DE10344208B3

DE10344208B3 - Vorrichtung zur Ermittlung der Spurweite eines Gleises

Info

Publication number: DE10344208B3
Application number: DE2003144208
Authority: DE
Inventors: Josef Turek
Original assignee: KZV S R O KOMERCNI ZELEZNICNI; Kzv Sro Komercni Zeleznicni Vyzkum; MOHRBACH JENS
Current assignee: KZV S R O KOMERCNI ZELEZNICNI; Kzv Sro Komercni Zeleznicni Vyzkum; MOHRBACH JENS
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Spurweite (1) eines Gleises (2). DOLLAR A Bei einer derartigen Vorrichtung können auf einfache und zuverlässige Weise Meßfehler vermieden werden, indem Tastorgane (3, 3') von einer Meßachse (6) derart in einer, gegenseitige Relativbewegungen (7) ermöglichenden Spurweiteposition (1', 1'') gehalten werden, daß eine Veränderung der Spurweiteposition (1', 1'') als Spurweiteabweichung (DELTA1) erfaßbar ist, wobei die Meßachse (6) Elemente (6', 6'', 6''') mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten beinhaltet, welche mit Trägern (8, 8') für die Tastorgane (3, 3') eine geometrische Konfiguration aufweisen, bei der temperaturbedingte Längenänderungen (x, y) und durch diese bewirkte Winkeländerungen (alpha) derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich diese bezüglich ihrer Auswirkungen auf den Abstand der Tastorgane (3, 3') im Meßbereich im wesentlichen gegenseitig kompensieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Spurweite eines Gleises, die auf einer, auf einem Gleis verschiebbaren Tragvorrichtung anordenbar ist und die seitliche, jeweils an einem Schienenstrang andrückbare Tastorgane zur Abnahme der jeweiligen Schienenlage und einem mit den Tastorganen in Wirkverbindung stehenden Spurweitenmeßgeber zur Umwandlung der gegenseitigen Relativbewegung der Tastorgane in eine elektrische Meßgröße aufweist, wobei der Spurweitenmeßgeber mit einer Anzeige- und/oder Registriervorrichtung in Verbindung steht.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 21 30 385 C2 bekannt. Bei dieser sind zwei zu den Schienensträngen in umgekehrter Richtung querverschiebbare Abnahmeachsen vorgesehen, welche durch einen Biegestab verbunden sind, der sich entsprechend erfaßter Spurweiteabweichungen biegt. Diese Biegung wird mittels Dehnmeßstreifen erfaßt, deren Signale in elektrische Meßgrößen zur Darstellung der Spurweitemessung umgewandelt werden.

Bei derartigen Meßeinrichtungen tritt das Problem auf, daß sie unter sehr verschiedenen Temperaturverhältnissen eingesetzt werden und diese die Meßwerte in einer nicht tolerierbaren Größenordnung verfälschen können. Eine Kompensation der Temperatureinflüsse ist aus der oben genannten Schrift nicht bekannt. Es sind zwar elektrische, beziehungsweise elektronische Erfassungen und Kompensationen von Temperatureinflüssen denkbar, jedoch sind diese relativ aufwendig und insbesondere bei punktueller Erfassung leicht fehlerbehaftet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art verfügbar zu machen, die bei einem einfachen Aufbau eine zuverlässige Temperaturkompensation gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tastorgane von einer Meßachse derart in einer, gegenseitige Relativbewegungen ermöglichenden Spurweiteposition gehalten werden, daß eine Veränderung der Spurweiteposition als Spurweiteabweichung erfaßbar ist, wobei die Meßachse Elemente mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten beinhaltet, welche mit Trägern für die Tastorgane eine geometrische Konfiguration aufweisen, bei der temperaturbedingte Längenänderungen und durch diese bewirkte Winkeländerungen derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich diese bezüglich ihrer Auswirkungen auf den Abstand der Tastorgane im Messbereich derart gegenseitig kompensieren, daß Fehler auf ein tolerierbares Maß reduziert sind.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß mit einfachen mechanischen Mitteln gewährleistet wird, daß die Nullposition, von der aus die Tastorgane die Spurweiteabweichungen erfassen, temperaturunabhängig gleichbleibend ist. Fehlerquellen, wie sie im elektrischen und elektronischen Bereich bei Erfassung und Verarbeitung der zu berücksichtigenden Umstände auftreten können, sind ausgeschlossen. Ein zusätzlicher Aufwand für die Erfassung und Berücksichtigung der Temperatureinflüsse ist nicht erforderlich. Außerdem ist der Aufwand für die mechanische Temperaturkompensation relativ gering.

