sind Stator-Pakete 58 wiedergegeben, die aus einer Mehrzahl von Stator-Lamellen bestehen, die in zur Zeichen­ ebene von Fig. 2 senkrechter Richtung hintereinander gestapelt sind. In den Unterseiten der Stator-Pakete 58 sind transversale Aufnahmenuten 60 vorgesehen, die später die Leiter der Feldwicklung des Linearmagneten aufnehmen, der das Schwebefahrzeug trägt.

Auf der Oberseite weist jedes Stator-Paket zwei endständige Tragabschnitte 62, 64 auf, die im wesentlichen T-förmigen Querschnitt haben. Ein mittlerer Positionierabschnitt 66 hat rechteckigen Querschnitt.

Entsprechend sind in der Unterseite der Tragschiene 56 für jedes Stator-Paket eine Positioniernut 68 und zwei zu deren Seiten angeordnete Tragnuten 70, 72 vorge­ sehen. Die Positioniernut 68 paßt exakt zum Positionier­ abschnitt 66 der Stator-Pakete 58, um letztere in Längs­ richtung der Tragschiene 56 exakt zu positionieren. Die Tragnuten 60, 62 passen im Querschnitt zu dem Quer­ schnitt der Tragabschnitte 62, 64, jedoch in kleinerem Gleitspiel, so daß die Stator-Pakete 58 in seitlicher, d. h. in Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene verlaufender Richtung in die Tragschiene 56 eingeschoben werden können.

Um die verschiedenen Nuten 68, 70, 72 in den Tragschienen 56 erzeugen zu können und ferner in der Tragschiene Durchgangsbohrungen 74 erzeugen zu können, an denen die Stator-Pakete 58 nach dem Aufschieben durch Schrauben 76 gesichert werden können, wird die fahrbare Bearbeitungs­ einheit 36 schrittweise längs des Schienensegmentes 10 bewegt. Wie nachstehend nun genauer beschrieben wird, ist die Bearbeitungseinheit 36 so ausgebildet, daß sie in jedem Bearbeitungsschritt einen Satz Nuten 68, 70, 72 und einen Satz von Durchgangsbohrungen 74 erzeugt.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, hat die fahrbare Bearbeitungseinheit 36 einen Rahmen 78, welcher den oberen Abschnitt des Schienensegmentes 10 U-förmig über­ greift. In dem Basisabschnitt des Rahmens 78 sind vier Tragrollen 80 um Achsen drehbar, die parallel zur Haupt­ wand 32 und transversal zur Längsrichtung des Schienen­ segmentes 10 (diese ist senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 4) zu verlaufen.

Mit den Seitenwänden 34 arbeiten vier Führungsrollen 82 zusammen, die um Achsen umlaufen, die senkrecht auf der Ebene der Hauptwand 32 stehen.

Die im einzelnen nicht dargestellten Lagerblöcke für die Rückführungsrollen 82 sind durch schematisch ange­ deutete Tellerfederstapel 84 in Richtung auf die benach­ barte Seitenwand 34 zu vorgespannt. Zusätzlich stehen diese Lagerblöcke unter einer einstellbaren Kraft, welche durch Druckluftzylinder 86 erzeugt werden.

Während die Tellerfederstapel 84 alle identisch ausge­ bildet sind, kann durch unterschiedliche Druckbeaufschla­ gung der Druckluftzylinder 86 die Gewichtskomponente der Bearbeitungseinheit 36 ausgeglichen werden, die dann erhalten wird, wenn die Hauptwand 32 zur Horizontalen geneigt ist, wie in Fig. 4 dargestellt. Hierzu sind die Arbeitsräume der Gasfedern darstellenden Druckluftzylinder 86 jeweils über einen steuerbaren Druckregler 88 mit einer Druckluftleitung 90 verbindbar.

Der Druckregler 88 hat einen einstellbaren Regeldruck, was man z. B. dadurch realisieren kann, daß man seinen Regelkörper mit einer variablen Zusatzkraft beaufschlagt, die von einem Magneten 92 bereitgestellt wird, der mit variablem Strom gespeist wird, wie durch einen einstell­ baren Widerstand 94 angedeutet. Der Widerstand 94 kann ein programmierbarer Widerstand sein, der elektrisch steuerbar ist, oder ein Schiebewiderstand oder dergleichen, welcher durch einen Servomotor verstellt werden kann. Auf jeden Fall kann man durch Anlegen eines elektrischen Signales so den Druck der Luft einstellen, die den Druck­ luftzylindern 86 zugeführt wird.

