DE102017223736B4 - MEASURING DEVICE SUPPORT FOR MEASURING AN INSTALLED RAIL - Google Patents
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Abstract
Messgeräteträger (105; 305) zur Vermessung einer verlegten Schiene (101; 301) mit einem Trägerprofil (106; 306), zwei voneinander beabstandeten Seitenführungen (107, 108; 307) und zwei Kopplungselementen (109, 110; 308), wobeidas Trägerprofil (106; 306) starr ist, sich in eine Längsrichtung erstreckt und zum Gleiten in Längsrichtung oben auf und entlang der Schiene (101; 301) ausgebildet ist,jede der zwei Seitenführungen (107, 108; 307) zum seitlichen Anliegen an die Schiene (101; 301) ausgebildet ist und eine sich in Längsrichtung des Trägerprofils (106; 306) erstreckende, linienförmige Kontaktleiste (206; 313) aufweist, welche als Kontakt zu der Schiene (101; 301) ausgebildet ist, wobei die Kontaktleiste (206; 313) eine Gleitfläche ausbildet, die eine in Schienenlängsrichtung linienförmige, flächige Führung entlang einer durch die Seitenfläche des Schienenkopfes der Schiene (101; 301) gebildeten Bezugsfläche ermöglicht, undjedes der zwei Kopplungselemente (109, 110; 308) eine der Seitenführungen (107, 108; 307) mit dem Trägerprofil (106; 306) starr oder drehbar verbindet, wobei die beiden Seitenführungen (107, 108; 307) jeweils mindestens einen Permanentmagneten (204; 312) aufweisen, wobei der mindestens eine Permanentmagnet (204; 312) dazu ausgebildet ist bei seitlichem Anliegen der Seitenführung (107, 108; 307) an der Schiene (101; 301) die Seitenführungen (107, 108; 307) mit magnetischer Kraft an die Schiene (101; 301) zu ziehen, wobei der mindestens eine Permanentmagnet (204; 312) in die Kontaktleiste (206; 313) eingebettet und die Kontaktleiste (206; 313) in die Seitenführung (107, 108; 307) integriert ist.Measuring device carrier (105; 305) for measuring a laid rail (101; 301) with a carrier profile (106; 306), two spaced-apart lateral guides (107, 108; 307) and two coupling elements (109, 110; 308), the carrier profile ( 106; 306) is rigid, extends in a longitudinal direction and is adapted to slide in the longitudinal direction on top and along the rail (101; 301), each of the two side guides (107, 108; 307) for laterally abutting the rail (101 ; 301) and has a linear contact strip (206; 313) which extends in the longitudinal direction of the carrier profile (106; 306) and is designed as a contact to the rail (101; 301), the contact strip (206; 313) forms a sliding surface which enables a linear, flat guidance in the longitudinal direction of the rail along a reference surface formed by the side surface of the rail head of the rail (101; 301), and each of the two coupling elements (109, 110; 308) one of the sides ten guides (107, 108; 307) with the carrier profile (106; 306) rigidly or rotatably, the two side guides (107, 108; 307) each having at least one permanent magnet (204; 312), the at least one permanent magnet (204; 312) being designed for this purpose when the side guide (107, 108; 307) is in lateral contact with the rail (101; 301), the side guides (107, 108; 307) are drawn to the rail (101; 301) with magnetic force, the at least one permanent magnet (204 ; 312) is embedded in the contact strip (206; 313) and the contact strip (206; 313) is integrated into the side guide (107, 108; 307).
Description
Das Vermessen von Schienen in Längsrichtung, wie zum Beispiel die Messung der Schienenrauheit oder des Längsprofils erfordern eine präzise Seitenführung eines Messgerätes entlang der Schiene. Als Bezugspunkt für die seitliche Position der Messlinien wird üblicherweise die Seitenfläche des Schienenkopfes herangezogen. Diese weist in der Praxis oft Unebenheiten beispielsweise aufgrund von Korrosion oder Fehlstellen auf, wodurch eine präzise Seitenführung erschwert wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Messgeräteträger zur Vermessung einer verlegten Schiene mit verbesserter Seitenführung bereitzustellen.The measurement of rails in the longitudinal direction, such as the measurement of the rail roughness or the longitudinal profile, require precise lateral guidance of a measuring device along the rail. The side surface of the rail head is usually used as the reference point for the lateral position of the measuring lines. In practice, this often has unevenness, for example due to corrosion or defects, which makes precise lateral guidance more difficult. The object of the invention is therefore to provide a measuring device carrier for measuring a laid rail with improved lateral guidance.
