DE1191841B

DE1191841B - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Pfeilhoehe eines Gleisabschnittes, insbesondere eines Gleisbogens

Info

Publication number: DE1191841B
Application number: DE1960P0024949
Authority: DE
Inventors: Bahnbaumaschinen; Franz Plasser; Dipl-Ing Egon Schubert; Ing Josef Theurer
Original assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Current assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority date: 1959-05-29
Filing date: 1960-05-05
Publication date: 1965-04-29
Also published as: AT232027B; GB938795A; CH406268A; FR1265404A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

EOIb

Deutsche KL: 19 a -29/34

Nummer: 1191841

Aktenzeichen: P 24949 V/19 a

Anmeldetag: 5. Mai 1960

Auslegetag: 29. April 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Pfeilhöhe eines Gleisabschnittes, insbesondere eines Gleisbogens, bei dem an eine Fahrschiene über die Länge des Gleisabschnittes ein Polygonzug gelegt wird und zum selbsttätigen Ermitteln der Pfeilhöhe zwischen den Polygonzugseiten gemessene Winkel oder deren Funktionen herangezogen werden.

Es ist bereits ein solches Verfahren bekanntgeworden, bei dem der Polygonzug drei Polygonzugseiten aufweist, von denen die mittlere wesentlich länger ist als die beiden äußeren und durch eine Sekante gebildet wird, während die äußeren Polygonzugseiten jeweils durch eine Gerade gebildet werden, deren einer Endpunkt mit dem zugehörigen Endpunkt der Sekante zusammenfällt und deren freier Endpunkt an der Fahrschiene geführt ist. Um die Ungenauigkeiten zu vermeiden, die sich bei Ermittlung der Pfeilhöhe ausschließlich aus den zwischen den Polygonzugseiten gemessenen Winkeln bzw. Winkelfunktionen auf Grund von nur drei Polygonzugseiten und außerdem der wesentlich größeren Länge der mittleren Polygonzugseite ergeben müßten, wird zusätzlich die Pfeilhöhe der auf der Sekante liegenden Sehne gemessen und bei der Ermittlung der Gesamtpfeilhöhe mit berücksichtigt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, auf solche Pfeilhöhenmessungen verzichten zu können und dabei doch eine ausreichende Genauigkeit zu erreichen. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zumindest vier etwa gleich lange Polygonzugseiten zur Verwendung kommen, die sämtlich durch an die Fahrschiene gelegten Sehnen oder Tangenten gebildet werden, und daß als veränderliche Größen zur Ermittlung der Pfeilhöhe nur die zwischen benachbarten Sehnen bzw. Tangenten gemessenen Winkel bzw. Winkelfunktionen benutzt werden.

Durch diese Maßnahmen wird die Ermittlung der Pfeilhöhe auch längerer Gleisabschnitte ermöglicht, ohne daß sich eine Polygonzugseite außerhalb des Gleisbereiches befindet. Das Verfahren ist somit besonders geeignet, "im Zussmmenhang mit dem Ausrichten des Gleises angewendet zu werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Pfeilhöhe aus der Summe der

Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der
Pfeilhöhe eines Gleisabschnittes, insbesondere
eines Gleisbogens

Anmelder:

Franz Plasser, Bahnbaumaschinen, Wien

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Stehmann, Patentanwalt,

Nürnberg, Essenweinstr. 4-6

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Egon Schubert,
Franz Plasser,
Ing. Josef Theurer, Wien

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 29. Mai 1959 (3987/59)

Tangens der zwischen benachbarten Sehnen bzw. Tangenten gemessenen Winkel ermittelt werden.

Vorteilhaft ist es nach einem weiteren Erfindungsmerkmal, die Winkel oder ihre Funktionen elektrisch zu messen.

Weitere Merkmale des Verfahrens nach der Erfindung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 4 bis 7. Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 und 2 dieser Zeichnungen stellen schematisch an einem Beispiel das Prinzip der Erfindung dar, und

F i g. 3 zeigt eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Das Verfahren nach der Erfindung beruht darauf, daß die doppelte Pfeilhöhe/ gleich ist der Summe der in der F i g. 1 mit a, b, c, g, h, i bezeichneten Teilstrecken, die sich aus der Langes der untereinander gleich langen Einzelsehnen und den zugehörigen Winkeln berechnen lassen:

2· f — s · [cos « + cos (λ — ^₁) + cos (« — ?Ί — ^₂) + ^cos δ + ^cos (ß ~ 9>a) + cos (<5 — <p₃ — 974)] .