Die Steuersignale für die steuerbaren Druckregler 88 können entweder Produktionsdaten des Schienensegmentes 10 entnommen werden, die für jede Stelle des Schienen­ segmentes (z. B. bezogen auf ein Segmentende) die Neigung der Hauptwand 32 angeben. Alternativ kann man die Neigung der Bearbeitungseinheit 36 durch einen Neigungsfühler 96 messen, der auf der Bearbeitungseinheit 36 angeordnet ist und ein entsprechendes Ausgangssignal bereitstellt.

Die Fräseinheit 32 umfaßt zu beiden Seiten des Schienen­ segmentes 10 jeweils drei unter gleichem Längsabstand angeordnete Fräsköpfe 98, die in transversaler Richtung durch einen nicht näher dargestellten Servoantrieb vers­ stellbar sind, wie durch einen Pfeil 100 angedeutet. Ferner können die Fräsköpfe 98 in axialer Richtung ver­ stellt werden, wie durch einen Pfeil 102 angedeutet.

Falls gewünscht, können die Fräsköpfe 98 zusätzlich noch in zur Zeichenebene von Fig. 4 senkrechter Richtung (Werkstücklängsrichtung) verstellt werden, falls nicht mit Formfräsern gearbeitet werden soll.

In die Fräsköpfe 98 eingespannte Fräser 104 haben eine Silhouette, die der Silhouette der jeweils gewünschten Nutart (Tragnut oder Positioniernut) entspricht.

Die Bohreinheit 42 hat zu beiden Seiten des Schienen­ segmentes jeweils einen Mehrfachbohrkopf 106 mit sechs Spindeln, die jeweils einen Bohrer 108 tragen, mit dem eine Durchgangsbohrung 74 erzeugt werden kann. Der Aufbau der Mehrfachbohrköpfe 106 ist gemäß dem Bohrloch-Teilungs­ muster der Stator-Tragschiene 56 gewählt. Die Mehrfach­ bohrköpfe 106 können in zur Hauptwand 32 senkrechter Richtung durch einen nicht näher dargestellten Servoantrieb verstellt werden, wie durch einen Pfeil 110 angedeutet.

Die Positioniereinheit 40 umfaßt einen Nutdetektor 112, der z. B. durch eine Fernsehkamera und nachgeschaltete Bildauswerteelektronik gebildet sein kann. Der Nutdetek­ tor 112 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn er über einer zuvor erzeugten Nut steht.

Wird dieses Ausgangssignal erhalten, so werden durch Druckluftzylinder 114 Positionierteile 116 in über ihnen liegende Nuten bewegt. Dabei findet eine Restpositionie­ rung der Bearbeitungseinheit 36 statt. Auf diese Weise kann die Bearbeitungseinheit 30 unter Orientierung an gerade erzeugten Nuten um Inkremente weiterbewegt werden, die genau einer Teilung der Tragschiene 54 entsprechen (also der Länge eines Stator-Paketes 58).

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Positioniereinheit 40 gezeigt, bei welcher zwei Positionierteile 116 vorge­ sehen sind, die jeweils mit einer der Tragnuten 60, 72 zusammenarbeiten. Ordnet man den Nutdetektor 112 so an, daß er mit der rechten oder der linken Stirnfläche der Tragschiene 56 zusammenarbeitet, kann man auch für die Positioniernut 66 eines Nutensatzes ein Positionier­ teil 116 und einen zugeordneten Druckluftzylinder 114 vorsehen.

Hat man mehr als ein Positionierteil 116, so wird eines der Positionierteile so gearbeitet, daß es absolut spiel­ frei in die zugeordnete Nut paßt. Die anderen der Positio­ nierteile werden mit geringem Spiel gearbeitet, um eine Überbestimmung zu vermeiden, wie in Fig. 3 übertrieben dargestellt.

Die Positionierteile 116 haben jeweils eine Einführschräge 118, wie auch in der Ausschnittvergrößerung von Fig. 5 dargestellt.

Die Einführschrägen 118 der außenliegenden Positionierteile 116-1 und 116-3 von Fig. 3 sind länger als die des mittleren Positionierteiles 116-2. Letzteres hat geringere Länge als die Positionierteile 116-1 und 116-3. Damit fluch­ ten die zuerst in Eingriff kommenden Positionierteile 116-1 und 116-3 die Postioniereinheit 40 und damit die Bearbei­ tungseinheit 35 auf die Nuten 70 und 72 weitgehend aus, bevor dann das Positionierteil 116-2 zusammen mit der Nut 68 die letzte Feinpositionierung besorgt.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, hat die Basis­ einheit 16 (und analog die Basiseinheiten 18 und 20) ein Fahrwerk 120, welches auf im Boden der Fertigungshalle eingelassenen Schienen 122 verschiebbar ist. Das Fahrwerk 120 trägt über einen Transversalschlitten 126, der hier nicht in Einzelheiten beschrieben werden soll, eine Vertikalverstelleinheit 120. Letztere trägt über ein Drehlager 122 mit vertikaler Drehachse eine Lagermulde 124. Letztere hat eine kreisförmige Lagerfläche und trägt mit dieser einen Aufnahmetisch 126, der auf der Unterseite eine komplementäre Lagerfläche hat. Auf dem Aufnahmetisch 126 sind mittels transversal verstellbarer Klauen 128 Fußabschnitte von Endplatten 130 positioniert, welche an den Enden des Schienensegmentes 10 vorgesehen sind.