Die Druckschrift „Rauheitsmessgeräte - m/rail trolley m/rail m/wheel“, Müller-BBM Rail Technologies GmbH, Planegg, München, 01/2017, offenbart ein Rauheitsmessgerät mit einem Trägerprofil sowie seitlich gelegenen Rollen für die seitliche Führung an der Schiene. Die Druckschrift
Die Aufgabe wird durch einen Messgeräteträger gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein solcher Messgeräteträger umfasst ein Trägerprofil, zwei voneinander beabstandete Seitenführungen und zwei Kopplungselemente. Das Trägerprofil ist starr, erstreckt sich in eine Längsrichtung und ist zum Gleiten in Längsrichtung oben auf und entlang der Schiene ausgebildet. Jede der beiden Seitenführungen ist zum seitlichen Anliegen an die Schiene ausgebildet und weist eine sich in Längsrichtung des Trägerprofils erstreckende, linienförmige Kontaktleiste auf, welche als Kontakt zu der Schiene ausgebildet ist. Die Kontaktleiste bildet eine Gleitfläche aus, die eine in Schienenlängsrichtung linienförmige, flächige Führung entlang einer durch die Seitenfläche des Schienenkopfes der Schiene gebildeten Bezugsfläche ermöglicht. Jedes der beiden Kopplungselemente verbindet starr oder drehbar jeweils eine der beiden Seitenführungen mit dem Trägerprofil. Die beiden Seitenführungen weisen jeweils mindestens einen Permanentmagneten auf, wobei der mindestens eine Permanentmagnet dazu ausgebildet ist bei seitlichem Anliegen der Seitenführung an der Schiene die Seitenführungen mit magnetischer Kraft an die Schiene zu ziehen, wobei der mindestens eine Permanentmagnet in die Kontaktleiste eingebettet und die Kontaktleiste in die Seitenführung integriert ist. Eine linienförmige Führung, das heißt eine flächige Führung mittels einer Fläche mit einem Aspektverhältnis größer eins, an zwei unterschiedlichen Positionen wie etwa am Anfang und am Ende des Trägerprofils erlaubt eine präzise Seitenführung bei relativ geringem Reibungswiderstand in Längsrichtung und sehr guter Spurhaltung in lateraler Richtung. Die Erfindung kann bei sämtlichen bekannten Schienenformen eingesetzt werden.The object is achieved by a measuring device carrier according to claim 1. Such a measuring device carrier comprises a carrier profile, two side guides spaced apart from one another and two coupling elements. The carrier profile is rigid, extends in a longitudinal direction and is designed to slide in the longitudinal direction on top of and along the rail. Each of the two side guides is designed to lie laterally against the rail and has a linear contact strip which extends in the longitudinal direction of the carrier profile and which is designed as contact with the rail. The contact strip forms a sliding surface which enables flat guidance in the form of a line in the longitudinal direction of the rail along a reference surface formed by the side surface of the rail head of the rail. Each of the two coupling elements rigidly or rotatably connects one of the two side guides to the carrier profile. The two side guides each have at least one permanent magnet, the at least one permanent magnet being designed to pull the side guides to the rail with magnetic force when the side guide is in contact with the rail, the at least one permanent magnet being embedded in the contact strip and the contact strip in the side guide is integrated. A linear guide, i.e. a flat guide by means of a surface with an aspect ratio greater than one, at two different positions such as at the beginning and at the end of the support profile allows precise lateral guidance with relatively low frictional resistance in the longitudinal direction and very good tracking in the lateral direction. The invention can be used with all known rail shapes.