Beispielsweise kann als Nullposition die mitteleuropäische Normalspurweite von 1435 mm eingestellt werden. Von dieser ausgehend, ist dann ein Meßbereich eingerichtet, zum Beispiel von 1425 bis 1485 mm, in dem der Toleranzbereich der zulässigen Grenzwerte liegt. Dieser Toleranzbereich liegt beispielsweise bei der Deutschen Bundesbahn bei –5 mm und +35 mm. Die Erfindung ist selbstverständlich für jede Spurweite einsetzbar, von der kleinsten Schmalspur bis zu den breitesten Krangleisen, ebenso für jeden Meßbereich.

Für die erfindungsgemäße Kompensation reicht es selbstverständlich aus, wenn diese im wesentlichen erzielt wird, nämlich derart, daß Fehler auf ein tolerierbares Maß reduziert sind. In der Praxis wurde eine sehr befriedigende Kompensation von 99,3% erzielt. Das dabei auftretende Verkanten der Tastorgane betrug 4,7 Bogenminuten bei 20°C Temperaturunterschied, was die Messung nicht beeinträchtigen kann.

Geometrische Konfigurationen, durch welche die erfindungsgemäße Kompensation der temperaturbedingten Längenveränderungen erzielt werden, sind auf verschiedene Weise möglich. Es kann sich um Elemente mit verschiedenen Temperaturausdehnungen handeln, die wie Bimetallstreifen aneinandergefügt und entsprechend mit Trägern für die Anordnung der Tastorgane versehen sind. Es ist jedoch auch möglich, geometrische Konfigurationen wie Dreiecke, Vierecke, Trapeze oder Vielecke mit entsprechender Anordnung der Tastorgane vorzusehen. Einige Beispiele werden anhand der Figuren erläutert. Nachfolgend werden mögliche und vorzugsweise zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung aufgeführt.

Im Rahmen der verschiedenen Ausgestaltungsmöglichkeiten der geometrischen Konfiguration von Meßachse und Trägern ist es sowohl möglich, daß die Meßachse mit den Trägern eine geometrische Konfiguration aufweist, die mindestens teilweise mit Gelenken verknüpft ist, oder es ist möglich, daß die Meßachse mindestens teilweise starre Verbindungen zwischen den Elementen mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten und den Trägern für die Tastorgane aufweist. Selbstverständlich sind dabei auch teilweise Gelenke und teilweise starre Verbindungen möglich. Es können auch ausschließlich starre Verbindungen vorgesehen sein, da sich die Längenänderungen in sehr kleinen Bereichen bewegen. Dadurch sind die Winkeländerungen einer solchen Konfiguration innerhalb eines Bereichs der Elastizität des Materials, so daß auch diese reversibel sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, daß das Element der Meßachse mit starker Temperaturausdehnung mit den Trägern für die Tastorgane und dem Element mit der geringen Temperaturausdehnung ein Viereck bildet und daß die Träger bis zum Meßbereich der Tastorgane vom letztgenannten Element derartig bemessene Überstände aufweisen, daß die Längenausdehnung des Elements mit der geringen Temperaturausdehnung durch die Winkeländerung von mindestens einem der Träger, bewirkt durch die Längenausdehnung des Elements mit der starken Temperaturausdehnung, kompensiert ist. Bei dieser Anordnung nimmt das Viereck unter Erwärmung eine leichte Trapezform an, bei der die Seiten des Trapezes mit den Verlängerungen, die die Träger bilden, nach innen gerichtet sind, und zwar in dem Maß, daß die Enden der Träger, welche die Tastorgane tragen, immer im wesentlichen in der gleichen Position verbleiben. Diese Konfiguration entspricht der, die in der Praxis erprobt und oben erwähnt wurde, wobei eine hohe Kompensation erzielt wurde und das Verkanten der Tastorgane durch die Winkelverstellung sich ein einem derart kleinen Bereich bewegte, daß sie vernachlässigbar ist.