Man erkennt, daß auf diese Weise das Ende eines Schienen­ segmentes in Höhe und Neigung beliebig einstellbar ist, um ein gekrümmtes und möglicherweise tordiertes Schienen­ segment 10 aufnehmen zu können.

Während bei den Basiseinheiten 16 und 18 die Endplatten 130 nur zwischen den entsprechend gestellten Klauen 128 transversal positioniert sind, werden die Klauen 128 der mittleren Basiseinheit fest gegen eine der End­ platte 130 entsprechende, mittlere Befestigungsplatte des Schienensegmentes 10 gedrückt, so daß dieses an dieser Stelle absolut festgelegt ist.

Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, haben die Basis­ einheiten 24 ein ebenfalls auf den Schienen 122 laufendes Fahrwerk 140, und letzteres trägt verschwenkbar Hydraulik­ zylinder 142. Die Kolbenstangen 144 der letzteren tragen angelenkte Auflageplatten 146, die mit der Unterseite einer Stator-Tragschiene 56 zusammenarbeiten.

Die Hydraulikzylinder 142 sind am Fahrwerk 140 um eine zur Werkstücklängsachse parallele Achse verschwenkbar und in ihrer Neigung durch weitere Hydraulikzylinder 148 einstellbar. Auf diese Weise läßt sich die Lage der Auflageplatten 146 an die Soll-Stellung und Soll- Neigung der zugeordneten Tragschiene 56 anpassen, wie in Fig. 8 durch gestrichelte Linien angedeutet.

Eine seitliche Einstellbarkeit der Auflageplatten 146 kann zusätzlich durch Verfahren eines Basisblockes 150 auf dem Fahrwerk 140 in seitlicher Richtung erhalten werden.

Die Basiseinheiten 30 für die Parksegmente 26 und 28 sind sehr ähnlich aufgebaut wie die Basiseinheiten 24 (alternativ auch 20), nur sind dort Befestigungsmittel vorgesehen, um die Auflageplatten 146 fest mit den Trag­ schienen 56 zu verbinden.

Die oben beschriebene Bearbeitungsvorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Zunächst wird die Bearbeitungseinheit 36 auf einem der Parksegmente 26, 28 abgestellt, z. B. auf dem Parksegment 26. Dann wird ein Schienensegment 10 auf die Basiseinhei­ ten 16, 18 und 20 gesetzt, wobei deren Klauen 136 in Höhe und Neigung sowie in ihrer Winkelstellung um die Hochachse so eingestellt werden, wie dies nach den Ferti­ gungsdaten des jeweiligen Schienensegmentes 10 für die entsprechenden Stellen des Schienensegmentes vorgeschrie­ ben ist.

Dann werden die verschiedenen Basiseinheiten 24 nachein­ ander ebenfalls so eingestellt, daß die gemäß Fertigungs­ daten vorgeschriebenen Lagen an den entsprechenden Stellen des Schienensegmentes 10 erreicht werden. Sind diese Justierarbeiten abgeschlossen, werden die Klauen 136 der Basiseinheit 20 fest gegen die bei der Mitte des Schie­ nensegmentes liegende Befestigungsplatte gedrückt, die in ihrer Geometrie einer Endplatte 138 entspricht.

Nunmehr werden die beiden Parksegmente 26 und 28 durch entsprechende Druckmittelbeaufschlagung der verschiedenen Hydraulikzylinder 142 und 148 so verstellt, daß jedes Parksegment mit seiner Oberseite und seinen Seitenflächen eine stetige und glatte Fortsetzung des benachbarten Endes des Schienensegmentes 10 darstellt. Diese Verstel­ lung der Hydraulikzylinder kann von einem Steuerrechner ausgehend von den Fertigungsdaten für das jeweils zu bearbeitende Schienensegment automatisch durchgeführt werden.

Da die Parksegmente 26 und 28 in ihrem Aufbau vollständig dem Aufbau eines kurzen Innensegmentes entsprechen, haben ihre Tragschienen 56 ebenfalls Positioniernuten 68 und Tragnuten 70, 72. Diese dienen zu Beginn der Bearbeitung als Referenzmarken für den Nutdetektor 112 und die Positionierteile 116.