Zudem kann die Kontaktleiste jeder der beiden Seitenführungen als ein linienförmiges Gleitlager ausgebildet sein, beispielsweise durch Verwendung von robusten und wenig Reibung erzeugenden Werkstoffen, die den Reibungswiderstand in Längsrichtung gegenüber der Seitenfläche der Schiene weiter verringern und geringe Abnützungserscheinungen im Betrieb zeigen.In addition, the contact strip of each of the two side guides can be designed as a linear sliding bearing, for example by using robust and low-friction materials that further reduce the frictional resistance in the longitudinal direction compared to the side surface of the rail and show little signs of wear and tear during operation.
Die Kontaktleiste kann in Längsrichtung des Trägerprofils eine Länge aufweisen, die derart ist, dass seitliche Unebenheiten der Schiene ausgeglichen werden. Je nach Länge der Gleitfläche können dann kleinere Schwankungen ausgeglichen, beispielsweise gemittelt werden, während das Längsprofil bzw. die Rauheit der Schienenoberfläche von einem auf dem Messgeräteträger befestigtem Messgerät (in den Figuren nicht gezeigt) erfasst werden können.The contact strip can have a length in the longitudinal direction of the carrier profile which is such that lateral unevenness of the rail is compensated for. Depending on the length of the sliding surface, smaller fluctuations can then be compensated, for example averaged, while the longitudinal profile or the roughness of the rail surface can be recorded by a measuring device (not shown in the figures) attached to the measuring device carrier.
Zur linienförmigen Führung kann gemäß einem Unteranspruch die Kontaktleiste in Längsrichtung des Trägerprofils beispielsweise eine Länge aufweisen, die mindestens das Dreifache der Breite der Kontaktleiste in vertikaler Richtung ist, das heißt ein Aspektverhältnis von größer oder gleich 3:1 von Länge zu Breite aufweist. Die Aspektverhältnisse können beispielsweise 3:1, 5:1, 9:1 oder 15:1 betragen.For linear guidance, the contact strip in the longitudinal direction of the carrier profile can for example have a length that is at least three times the width of the contact strip in the vertical direction, that is, an aspect ratio of greater than or equal to 3: 1 of length to width. The aspect ratios can be, for example, 3: 1, 5: 1, 9: 1 or 15: 1.
Die magnetische Kraft kann fest vorgegeben oder gemäß einem Unteranspruch beispielsweise über den Abstand, oder die Anzahl der Magneten bzw. deren Abmessungen einstellbar sein. Mittels magnetischer Kraft an einer Schiene gehaltene Seitenführungen erlauben ein schnelles Entfernen des Messgeräteträgers von der Schiene. Somit kann durch einfaches Anheben des Messgeräteträgers (samt Messgeräten) der Gleisbereich sehr schnell geräumt werden. Dies trägt zur sicheren Anwendung des Messgeräteträgers im Gleisbereich bei.The magnetic force can be fixed or, according to a dependent claim, can be adjusted, for example, via the distance or the number of magnets or their dimensions. Lateral guides held on a rail by means of magnetic force allow the measuring device carrier to be removed quickly from the rail. This means that the track area can be cleared very quickly by simply lifting the measuring device carrier (including measuring devices). This contributes to the safe use of the measuring device carrier in the track area.
Alternativ kann gemäß einem Unteranspruch jede der beiden Seitenführungen einen Elektromagneten aufweisen, der dazu ausgebildet ist, bei seitlichem Anliegen der Seitenführung an der Schiene die Seitenführungen mit magnetischer Kraft an die Schiene zu ziehen. Durch Variation der Stromstärke kann die magnetische Kraft variiert, also eingestellt werden. Eine weitere Alternative wäre die Verwendung einer Federkraft, wobei dann zusätzlich eine mechanische Abstützung der Feder erforderlich wäre.Alternatively, according to a dependent claim, each of the two side guides can have an electromagnet which is designed to pull the side guides onto the rail with magnetic force when the side guide is in lateral contact with the rail. By varying the current strength the magnetic force varies, i.e. adjusted. Another alternative would be the use of a spring force, in which case a mechanical support of the spring would also be required.