Eisenbahngleise haben Halbmesser, die über 150 m groß sind. Da die Längen s nur etwa 5 m lang gewählt werden sollen, wie dies die Erfahrung zeigt, sind die Winkel φ_ΐ7 φ_ζ, φ₃, <p₄ sehr klein und κ und δ nahe 90°.

509 567/60

Claims

3 4

Da auch die Zahl der Einzelsehnen durch die Setzt man als ausreichend genaue Näherung ein

Gegebenheiten bedingt verhältnismäßig klein ist, _cos (_a _ ^₁) = cos λ + tg φ₁,

kann auch die Summe der Winkel φ als sehr klein _{cos (ä} _ ^ _{= cos} _{a +} _tg _{+ tg}

angesehen werden. ;, ^r\ ^T _s ,

Für das angegebene Beispiel (R = 150 m, s = 5 m) 5 ^cos @ ~ W = cos 5 + tg 9P₂,

sind die Winkel φ etwa je 2° und die Winkel α und <3 ^cos V — <p₃ — 9J₄) = cos δ + tg <p_s + tg 9)4,
e 90 — 1 =89° groß. so ergibt sich für die letzte Gleichung

cos (<5 - φ, - 9>4) = cos (89° - 2° - 2°) = cos 85° =0,08716,

cos δ + tg 9)3 + tg 9?4 = cos 89° + tg 2° + tg 2° = 0,01745 + 2 · 0,03492 = 0,08729.

Der Fehler beträgt somit nur 1,5 Promille.
Mit dieser Näherung wird

/ = -γ · (cos « + cos α + tg 9J₁ + cos λ + tg 9S₁ + tg 9J₂ + cos δ + cos δ + tg 973 + cos δ + tg cp_z + tg <p₄)

= -γ · (3 cos a + 2 tg 9>! + tg 9J₂ + 3 cos δ + 2 tg <p₃ + tg <p_t).

Mit der gleichen Begründung kann man die Kosinus in Tangens näherungsweise umwandeln wie folgt:

cos κ + cos δ = tg ψ,
worin ψ = 180° — α — δ ist.

Für μ = δ = 89° ergibt sich

cos α + cos <5 = cos 89° + cos 89° = 2 · 0,01745 = 0,03490,
tg ψ = tg (180° - 89° - 89°) = tg 2° = 0,03492.

Der Fehler ist daher nur 0,6 Promille.

Man kann somit, um die Messung der Winkel zu hinaus verlängert. Im Bereich dieser Verlängerungen 17 erleichtern, setzen: 35 sind Winkelmeßvorrichtungen angebracht, mit denen

der Tangens des Winkels, den die benachbarten,

/· ^s ίΐΜ.,,χ')*»^ x*_nm j_i*_n„, _L^^1 aneinanderschließenden Stäbe 15 miteinander ein-/ = _T · (3tg V + 2Ig₉₁₁ + tgft + 2tg9>3 + tg^)· _{scMießen) gemessen wirA Die Endpunkte jedes der}

Polygonzüge sind mit 18 bezeichnet. Diese Endpunkte

Damitist die Pfeilhöhe/eine Funktion der Tangens 40 und die Gelenke 16 haben alle den gleichen Abstand

jener Winkel, welche die s-Meter langen Einzelsehnen von der zugeordneten Schiene 13, so daß die durch die

miteinander bilden. Diese Tangens der Winkel werden Stäbe 15 gebildeten Polygonzugseiten parallel zu

gemäß F i g. 2 gemessen, indem man jeweils eine entsprechenden, an diese Schiene gelegten, nur

dieser Sehnen 8 über den gemeinsamen Punkt 10 mit gedachten Sehnen verlaufen.