Zweckmäßigerweise wird vorgesehen, daß mindestens eines der Tastorgane am zugehörigen Träger zur Erfassung der Spurweiteabweichung gegen eine Rückstellkraft verschiebbar gelagert ist und daß der Spurweitemeßgeber diese Verschiebung erfaßt. Um dieses verschiebbare Tastorgan, an dem die Spurweiteabweichungen abgegriffen werden können, möglichst stabil auszugestalten, ist es zweckmäßig, wenn es zwei in der Meßachse verschiebbar gelagerte Teleskopstangen aufweist, die durch eine Teleskopplatte verbunden sind, welche ein Tastelement trägt. Eine derartige Anordnung gewährt eine hohe Parallelität der Verschiebung, auch beim Auftreten von Kräften, und sorgt daher für eine hohe Meßgenauigkeit. Um mit den Teleskopstangen eine sichere Führung ohne Verkanten zu gewährleisten, muß die Führung eine entsprechende Länge aufweisen. Daher ist es zweckmäßig, wenn die Teleskopstangen in Bohrungen der Elemente der Meßachse, die lang genug ausgeführt werden können, federkraftbeaufschlagt gelagert sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung mit Teleskopplatte kann der Spurweitenmeßgeber zwischen Meßachse und Teleskopplatte angeordnet sein.

Um eine exakte Messung bei einem Verschieben der Vorrichtung auf dem Gleis zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn die Tastorgane als Rollen ausgebildete Tastelemente aufweisen, die bei der Verschiebung der Vorrichtung auf dem Gleis an den Fahrkanten der Schienen laufen. Bei der Fahrkante handelt es sich um eine Raumlinie, welche als geometrische Stellen der Schnittpunkte der inneren Fläche des Schienenkopfs zu einer Ebene definiert ist, welche senkrecht zur Symmetrieachse des Schienenprofils geführt ist und sich ein definiertes Maß unter der Schienenoberkante befindet. Dieses Maß hängt von Spurweite und Schienenprofil ab. Bei der mitteleuropäischen Normalspur beträgt es 14 mm unter der Schienenoberkante.

Ist die Meßachse derart ausgebildet, daß sie mit den Trägern ein Viereck bildet und sind die Verbindungen zwischen den Elementen der Meßachse und den Trägern als starre Verbindungen ausgebildet, so ist es zweckmäßig, wenn zwischen den Elementen der Meßachse mindestens ein, vorzugsweise jedoch mehrere Verbindungsstege angeordnet sind. Auf diese Weise hat die Meßachse eine stabile Brückenform, die sich bei Temperaturerhöhungen aufwölbt und dabei die Winkel der an den Enden angeordneten Träger für die Tastorgane in erfindungsgemäßer Weise ändert.

Die Elemente mit unterschiedlicher Temperaturausdehnung können aus beliebigen Materialien bestehen, welche diese Eigenschaft aufweisen. Als zweckmäßig hat es sich herausgestellt, das Element mit der starken Temperaturausdehnung aus Aluminium und das Element mit der schwachen Temperaturausdehnung aus Stahl herzustellen. Selbstverständlich müssen dabei die Ausdehnungskoeffizienten, die geometrische Anordnung und Bemessung derart aufeinander abgestimmt werden, daß die erfindungsgemäße Temperaturkompensation in der Meßebene erzielt ist. Die Meßebene ist dabei die Ebene, in der sich die Tastorgane an den Fahrkanten entlangbewegen, wenn die Vorrichtung auf dem Gleis verschoben wird.

Für die Anordnung der Vorrichtung auf einer, auf einem Gleis verschiebbaren Tragvorrichtung ist wesentlich, daß die Meßachse derart quer verschiebbar auf dieser Tragvorrichtung angeordnet ist, daß sich die Tastorgane auch in Kurvenbereichen an die Fahrkanten anlegen.

Bei der Tragvorrichtung kann es sich um einen Meßwagen handeln, der als größeres Fahrzeug oder als kleines Gerät ausgebildet sein kann. Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß der Meßwagen im Bereich einer Schiene mindestens ein Laufrad und im Bereich der anderen Schiene mindestens zwei Laufräder aufweist, wobei die Meßachse in der Symmetrielinie einer T-förmigen Anordnung der Laufräder liegt. Auf diese Weise kann auch bei einem sehr kleinen Meßwagen gewährleistet werden, daß die Spurweitenmessung immer auf einer für eine korrekte Messung einzuhaltenden Linie erfolgt, welche senkrecht zu der Tangente einer Schienenkrümmung verläuft.