Zunächst wird die Bearbeitungseinheit um eine Teilung (also den Abstand zwischen einer Positioniernut 68 und der nächsten Positioniernut bzw. dem Abstand zwischen aufeinander folgenden Nutgruppen) auf das Schienensegment 10 bewegt, in Fig. 1 also beim angenommenen Ausgangszu­ stand nach rechts.

Nun werden die Fräsköpfe 102 in Gang gesetzt und in transversaler Richtung bewegt. Hierdurch wird in beiden Tragschienen 56 jeweils ein Satz von Nuten 68, 70, 72 erzeugt.

Nun werden die Fräsköpfe 102 seitlich neben die Trag­ schienen 56 gesetzt, und die Bearbeitungseinheit 36 wird um eine Teilung weiter auf das Schienensegment 10 bewegt. Die Positioniereinheit 40 der Bearbeitungsein­ heit 36 steht nun über den gerade erzeugten Nuten 68 bis 72 und kann diese zur exakten Neupositionierung der Bearbeitungseinheit 36 verwenden, wie obenstehend unter Bezugnahme auf das Parksegment 26 beschrieben. Nunmehr wird ein zweiter Satz von Nuten 68 bis 72 in den Trag­ schienen 56 erzeugt. Nach deren Fertigstellung wird die Bearbeitungseinheit 36 wieder um eine Teilung nach rechts bewegt, wodurch die Positioniereinheit 40 wieder über die gerade neu erzeugten Nuten zu stehen kommt. Zusätzlich stehen nun die Mehrfachbohrköpfe 106 über den beim vorletzten Schritt erzeugten Nuten.

Im nächsten Bearbeitungszyklus wird in den beiden Trag­ schienen 56 wieder ein Satz von Nuten 68 bis 72 erzeugt. Gleichzeitig kann nun aber auch von den Mehrfachbohr­ köpfen 106 ein Satz von Durchgangslöchern 74 erzeugt werden.

Nach Ablauf dieses Zyklus wird nun die Bearbeitungsein­ heit 36 wieder um eine Teilung weiter versetzt, und der zuletzt beschriebene Zyklus wird wiederholt. Das Ganze setzt sich solange fort, bis die Bearbeitungsein­ heit 36 vom in Fig. 1 rechts gelegenen Ende des Schie­ nensegmentes 10 auf das Parksegment 28 läuft. In den letzten beiden Arbeitszyklen, bei denen sich die Fräs­ köpfe 102 schon über dem Parksegment 28 befinden, bleiben diese abgeschaltet. Und beim letzten Arbeitszyklus, bei dem nur noch die letzten Durchgangslöcher 74 im rechten Ende des Schienensegmentes 10 erzeugt werden, bedient sich die Positioniereinheit 40 schon der Nuten im rechten Parksegment 28 zur Positionierung des Mehr­ fachbohrkopfes 106.

Wünscht man nicht, daß beim letzten Arbeitszyklus das Bohren der Durchgangsbohrungen unter Verwendung von Referenzmarken erfolgt, die vom Parksegment 28 getragen sind, vielmehr unter Verwendung von neu erzeugten Nuten, so kann man die Positioniereinheit 40 in Abwandlung auch hinter der Bohreinheit 42 anordnen, also in Fig. 1 links derselben.

Insbesondere dann, wenn man eine große Anzahl von Fräs­ spindeln und Bohrspindeln in Werkstücklängsrichtung aufeinanderfolgend auf der Bearbeitungseinheit 36 anord­ net, wird die Bearbeitungseinheit 36 verhältnismäßig lang. Es kann dann zu Schwierigkeiten von Schienenseg­ menten kommen, die stärker gekrümmt und/oder tordiert sind.

Man kann dann die Bearbeitungseinheit in mehrere Unter­ einheiten unterteilen, z. B. drei Untereinheiten, die der Fräseinheit 38, der Positioniereinheit 40 und der Bohreinheit 42 entsprechen. Derartige Einheiten sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 jeweils durch eine Kupplung 152 verbunden, die ein Kugelpfannengelenk ent­ hält. Damit können sich die einzelnen Untereinheiten beliebig im Raum gegeneinander verdrehen.

Es versteht sich, daß die Untereinheiten dann einen ei­ genen Rahmen und getrennte Sätze von Tragrollen 80 und Führungsrollen 82 aufweist, wie obenstehend für die Bearbeitungseinheit 36 als ganze beschrieben.

Die Lage der Kupplungen 152 ist so gewählt, daß der Gelenkpunkt mit der neutralen Faser derjenigen Ebene fluchtet, welche durch die Mitten der Nuten 68, 70, 72 gegeben ist. Auf diese Weise führen die Schwenkbe­ wegung der einzelnen Untereinheiten nur zu sehr geringen Änderungen im Arbeiten der Fräser und Bohrer.