der benachbarten Sehne 9 hinaus verlängert und im 45 Da immer nur die Bogenaußenschiene für die Punkt 11 den zur Sehne 8 senkrechten Abstand der Richtung des Gleises maßgebend ist, muß die AnVerlängerung d zur Sehne 9 mißt. Dieser Abstand Ordnung so getroffen werden, daß die Winkel sowohl zwischen den Punkten 11 und 12 ist mit e bezeichnet an der rechten als auch an der linken Schiene 13 und entspricht d · tgq?. gemessen werden können, wobei in S-förmigen Bögen Um eine größere Genauigkeit in der Messung zu 50 die Winkel teilweise an der rechten und teilweise an erzielen und um die Meßergebnisse unmittelbar zur der linken Schiene gemessen werden können. Die Steuerung einer Richtmaschine verwenden zu können, F i g. 3 zeigt auch im Prinzip die Anordnung der werden die Werte e vorzugsweise elektrisch gemessen. Richtmaschine 19, welche die Gleislage an einem Da es sich um die Messung sehr kleiner Winkel in der Arbeitsrichtung vorausliegenden Punkt, also handelt, können die bei Schwingungsmessungen ver- 55 vor der Stelle 20, an welcher die Pfeilhöhe ermittelt wendeten Vorrichtungen auch hier benutzt werden, wird, berichtigt.
wobei hierzu beispielsweise Widerstände mit Schleifkontakten, Induktionsspulen, Piezoquarze und Kohle- *
druckmesser, verschieb- und verdrehbare Konden- .Patentansprüche:
satoren usw. zur Verfügung stehen. 60

An Hand der Fig. 3 wird eine Vorrichtung zur 1. Verfahren zum Ermitteln der Pfeilhöhe eines Durchführung des Verfahrens im Prinzip näher Gleisabschnittes, insbesondere eines Gleisbogens, erläutert. Auf die Schienen 13 eines Gleises sind auf bei dem an eine Fahrschiene über die Länge des dem Gleis verfahrbare Radsätze 14 aufgesetzt und Gleisabschnittes ein Polygonzug gelegt wird und miteinander durch Stäbe 15 gelenkig gekuppelt, die 65 zum selbsttätigen Ermitteln der Pfeilhöhe zwischen zwei jeweils einer der beiden Schienen zugeordnete den Polygonzugseiten gemessene Winkel oder Polygonzüge bilden. An den gemeinsamen Gelenken 16 deren Funktionen herangezogen werden, daist jeweils einer der beiden Stäbe 15 über das Gelenk durch gekennzeichnet, daß zumindest

vier etwa gleich lange Polygonzugseiten zur Verwendung kommen, die sämtlich durch an die Fahrschiene gelegte Sehnen oder Tangenten gebildet werden, und daß als veränderliche Größen zur Ermittlung der Pfeilhöhe nur die zwischen benachbarten Sehnen bzw. Tangenten gemessenen Winkel bzw. Winkelfunktionen benutzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeilhöhe aus der Summe der Tangens der Winkel ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel oder ihre Funktionen elektrisch gemessen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem in Gleisrichtung fortschreitend die Pfeilhöhe des Gleises fortlaufend ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der ermittelte Istwert der Pfeilhöhe mit dem Sollwert nicht übereinstimmt, das Gleis vor dem weiteren Fortschreiten jeweils erst ausgerichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die Pfeilhöhe eine elektrische Größe gewonnen wird, die zur Steuerung der erforderlichen Richtbewegung verwendet wird.

IO

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen aus miteinander gelenkig verbundenen, etwa gleich langen Stäben (15) bestehenden Polygonzug aufweist, der auf Radsätzen (14) gelagert ist, die auf dem Gleis laufen, und dessen Gelenke (16) sowie Endpunkte (18) mit gleichem Abstand von der zugeordneten Fahrschiene (13) geführt sind, so daß die Stäbe jeweils parallel zu einer entsprechenden, an diese Fahrschiene gelegten gedachten Sehne verlaufen, und daß Meßvorrichtungen zum Messen der Winkel zwischen benachbarten Stäben angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils von zwei benachbarten Polygonzugstäben (15) der eine über das gemeinsame Gelenk (16) hinaus verlängert ist und im Bereich dieser Verlängerung (17) die Winkelmeßvorrichtung angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 602 490, 926 076;
»Railway Track and Structures«, Oktober 1957, S. 48 bis 50.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 567/60 4.65 © Bundesdruckerei Berlin