Selbstverständlich kann ein Meßwagen derart ausgebildet sein, daß er auch weitere Gleisparameter erfaßt, um alle wichtigen Daten eines Gleises mit einer Messung verfügbar zu machen. Auch im letzteren Fall ist es möglich, daß der Meßwagen als zumindest auch handverschiebbarer Kleinmeßwagen ausgebildet ist.

Selbstverständlich wird die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet, daß die Nullposition, von der die Spurweiteabweichungen erfaßt werden sollen, für verschieden Spurweiten einstellbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Prinzipskizzen und Ausführungsformen erläutert. Es zeigen
1 eine Prinzipskizze der Erfindung anhand eines allgemeinen Ausführungsbeispiels,
2a, 2b und 2c Prinzipskizzen von möglichen Ausgestaltungen der Erfindung,
3 ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung und
4 eine Einzelheit dieses Ausführungsbeispiels.
1 zeigt eine Prinzipskizze der Erfindung anhand eines allgemein dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Vorrichtung zur Messung der Spurweite 1 besteht hier aus einer Meßachse 6, die ein Element 6' mit starker Temperaturausdehnung und ein Element 2' mit geringer Temperaturausdehnung aufweist. Diese Elemente 6' und 6'' bilden mit Trägern 8, 8' für die Tastorgane 3, 3' ein Viereck, wobei diese Träger 8, 8' an der Seite des Elements 6'' mit geringer Temperaturausdehnung einen Überstand 10 bis zu den Tastelementen 13, 13' der Tastorgane 3, 3' aufweisen. Diese Tastelemente 13, 13' sind derart angeordnet, daß sie an den Fahrkanten 17 der Schienenstränge 2', 2'' des zu messenden Gleises 2 anliegen. Die Tastorgane 3, 3' mit den Tastelementen 13, 13' sind hier nur schematisch dargestellt. Die konkrete Ausgestaltung ist derart, daß mindestens eines der Tastorgane, hier das Tastorgan 3', derart verschiebbar angeordnet ist, daß Spurweiteabweichungen Δ1 erfaßbar sind. Diese Spurweiteabweichung Δ1 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet, um die bei einer derartigen Abweichung der Schienenstrang 2' verändert liegt, beispielsweise zurückversetzt ist. Bei derartigen Spurweiteabweichungen Δ1 kommt es zu einer Relativbewegung der Tastorgane 3, 3', die hier mittels des Doppelpfeils 7 angedeutet ist. Eine derartige Relativbewegung wird von einem Spurweitemeßgeber 4 erfaßt, in eine elektrische Meßgröße umgewandelt und einer Anzeige- und Registriervorrichtung 5 weitervermittelt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Meßachse 6 sieht bei diesem allgemeinen Ausführungsbeispiel vor, daß das Element 6' mit starker Temperaturausdehnung von den Tastelementen 13, 13' am weitesten entfernt liegt und mit den Trägern 8, 8' für die Tastorgane 3, 3' sowie mit dem Element 6'' mit geringer Temperaturausdehnung ein Viereck bildet, wobei die Träger 8, 8' die genannten Überstände 10 aufweisen. Kommt es zu einer Erwärmung, so dehnt sich das Element 6'' mit geringer Temperaturausdehnung, das beispielsweise aus Stahl besteht, um das Maß y aus. Das Element 6' mit starker Temperaturausdehnung, das beispielsweise aus Aluminium besteht, dehnt sich dagegen um ein größeres Maß x aus. Dadurch kommt es bezüglich der Träger 8, 8' für die Tastorgane 3, 3' zu einer Winkeländerung α. Dadurch wird bewirkt, daß die die Schienen 2, 2' berührenden Tastelemente 13, 13' im Bereich der Fahrkanten 17, in dem die Spurweite 1 gemessen wird, derart zusammen- oder auseinanderrücken, daß die Abstände der Tastelemente 13, 13' weitgehenst unabhängig von diesen Ausdehnungen oder Schrumpfungen durch Temperaturänderungen sind. Es handelt sich also um eine geometrische Konfiguration, bei der temperaturbedingte Längenänderungen x, y und durch diese bewirkte Winkeländerungen α derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich diese bezüglich ihrer Auswirkungen auf den Abstand der Tastorgane 3, 3' im Meßbereich gegenseitig im wesentlichen kompensieren. Dabei ist der Abstand der Tastorgane 3, 3' im Meßbereich der Bereich, in dem die Tastelemente 13, 13' die Schienen 2', 2'' an den Fahrkanten 17 berühren, also der Bereich der Messung der Spurweite 1.
Die Längen- und Winkeländerungen sind zur Sichtbarmachung übertrieben dargestellt.
In den folgenden Figuren weisen Elemente mit identischen Bezugszeichen dieselben oder funktionsidentische Elemente auf. Diesbezüglich wird auf das Beschriebene verwiesen.