In Fig. 9 ist zusätzlich eine Rechen- und Steuereinheit 154 gezeigt, welche das Bild des optischen Nutdetektors 112 auswertet und die Druckmittelbeaufschlagung eines Druckluftzylinders 114 besorgt.

Zusätzlich ist in der Positioniereinheit 140 eine Rechen­ einheit 160 vorgesehen, die mit einem Massenspeicher 162 zusammenarbeitet, in welchem die Produktionsdaten für das gerade bearbeitete Schienensegment abgelegt sind, insbe­ sondere die Neigung der Hauptwand 32 in beiden Raumrich­ tungen (transversale und longitudinale Neigung). Diese Daten sind mit einer Auflösung im Massenspeicher 162 abgelegt, die mindestens so gut ist wie die Teilung der Tragschienen 56.

Die Recheneinheit 160 ist von der Rechen- und Steuer­ einheit 154 mit Impulsen beaufschlagt, die jedesmal dann von dieser Einheit erzeugt werden, wenn der Nutdetek­ tor 112 nach dem Weitersetzen der Bearbeitungseinheit 36 um eine Teilung eine zur Ausfluchtung der Bearbeitung­ einheit 36 verwendete Nut entdeckt. Auf diese Weise weiß die Recheneinheit 160 genau, an welcher Stelle sich die Bearbeitungseinheit 36 gerade befindet.

Ferner ist die Recheneinheit 160 verbunden mit dem Nei­ gungsfühler 96 dargestellt. Auf diese Weise kann sie sowohl aus dem Ausgangssignal des Neigungsfühlers 96 als auch aus der Stellung der Bearbeitungseinheit 36 und den im Massenspeicher 162 abgelegten Produktions­ daten die zusätzliche pneumatische Kompensationskraft berechnen, die an einem der Druckluftzylinder 86 benötigt wird, um die gewichtskraftbedingte Unsymmetrie der Selbst­ zentrierung der Bearbeitungseinheit 36 auf das Schienen­ segment 10 zu kompensieren. Die Rechen- und Steuereinheit gibt ein hierzu geeignetes, elektrisches Signal ab, gemäß dem die Magnete 92 bestromt werden.

In Abwandlung der obigen Ausführungsbeipiele kann man das Arretieren der Bearbeitungseinheit 36 an den verschiede­ nen Teilungspunkten des Schienensegmentes auch so bewerk­ stelligen, daß man durch den Ausnehmungsdetektor 112 solche Druckluftzylinder 114' steuert, die Klemmteile 116' tragen, die im Reibschluß mit einer der Flächen des Schienenseg­ mentes 10 zusammenarbeiten, z. B. mit der unteren Endfläche der Seitenwände 34, wie in Fig. 4 mit dargestellt.

Um den Verlauf des Schienensegments 10 in Segmentlängsrich­ tung bezüglich Kurvenverhalten, Ansteigen und Abfallen sowie bezüglich Torsion der Fahrfläche überprüfen zu können, ist die Bearbeitungseinheit 36 an ihrem hinteren Ende mit zwei in zur Zeichenebene von Fig. 1 senkrechter Richtung beabstandeten Marken 163 versehen, die schematisch als Fadenkreuz angedeutet sind. Das in Fig. 1 sichtbare Fadenkreuz wurde um 90° um die Hochachse gedreht, um es besser darstellen zu können.

Die Marken 163 werden durch eine elektronische Kamera 164 aufgenommen, die Teil einer insgesamt mit 166 bezeich­ neten Kameraeinheit ist, die in fester Stellung auf das Ende des Parksegments 26 aufgesetzt ist. Die Kamera­ einheit 166 umfaßt eine Auswerteeinheit 168, die grob gesprochen wie folgt arbeitet: Sie wertet das von der Kamera 164 erzeugte, elektrische Bild pixelweise so aus, daß sie die Lage der Kreuzungspunkte der Marken 163 bestimmt.

Unter Berücksichtigung der Geometrie der Marken und der Neigung des Schienensegments an derjenigen Stelle, an welcher die Bearbeitungseinheit 36 gerade steht (diese Neigung kann in nullter Näherung den Konstruktionsdaten entnommen werden), berechnet die Auswerteeinheit 168 die Lage derjenigen Punkte, bei welchen die Verlängerungen der Marken 160 die Hauptwand 32 des Kastenprofils 12 schneiden.

Die so ermittelten Koordinaten werden verglichen mit den Konstruktionsdaten für das Schienensegment. Der Vergleich ergibt dann, ob der entsprechende Abschnitt des Schienen­ segments innerhalb der zulässigen Toleranz liegt oder nicht.

Wie oben schon angedeutet, muß die Auswerteeinheit 168 zur Berechnung der Fußpunkte der Achsen der Marken 163 die Steigung des Schienensegments an der jeweiligen Meßstelle kennen. Auch um die Konstruktionsdaten für die Meßstelle abrufen zu können, muß die Auswerteeinheit 168 wissen, an welcher Stelle des Schienensegments die Bearbeitungseinheit 36 steht.