Des Weiteren kann gemäß einem Unteranspruch jedes der beiden Kopplungselemente eine der Seitenführungen mit dem Trägerprofil drehbar verbinden, wobei die Drehung um eine Drehachse in vertikaler Richtung erfolgt. Solche Drehgelenke erlauben eine bessere Anpassung der Seitenführung an die Seitenfläche der Schiene.Furthermore, according to a dependent claim, each of the two coupling elements can rotatably connect one of the side guides to the carrier profile, the rotation about an axis of rotation taking place in the vertical direction. Such swivel joints allow a better adaptation of the lateral guide to the side surface of the rail.
Die Seitenführungen sind gemäß einem Unteranspruch beispielsweise um mindestens das Dreifache ihrer eigenen Längen voneinander beabstandet. Dadurch kann eine höhere seitliche Stabilität des Messgeräteträgers bei einer Bewegung des Messgeräteträgers entlang der Schiene erzielt werden.According to a dependent claim, the side guides are spaced from one another by at least three times their own lengths, for example. As a result, greater lateral stability of the measuring device carrier can be achieved when the measuring device carrier moves along the rail.
In einem Ausführungsbeispiel, welches durch die Ansprüche nicht gedeckt ist, kann die Seitenführung zusätzlich jeweils zwei (oder mehrere) voneinander beabstandete Rollen aufweisen, die beispielsweise an den beiden längsseitigen Enden der Kontaktleisten angeordnet sind und die den Reibungswiderstand der Kontaktflächen weiter herabsetzen können.In one embodiment, which is not covered by the claims, the side guide can additionally each have two (or more) spaced apart rollers, which are arranged, for example, at the two longitudinal ends of the contact strips and which can further reduce the frictional resistance of the contact surfaces.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:
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1 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung einen Messgeräteträger mit seitlicher Führung entlang einer Vignoleschiene; -
2 den in1 gezeigten Messgeräteträger in einer Querschnittsdarstellung; -
3 in einer Querschnittsdarstellung einen für den Einsatz bei Schienen mit Rille geeigneten Messgeräteträger; -
4 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung einen Messgeräteträger mit seitlicher Führung entlang der Schiene unter Verwendung eines zusätzlichen Rollenmechanismus, der durch die Ansprüche nicht gedeckt ist; und -
5 den in4 gezeigten Messgeräteträger in einer Querschnittsdarstellung.
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1 in a schematic three-dimensional representation a measuring device carrier with lateral guidance along a Vignole rail; -
2 the in1 measuring device carrier shown in a cross-sectional view; -
3 a cross-sectional view of a measuring device carrier suitable for use with rails with a groove; -
4th in a schematic three-dimensional representation of a measuring device carrier with lateral guidance along the rail using an additional roller mechanism which is not covered by the claims; and -
5 the in4th shown measuring device carrier in a cross-sectional view.
In
Jede der beiden Seitenführungen
Zur präzisen Führung eines Messgeräteträgers in Schienenlängsrichtung wird also ein Führungssystem vorgeschlagen, bei dem die Bezugsfläche für die seitliche Führung des Messgeräteträgers die Seitenfläche des Schienenkopfes ist. Bei Rillenschienen wird eine Seitenfläche in der Rille als Bezugsfläche herangezogen. Das Führungssystem kann sich dabei aus einem oder mehreren Elementen zusammensetzen. Hierzu zählt eine Gleitfläche, die eine in Schienenlängsrichtung linienförmige, flächige Führung entlang der Bezugsfläche ermöglicht. Durch diese Art der Führung haben lokale Vertiefungen und Erhöhungen der Bezugsfläche keine signifikanten Auswirkungen auf die seitliche Führung, sofern die Vertiefungen und Erhöhungen deutlich kleiner sind als die Länge der Kontaktelemente, das heißt der Gleitflächen. Die Kontaktelemente werden daher in ihrer Länge so gewählt, dass die Vertiefungen praktisch keine Auswirkungen auf die Spurführung mehr haben. Als linienförmig werden hierin Gleitflächen angesehen, wenn beispielsweise das Verhältnis von Länge zu Breite (Aspektverhältnis) größer oder gleich 3:1 ist. Ein Führungselement hat beispielsweise eine Mindestlänge von 20 mm bei üblichen Schienen für den Eisenbahnverkehr.For precise guidance of a measuring device carrier in the longitudinal direction of the rail, a guide system is proposed in which the reference surface for the lateral guidance of the measuring device carrier is the side surface of the rail head. In the case of grooved rails, a side surface in the groove is used as a reference surface. The guidance system can be composed of one or more elements. This includes a sliding surface that enables linear, flat guidance along the reference surface in the longitudinal direction of the rail. This type of guidance means that local depressions and elevations in the reference surface have no significant effects on the lateral guidance, provided that the depressions and elevations are significantly smaller than the length of the contact elements, that is to say the sliding surfaces. The length of the contact elements is therefore chosen so that the depressions practically no longer have any effect on the track guidance. Sliding surfaces are considered linear if, for example, the ratio of length to width (aspect ratio) is greater than or equal to 3: 1. A guide element has, for example, a minimum length of 20 mm in conventional rails for rail traffic.