Die 2a, 2b und 2c zeigen Prinzipskizzen von möglichen Ausgestaltungen der Erfindung, um nachzuweisen, daß das kennzeichnende Prinzip der erfindungsgemäßen Lehre sich mit verschiedenartigen, technischen Mitteln verwirklichen läßt.
Die 2a zeigt eine Meßachse 6, bei der das Element 6' mit der starken Temperaturausdehnung und das Element 6'' mit der geringen Temperaturausdehnung in der Art eines Bimetallstreifens aneinandergefügt sind. An den Enden dieser Elemente 6' und 6'' sind die Träger 8, 8' für die Tastorgane 3, 3' angeordnet. Einem dieser Tastorgane 3' ist ein Spurweitenmeßgeber 4 zugeordnet. Bei dieser Ausgestaltung kommt es in Folge von Temperaturänderungen zu einer Biegung des Meßachse 6, die mit den Längen der Träger 8, 8' bis zu den Tastorganen 3, 3' im Meßbereich derart aufeinander abgestimmt ist, daß sich in entsprechender Weise, wie in 1 dargestellt, die Längenänderungen x und y, sowie die Winkeländerungen α derart kompensieren, daß der Abstand der Tastorgane 3, 3' am Berührungspunkt der Fahrkanten 17 zu den Schienensträngen 2', 2'' im wesentlichen immer konstant bleibt.
2b zeigt, daß sich dasselbe auch mit einem Viereck, ähnlich wie in 1 dargestellt, erreichen läßt, bei dem die Elemente 6' und 6'' sowie die Träger 8, 8' durch Gelenke 9 miteinander verbunden sind. Selbstverständlich muß diese Meßachse 6 dann an einer Tragvorrichtung befestigt sein, dies könnte beispielsweise, wie angedeutet im Bereich des Elements 6'' erfolgen. Alternativ zur Darstellung wäre es selbstverständlich aber auch möglich, nur an einer Seite Gelenke 9 vorzusehen, so daß nur an dieser Seite ein Träger 8 oder 8' mit einem Tastorgan 3 oder 3' die Winkeländerung α zur Kompensation der Längenveränderung durch Temperaturveränderung vollzieht.
Die 2c dient zum Nachweis, daß die erfindungsgemäße Konstellation nicht nur mittels einer viereckigen oder stabförmigen Konfiguration möglich ist, wie dies oben dargestellt wurde, sondern daß auch andere Konfigurationen denkbar sind, wie beispielsweise die dargestellte Konfiguration in Form der Anordnung in einem Dreieck. Dabei sind zwei Elemente 6' und 6''' mit starker Temperaturausdehnung mittels eines Gelenks 9 verbunden und weisen an ihren anderen Enden Träger 8, 8' auf, die mit den Elementen 6' und 6''' fest verbunden sind. An diesen Verbindungen, die beispielsweise, wie dargestellt, abgewinkelt sein können, sind ebenfalls Gelenke 9 angeordnet, durch die Elemente 6' und 6''' mit einem Element 6'' mit geringer Temperaturausdehnung verbunden sind. Die Träger 8, 8' tragen an ihren unteren Enden die Tastorgane 3, 3'.
Kommt es nun bei dieser Konfiguration beispielsweise zu einer Erwärmung, so dehnen sich die Elemente 6' und 6''' in ihrer Länge stärker aus, als das Element 6''. Dabei ändert sich, wie dies die strichpunktierten Linien andeuten, die Winkelstellungen des Dreiecks, wobei bei einer Erwärmung der Winkel zwischen den Elementen 6' und 6''' kleiner wird und das Gelenk 9 zwischen den Elementen 6' und 6''' sich nach oben verschiebt. Durch diese Winkeländerung wird bewirkt, daß die Träger 8, 8' mit den Tastorganen 3, 3' nach innen wandern und dadurch die Längenausdehnung des Elements 6'', die geringer ist als die Längenausdehnung der Elemente 6' und 6''', kompensiert wird.
Selbstverständlich ist dies nur ein Beispiel einer abweichenden Konfiguration. Man könnte die Erfindung auch mit einem Fünfeck oder einer anderen Konfiguration realisieren.
Die 3 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung und 4 eine Einzelheit dieses Ausführungsbeispiels im Bereich der strichpunktierten Umrahmung. Das Funktionsprinzip dieses Ausführungsbeispiels entspricht dem zu 1 beschriebenen. Auf die dortigen Ausführungen wird verwiesen, insbesondere auf das, was bereits zu identischen Bezugszeichen beschrieben wurde.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Meßachse 6 aus einem Element 6' mit starker Temperaturausdehnung und einem Element 6'' mit geringer Temperaturausdehnung aufgebaut, die an den Enden mit Trägern 8, 8' für die Tastorgane 3, 3' fest verbunden sind. Weiterhin weisen die Elemente 6' und 6'' Verbindungen durch Verbindungsstege 16 auf. Es ist damit eine starre brückenartige Ausgestaltung aufgebaut, die sich bei Erwärmung nach oben aufwölbt, wie dies bereits zu 1 mittels der strichpunktierten Linien dargestellt wurde. Die Funktion ist hier entsprechend, wobei einzelne Ausgestaltungen konkretisiert wurden.