Wie weiter oben schon dargelegt, kann man die Stellung der Bearbeitungseinheit 36 auf dem Schienensegment 10 durch Aufsummieren entsprechender Ausgangsimpulse der Rechen- und Steuereinheit 154 ermitteln. Der Rechner 160 hat diese Daten.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist der Rechner 160 mit einem Modemteil 170 verbunden, das an eine von der Bearbei­ tungseinheit 36 getragene Antenne 172 angeschlossen ist. Die gesamte Anordnung ist in dem Fachmann an sich bekannter Weise so getroffen, daß die vom Rechner 160 bereit gestellten Daten in serielle Darstellung umgesetzt werden und dann einem Trägersignal nach einem der bekannten Modulationsverfahren (Amplitudenmodulation, Frequenzmodu­ lation, Impulsbreitmodulation etc.) aufmoduliert wird. Entsprechend modulierte HF-Signale werden von der Antenne 172 abgegeben und von einer Antenne 174 aufgefangen, die zu der Kameraeinheit 166 gehört.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich, hat die Auswerteeinheit 168 ein eingangsseitiges Modemteil 176, welches mit der Antenne 174 verbunden ist. Dieses Modemteil soll für die Zwecke der Beschreibung zugleich auch diejenigen Schaltungen enthalten, die zum wieder Zurückumsetzen der über die Funkstrecke übermittelten Daten in eine für die Datenauswertung günstige Darstellung sorgen.

Die so wiedergewonnenen Signale, welcher der Stellung der Bearbeitungseinheit 36 auf dem Schienensegment 10 zugeordnet sind, werden auf einen Auswerterechner 178 gegeben. Letzterer ist über eine steuerbare Schnittstelle 180 mit der elektronischen Kamera 164 verbunden. Der Auswerterechner 178 aktiviert die Schnittstelle 180 jeweils zum Einlesen eines vollständigen Bilds immer dann, wenn er vom Modemteil 176 einen neuen Stellungswert für die Bearbeitungseinheit 36 erhält.

Der Auswerterechner 178 sucht dann im Kamerabild diejenigen Stellen, wo die Überkreuzungspunkte der Marken 162 liegen und speichert diese Koordinaten zunächst unverändert in einem Speicherfeld 182 eines insgesamt mit 184 bezeich­ neten Massenspeichers ab. Dieser enthält ferner in einem weiteren Speicherfeld 186 die Konstruktionsdaten des jeweils bearbeiteten und ausgemessenen Schienensegments 10.

In einem weiteren Speicherfeld 188 speichert der Auswerte­ rechner 178 die Durchschneidungspunkte der Achsen der Marken 162 mit der Hauptwand 32, die er, wie oben beschrie­ ben, aus den Markenkoordinaten berechnet hat.

Falls gewünscht, kann der Auswerterechner 178 die Abwei­ chung der gemessenen Meßpunkte von den Konstruktionsdaten des Schienensegments berechnen und das Ergebnis entweder in einem weiteren Speicherfeld 190 des Massenspeichers 184 ablegen, oder dieses Ergebnis auf einem Drucker 192 oder einem ähnlichen Ausgabemedium bereitstellen oder dieses Ergebnis über ein weiteres Modemteil 194 an einen zentralen Produktionsrechner (nicht dargestellt) übermitteln.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel stellte die Bearbeitungseinheit 36 zugleich eine Meßeinheit dar. Das Vermessen des Schienensegments kann gleichzeitig mit der Erzeugung der verschiedenen Nuten und Bohrungen vorgenommen werden.

Alternativ kann man zum Vermessen von Schienensegmenten auch eine Meßeinheit verwenden, die von der Bearbeitungs­ einheit unabhängig ist.

Eine solche Meßeinheit kann weitgehend ähnlichen Aufbau aufweisen, wie obenstehend unter Bezugnahme auf die Bearbeitungseinheit 36 beschrieben, nur sind eben die Fräseinheit 38 und die Bohreinheit 42 weggelassen.

Es versteht sich, daß eine derartige Meßeinheit dann erheblich leichter gebaut werden kann, da eine solche Meßeinheit keine schweren Aggregate wie die Fräsköpfe und Bohrköpfe zu tragen braucht und auch keine Reaktions­ kräfte aufnehmen muß, wie sie für gegen ein Werkstück zu drückende Bearbeitungsköpfe gebraucht werden.