Der Vorteil gegenüber einem punktförmigen Kontakt zur Seitenfläche der Schiene besteht darin, dass eine nach außen gewölbte oder periodische Unebenheit auf der Bezugsfläche die Seitenführung (periodisch) gemäß dem Abstand der Berührungspunkte beeinflussen kann. Die Seitenführungen sind in Schienenquerrichtung starr mit dem Messgeräteträger verbunden. Dadurch ist ein fester Bezugspunkt des Messgeräteträgers und damit des daran befestigten Messgerätes zur Bezugsfläche sichergestellt. Im Gegensatz dazu haben elastisch gelagerte Führungselemente den Nachteil, dass der seitliche Bezugspunkt von der Kraft abhängig ist, mit der das Führungselement an der Bezugsfläche gehalten wird. Diese Kraft kann wiederum von Unebenheiten der Bezugsfläche abhängig sein. Somit ist der Bezugspunkt nicht klar definierbar. Die Seitenführungen können eine drehgelenkige Lagerung besitzen, die eine Winkeländerung zwischen der Längsachse der Bezugsfläche und der Gleitfläche ermöglicht. Somit wird sichergestellt, dass die Gleitfläche in möglichst vielen Kontaktpunkten an der Bezugsfläche anliegt und/oder das Messgerät auch in Kurven geführt werden kann. Die in Schienenquerrichtung starre Anbindung der Seitenführungen am Messgeräteträger ist durch eine starre Achse der Lagerung gewährleistet. Es kann dabei auch eine Führung ohne Lagerung verwendet werden. Konstante Kräfte halten die Seitenführungen an der Bezugsfläche. Dies kann beispielsweise über eine Magnetkraft realisiert werden. Die vertikale Position des Führungssystems wird in Bezug auf die Schienenfahrfläche konstant gehalten. Dies kann durch weitere Seitenführungen des Führungssystems oder durch den Messgeräteträger selbst erfolgen.The advantage over point-like contact with the side surface of the rail is that an outwardly curved or periodic unevenness on the reference surface can influence the lateral guide (periodically) according to the distance between the contact points. The side guides are rigidly connected to the measuring device carrier in the transverse direction of the rails. This ensures a fixed reference point of the measuring device carrier and thus of the measuring device attached to it to the reference surface. In contrast, elastically mounted guide elements have the disadvantage that the lateral reference point depends on the force with which the guide element is held on the reference surface. This force can in turn depend on the unevenness of the reference surface. The reference point cannot therefore be clearly defined. The side guides can have a swivel bearing which enables an angle change between the longitudinal axis of the reference surface and the sliding surface. This ensures that the sliding surface rests on the reference surface in as many contact points as possible and / or that the measuring device can also be guided in curves. The rigid connection of the side guides to the measuring device carrier in the transverse direction of the rails is ensured by a rigid bearing axis. A guide without storage can also be used. Constant forces hold the side guides on the reference surface. This can be achieved, for example, by means of a magnetic force. The vertical position of the guidance system is kept constant in relation to the rail running surface. This can be done by further lateral guides of the guide system or by the measuring device carrier itself.
In
Sofern die sehr hohe Präzision der Seitenführung bei der in den
Claims (6)
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