So sind die Tastorgane 3, 3' hier mit als Rollen 15 ausgebildeten Tastelementen 13, 13' versehen, die die Schienen 2', 2'' an den Fahrkanten 17 berühren. Dabei wird ein gewisser Anpreßdruck erzielt, indem an der einen Seite der Meßachse 6 das Tastorgan 3' durch die Kraft der Federn 21 beaufschlagt wird. Diese Federn 21 sind in Bohrungen 14, 14', welche den Träger 8 durchsetzen und sich in den Elementen 6, 6'' fortsetzen, angeordnet und wirken auf ebenfalls in diesen Bohrungen 14, 14' mittels einer Spielpassung gelagerten Teleskopstangen 11, 11'. Diese Teleskopstangen 11, 11' sind an ihren äußeren Enden mit einer Teleskopplatte 12 starr verbunden, welche das Tastorgan 13' trägt. Wird das Tastorgan 13' gegen die Kraft der Federn 21 verschoben, so vollzieht auch ein Erfassungsstift 4' eines Spurweitemeßgebers 4 diese Verschiebung der Teleskopplatte 12 gegenüber der Meßachse 6. Diese Verschiebung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das über eine Anzeige- und Registriervorrichtung 5 als Spurweitenabweichung Δ1 registriert, beziehungsweise ablesbar gemacht wird.
Weiterhin ist an diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, daß Laufräder 18, 18', 18'' vorgesehen sind, welche die Vorrichtung derart tragen, daß sie entlang eines Gleises 2 geschoben werden kann. Dabei sind an einer Seite zwei Laufräder 18' und 18'' vorgesehen, und an der anderen Seite ein Laufrad 18. Die Darstellung der drei Laufräder 18, 18', 18'' ist jedoch nur schematisch, zweckmäßigerweise werden sie entweder derart ausgeführt, daß ein fester Halt an den Schienensträngen 2', 2'' gewährleistet ist oder die Vorrichtung ist an einem Meßwagen aufgehängt, welcher garantiert, daß die Vorrichtung dem Verlauf des Gleises 2 folgt.
Die Temperaturkompensation entspricht dem in 1 dargestellten, wobei in dieser Darstellung die Achsverläufe 19 des Trägers 8, beziehungsweise auf der anderen Seite der Teleskopplatte 12 dargestellt sind und weiterhin die Kreuzungspunkte 20, 21 dieser Achsverläufe 19 mit durch Temperaturänderungen veränderten Achsverläufen 19' eingetragen wurde. Letztere stellen sich in der in 4 dargestellten Weise ein, wenn in Folge einer Temperaturerhöhung die erwähnten Längenänderungen eintreten. Dies wird im Folgenden näher erläutert.
4 zeigt die genannte Einzelheit der 3, wobei hier sichtbar gemacht wurde, wie sich entsprechen der Pfeile 23 und 22 eine starke Wärmedehnung des Elements 6' und eine schwächere Wärmedehnung des Elements 6'' einstellt. Dies ist auf jeder Seite der Meßachse 6 eine Längenänderung um das Maß x/2 bzw. y/2. Diese Längenänderungen bewirken, daß sich die Ausrichtung der Achse 19 um den Winkel α ändert und dann den Verlauf 19' aufweist. Durch die entsprechende Anordnung der geometrischen Konfiguration ist dabei gewährleistet, daß der Kreuzungspunkt 20 der Achsverläufe 19 und 19' in der Meßebene 24 der Spurweitemessung liegt, in der sich auch auf beiden Seiten des Gleises 2 die Fahrkanten 17 befinden, die für die Messung der Spurweite 1 maßgeblich sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Abstand, der als Tastelemente 13, 13' dienenden Rollen 15 im Meßbereich, also an den Fahrkanten 17 immer gleichbleibt, beziehungsweise sich höchstens in zu vernachlässigendem Maß ändern kann.
Selbstverständlich sind derartige Ausgestaltungen nur beispielhaft. Es sind zahlreiche Konfigurationen denkbar, durch die temperaturbedingte Längenänderungen gleichzeitig Winkeländerungen herbeiführen, durch welche Temperaturauswirkungen kompensiert werden. So könnte die gesamte Anordnung beispielsweise auch waagerecht in Schienenebene liegen, oder es wäre beispielsweise möglich, an einer bezüglich ihrer horizontalen Anordnung homogenen Meßachse 6 seitlich die Elemente 6' und 6'', beispielsweise als ein Bimetallelement ausgebildet, anzuordnen. Letzteres trägt dann eines der Tastorgane 3, 3', wobei das Bimetallelement das Tastorgan 3 oder 3' im Meßbereich derart verstellt, daß eine Längenänderung kompensiert ist. Weitere Möglichkeiten sind denkbar.