Aus der obigen Beschreibung des Vermessens des Schienen­ segments 10 unter Verwendung der zugleich eine Meßeinheit darstellenden Bearbeitungseinheit 36 ergab sich, daß eine Umrechnung der Lagekoordinaten der Marken 163 in die Koordinaten mit ihren Achsen fluchtender Meßpunkte auf der Hauptwand 32 notwendig ist. Eine solche Umrechnung wird erheblich vereinfacht, wenn sich die Kreuzungspunkte der Marken in der Laufebene befinden, welche durch die tangentiale Ebene an die Tragrollen 80 vorgegeben ist. Fig. 11 zeigt schematisch eine entsprechende Meßeinheit 36'.

Die Bestimmung der Koordinaten der Meßpunkte ist nochmals vereinfacht, wenn es gelingt, die Marken direkt auf die auszumessende Oberfläche des Schienensegments zu setzen. Fig. 12 gibt eine Möglichkeit an, dies zu tun.

Die Tragräder 80 sind mit einer kegelstumpfförmigen Umfangsfläche ausgebildet. Man erhält somit einen auf einen Punkt reduzierten Berührbereich der Laufräder 80 mit der Laufwand 32. Und dieser Berührpunkt bzw. der ihm benachbarte Abschnitt des Radrandes zusammen mit der Oberseite der Hauptwand 32 kann genauso gut als Marke dienen wie eine auf die Außenseite der Meßeinheit 36' aufgesetzte Marke (Fig. 11).

Es versteht sich, daß man den lichten Abstand zwischen der Unterseite der Meßeinheit 36' und der Außenkontur des Schienensegments so groß wählt, daß die Ränder der Trag­ rollen 80 auch dann gut sichtbar bleiben, wenn die Meß­ einheit 36' über einen ansteigenden oder einen abfallen­ den Abschnitt des Schienensegments 10 bewegt wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 sind auch die seitlich angeordneten Führungsrollen 82 mit einer kegel­ stumpfförmigen Außenfläche versehen, so daß der Berühr­ punkt zwischen den Führungsrollen 82 und den Seitenwänden 34 ebenfalls als Marke benutzt werden kann.

Claims (31)

1. Vorrichtung zum Vermessen eines Schienensegments für eine Magnetschwebebahn, gekennzeichnet durch:
eine Lagereinrichtung (16, 18, 20, 24) für das Schienen­ segment (10), durch
eine Meßeinheit (36; 36'), die auf dem Schienensegment (10) geführt verfahrbar ist und mindestens eine Marke (163; 80; 82) trägt, durch
eine Kamera (164), welche ein Bild der Marken (182; 80; 82) erzeugt, und durch
eine Abstandsmeßeinrichtung (40), welche den jeweiligen Abstand der Meßeinheit (36) von einem vorgegebenen Bezugspunkt des Schienensegments (10), insbesondere einem Ende des Schienensegments, bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken (163; 80; 82) über die lichte Kontur der Meßeinheit (36; 36') überstehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Marken (163; 80; 82) in einer Laufebene liegen, die durch Führungsmittel (80; 82) der Meß­ einheit (36) vorgegeben ist, welche mit einer Führungs­ fläche (32) des Schienensegments (10) zusammenarbeiten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken durch spitz zulaufende Randabschnitte von Führungsmitteln (80; 82) gebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken (163; 80; 82) bei einem der Enden der Meßeinheit (10) liegen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Verwendung von Schienensegmenten (10), die mit unter regelmäßigem Abstand angeordneten Ausnehmungen (68-72) versehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinheit (36; 36') eine Positioniereinrichtung (40) aufweist, durch welche die Meßeinheit (10) auf eine der Ausnehmungen (68-72) ausrichtbar ist und
daß die Marken (163; 80; 82) vorzugsweise in einer durch die Positioniereinrichtung (40) vorgegebenen, transversalen Ebene angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung ein Positionierteil (116) aufweist, welches formschlüssig in eine Ausnehmung (68-72) einfahrbar ist oder reibschlüssig mit dem Schienen­ segment (10) zusammenarbeitende Klemmittel (114', 116') aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierteil (116) durch einen Stellmotor (114) in eine Ausnehmung (68-72) hineinbewegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmeßeinrichtung (40) einen Wegmesser (112, 154, 160) oder einen Inkrementgeber (112, 154) aufweist, der von der Meßeinheit (36) getragen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Wegmessers (112, 154, 160) über ein drahtloses Modem (170, 176) mit einer Auswerte­ einheit (168) verbunden ist, die ferner das Ausgangssignal eines Bildwandlers der Kamera (164) erhält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (36) intermittierend um eine Teilung oder ein Mehrfaches der Teilung der Ausnehmungen (68-72) weiterbewegt wird und die Auswerteeinheit (168) jeweils nach Weiterbewegen der Meßeinheit (36) zur nächsten Meßstelle ein Bild von der Kamera (164) übernimmt (180).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit Teil einer Bearbei­ tungseinheit (36) ist, die mindestens einen Bearbeitungs­ kopf (98; 106) zur abtragenden Materialbearbeitung umfaßt und ein Fahrwerk (78-62) aufweist, welches auf dem Schienen­ segment (10) verfahrbar ist, wobei mindestens ein Positio­ niermittel (16; 112) vorgesehen ist, welches mit im Werkstück (10) vorhandenen Ausnehmungen (68-72) zusammen­ arbeiten kann, insbesondere dadurch, daß es zwischen einer mit im Schienensegment (10) vorhandenen Ausnehmungen (68-72) zusammenarbeitenden Arbeitsstellung und einer vom Werkstück (10) abgehobenen Ruhestellung bewegbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12 zur Verwen­ dung mit einem Schienensegment (10), welches eine Hauptwand (32) mit im wesentlichen horizontaler Erstrec­ kungskomponente und zwei Seitenwände (34) mit im wesent­ lichen vertikaler Erstreckungskomponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß den Seitenwänden (34) zugewandte Führungsmittel (82) in zur Hauptwand (32) paralleler, transversaler Richtung verstellbar sind und jeweils durch identisch aufgebaute Vorspanneinrichtungen (84, 86) in Richtung auf die benachbarte Seitenwand (34) vorgespannt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen Federn, insbesondere Tellerfederstapel (82), aufweisen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen Druckluft­ zylinder (86) aufweisen, die über mindestens einen Druck­ regler (88) mit Druckluft beaufschlagt sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die den beiden Seitenwänden (34) zugeordne­ ten Druckluftzylinder (86) jeweils ein Druckregler (88) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregler (88) in ihrem Regeldruck steuer­ bar sind und ihre Steuereingänge mit einem Signal beauf­ schlagt werden, welches der Neigung der Hauptwand (32) zur Horizontalen zugeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregel-Steuersignale von einem vom Fahr­ werk (78-82) getragenen Neigungssensor (96) abgeleitet sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregel-Steuersignale von einem vom Fahr­ zeug getragenen Wegmesser (112, 154, 160) abgeleitet sind, welcher ein dem momentanen Abstand der Bearbeitungsein­ heit (36) vom Ende des Schienensegmentes (10) entsprechend­ es Signal bereitstellt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (36) eine Arbeitssteuerung (160) trägt, welche das Arbeiten der Arbeitsköpfe (98; 106) und der Positioniermittel (40) in Abhängigkeit von einem mit der Arbeitssteuerung (160) zusammenarbeitenden Massenspeicher (162) abge­ legten Kenndaten des Schienensegments (10) steuert, oder ein Modemteil trägt, über welches eine Verbindung zu einer raumfesten solchen Arbeitssteuerung besteht.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-20, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Arbeitsköpfen mindes­ tens ein Fräswerk (98) ist, welches in zur Längsachse des Schienensegmentes (10) transversaler Richtung verfahr­ bar (100) ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-21, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Arbeitsköpfen mindes­ tens ein Bohrwerk (106) ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (36) eine Mehrzahl in Längsrichtung des Schienensegmentes (10) unter gleichem Abstand aufeinanderfolgend angeordneter Fräswerke (98) und/oder Bohrwerke (106) trägt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräswerke (98) und die Bohrwerke (106) zu Gruppen zusammengefaßt sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen der Fräswerke (98) und die Gruppe der Bohrwerke (106) von unabhängigen Fahrwerken getragen sind, welche durch Gelenke, vorzugsweise über karda­ nische Gelenke oder Kugelgelenke (152), miteinander verbunden sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-25, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel (40) von einem gesonderten Fahrwerk getragen sind, welches gelenkig mit einem anderen Unterfahrwerk verbunden (152) ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehpunkte der Gelenke (152) auf Höhe der neutralen Faser der zu bearbeitenden Ab­ schnitte des Schienensegmentes (10) liegt.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-27, gekenn­ zeichnet durch bei den Enden des Schienensegmentes (10) stehende Parkteile (26, 28), welche Begrenzungsflächen aufweisen, die zumindest in den Flächenbereichen, die mit den Führungsmitteln (82, 84) zusammenarbeiten, eine stetige, glatte Fortsetzung der Begrenzungsflächen des Schienensegmentes (10) darstellen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich­ net, daß die Parkteile (26, 28) gleiche Querschnitte und gleichen Aufbau aufweisen wie Abschnitte des Werk­ stückes (10).

30. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Parkteile (26, 28) von Basis­ einheiten (30) getragen sind, welche in Höhe und/oder Neigung einstellbare Befestigungsteile (146) aufweisen.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiseinheiten (30) für die Parkteile (26, 28) im wesentlichen gleichen Aufbau aufweisen wie die Basiseinheiten (24), die zum Abstützen des Schienenseg­ mentes (10) dienen.