1: Spurweite
1', 1'': Spurweiteposition
Δ1: Spurweiteabweichungen
2: Gleis
2', 2'': Schienenstränge
3, 3': Tastorgane
4: Spurweitemeßgeber
4': Erfassungsstift
5: Anzeige- und Registriervorrichtung
6: Meßachse
6': Element der Meßachse (mit starker Temperaturausdehnung)
6'': Element der Meßachse (mit geringer Temperaturausdehnung)
6''': Element der Meßachse (mit starker Temperaturausdehnung)
7: Doppelpfeil: gegenseitige Relativbewegung der Tastorgane
8, 8': Träger für die Tastorgane
9: Gelenke
10: Überstände der Träger
11, 11': Teleskopstangen
12: Teleskopplatte
13, 13': Tastelemente
14, 14': Bohrungen
15: Rollen
16: Verbindungsstege
17: Fahrkanten
18, 18', 18'': Laufräder
19: Achsverlauf eines Trägers für die Tastorgane bzw. der Teleskopplatte
19': Achsverläufe bei höherer Temperatur
20, 20': Kreuzungspunkte der Achsverläufe
21: Federn
22: Pfeil: Wärmeausdehnung (z. B. Stahl)
23: Pfeil: Wärmeausdehnung (z. B. Aluminium)
24: Meßebene der Spurweitemessung
x: Maß der starken Wärmeausdehnung (übertrieben dargestellt)
y: Maß der schwachen Wärmeausdehnung (übertrieben dargestellt)
α: Winkeländerung (übertrieben dargestellt)

Claims

Vorrichtung zur Ermittlung der Spurweite (1) eines Gleises (2), die auf einer, auf einem Gleis (2) verschiebbaren Tragvorrichtung anordenbar ist und die seitliche, jeweils an einem Schienenstrang (2', 2'') andrückbare Tastorgane (3, 3') zur Abnahme der jeweiligen Schienenlage und einem mit den Tastorganen (3, 3') in Wirkverbindung stehenden Spurweitenmeßgeber (4) zur Umwandlung der gegenseitigen Relativbewegung der Tastorgane (3, 3') in eine elektrische Meßgröße aufweist, wobei der Spurweitenmeßgeber (4) mit einer Anzeige- und/oder Registriervorrichtung (5) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastorgane (3, 3') von einer Meßachse (6) derart in einer, gegenseitige Relativbewegungen (7) ermöglichenden Spurweiteposition (1', 1'') gehalten werden, daß eine Veränderung der Spurweiteposition (1', 1'') als Spurweiteabweichung (Δ1) erfaßbar ist, wobei die Meßachse (6) Elemente (6', 6'', 6''') mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten beinhaltet, welche mit Trägern (8, 8') für die Tastorgane (3, 3') eine geometrische Konfiguration aufweisen, bei der temperaturbedingte Längenänderungen (x, y) und durch diese bewirkte Winkeländerungen (α) derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich diese bezüglich ihrer Auswirkungen auf den Abstand der Tastorgane (3, 3') im Meßbereich derart gegenseitig kompensieren, daß Fehler auf ein tolerierbares Maß reduziert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßachse (6) mit den Trägern (8, 8') eine geometrische Konfiguration aufweist, die mindestens teilweise mit Gelenken (9) verknüpft ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßachse (6) mindestens teilweise starre Verbindungen zwischen den Elementen (6', 6'') mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten und den Trägern (8, 8') für die Tastorgane (3, 3') aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (6') der Meßachse (6) mit starker Temperaturausdehnung mit den Trägern (8, 8') für die Tastorgane (3, 3') und dem Element (6'') mit der geringen Temperaturausdehnung ein Viereck bildet und daß die Träger (8, 8') bis zum Meßbereich der Tastorgane (3, 3') vom letztgenannten Element (6''') derartig bemessene Überstände (10) aufweisen, daß die Längenausdehnung des Elements (6'') mit der geringen Temperaturausdehnung durch die Winkeländerung (α) von mindestens einem der Träger (8, 8'), bewirkt durch die Längenausdehnung des Elements (6') mit der starken Temperaturausdehnung, kompensiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Tastorgane (3, 3') am zugehörigen Träger (8, 8') zur Erfassung der Spurweiteabweichung (Δ1) gegen eine Rückstellkraft verschiebbar gelagert ist und daß der Spurweitemeßgeber (4) diese Verschiebung erfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tastorgan (3') zwei in der Meßachse (6) verschiebbar gelagerte Teleskopstangen (11, 11') aufweist, die durch eine Teleskopplatte (12) verbunden sind, welche ein Tastelement (13') trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopstangen (11, 11') in Bohrungen (14, 14') der Elemente (6', 6'') der Meßachse (6) federkraftbeaufschlagt gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spurweitenmeßgeber (4) zwischen Meßachse (6) und Teleskopplatte (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastorgane (3, 3') als Rollen (15) ausgebildete Tastelemente (13, 13') aufweisen, die bei der Verschiebung der Vorrichtung auf dem Gleis (2) an den Fahrkanten (17) der Schienen (2', 2'') laufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elementen (6, 6') der Meßachse (6) mindestens ein Verbindungssteg (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (6') mit der starken Temperaturausdehnung aus Aluminium und das Element (6'') mit der schwachen Temperaturausdehnung aus Stahl ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßachse (6) auf einer, auf einem Gleis (2) verschiebbaren Tragvorrichtung derart querverschiebbar angeordnet ist, daß sich die Tastorgane (3, 3') auch in Kurvenbereichen an die Fahrkanten (17) anlegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung ein Meßwagen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwagen im Bereich einer Schiene (2') mindestens ein Laufrad (18) und im Bereich der anderen Schiene (2'') mindestens zwei Laufräder (18', 18'') aufweist, wobei die Meßachse (6) in der Symmetrielinie einer T-förmigen Anordnung der Laufräder (18, 18', 18'') liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwagen auch zur Erfassung weiterer Gleisparameter ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwagen als zumindest auch handverschiebbarer Kleinmeßwagen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullposition, von der die Spurweiteabweichungen (Δ1) erfaßt werden sollen, für verschiedene Spurweiten (1) einstellbar ist.