DE1759105A1 - Verfahren und einrichtung zur einregelung der messvorrichtung eines gleis-korrekturgeraetes - Google Patents

Description

Anmelderin; IvIATISA iWateriel Industriel S.A.

Orissier pres Lausanne, Arc-en-ciel 2 /Schweiz (Priorität: achweiz. Pat .-Ann. ' 460.6/67 νοΐΐ 31 .

"Verfahren und Einrichtung zur Einregelung der

l.ießvorrichtung eines Gleis-Korrekturgerätes"

1967)

Die Erfindung "befaßt sich mit Geräten., die dazu dienen, die Lag.e eines Eisenbahngleises zu prüfen und zu korrigieren. Ein solches Hivellieren und Richten von Eisenbahngleisen wird in ständig zunehmendem Maße mit Hilfe von selbständig arbeitenden Korrekturgeräten durchgeführt. Hierbei geht man in der Weise vor, daß man die gewünschte G-leislage mittels eines längs des Gleises fortbewegbaren Bezugssystems bestimmt. Ein solches Bezugssystem umfaßt eine Anzahl Schienenfühler, die in Abstand voneinander angeordnet und unter sich verbunden sind, so daß sie gemeinsam eine Bezugslinie von der für die Prüfung geeigneten geometrischen Form bilden.

So genügt ein Zweipunktsystem, um eine Gerade zu definieren. Im allgemeinen wird man aber trotzdem drei. Punkte auf einem Gleis wählen, um auch einen.Kreisbogen zu definieren, wobei eine Gerade nur den Grenzfall eines Kreisbogens darstellt. Hierbei liegen zwei Punkte auf dem bereits korrigierten Gleisabschnitt und der· dritte auf demjenigen Teil, der noch korrigiert werden soll. Die Korrektur der Gleislage erfolgt hierbei in der Weise, daß mit Hilfe eines Gerätes, das mit der erforderlichen Kraft auf einen zwischen den beiden genannten Gleisabschnitten liegenden Punkt des Gleises einwirkt, dieser vierte Gleispunkt auf den durch die drei anderen

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Punkte definierten Kreisbogen verbracht wird. Hierbei stellt-also der Abstand des genannten vierten Gleispunktes von. der Bezugslinae denjenigen Lagefehler, dar, der durch Verschieben des Gleises zum Verschwinden gebracht werden muß. Andere bekannte Beß.systeme· beruhen auf der Messung der Pfeilhöhen über zwischen zwei Schienenfühlern ausgespannten Sehnen.

Ein wesentlicher Abschnitt der auf der Baustelle durchzuführenden Arbeitsvorbereitung besteht in der Einregelung der Meßvorrichtung des Korrekturgerätes. Wenn sich der vierte !Fühlerpunkt auf derjenigen Linie- befindet, die durch die Lage der drei anderen Fühlerpunkte festgelegt ist, oder wenn die Pfeilhöhe beim Korrekturpunkt den erforderlichen Wert besitzt, so soll die Meßvorrichtung dieses Befinden in der richtigen Gleislage dadurch erkennbar machen, daß ein Korrektursignal ausbleibt. Das Anzeigeinstrument der Meßvorrichtung soll somit in diesem Falle anzeigen, daß der Lagefehler den Wert "Mull" besitzt.

Ein erstes bekanntes Verfahren, die Meßvorrichtung einzuregeln, besteht darin,/diese Vorrichtung zunächst auf einen Gleisabschnitt zu bringen, dessen Linienführung einwandfrei genau ist, und auf diesem genauen Gleisabschnitt die Vorrichtung bis zum Verschwinden des Korrekturöignals einzuregeln. Dieses Verfahren ist jedoch auf den üblichen Baustellen nicht durchführbar, da dort praktisch keine Gleisabschnitte vorhanden sind, deren Linienführung genügend genau wäre, um als Eichbasis zu dienen. Auch müßte

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ein solcher zur Eichung zu benutzender genauer Gleisabschnitt sich genügend nahe an der Baustelle "befinden, da die Meßvorrichtungen für die Vornahme von Ortsveränderungen über größere Strekken meist zusammengelegt v/erden müssen. . '

Im-Hinblick darauf, daß die genannten Voraussetzungen in. der Regel nicht erfüllt sind, kann man sich als Ersatz dafür eine den Bedingungen genügende, vollkommen gerade Bezugsbasis dadurch schaffen, daß man bei einem vorhandenen, jedoch nicht sehr genauen Gleisabschnitt Zwischenlagen von verschiedenen Dicken verwendet, die gegen den Schienenkopf angelegt werden. Ein parallel zum Schienenstrang gespannter Draht ermöglicht es hierbei, die Dicke der Zwischenlagen zu bestimmen. Dieses Verfahren ist aber nicht nur sehr zeitraubend, sondern enthält auch die Gefahr von Ungenauigkeiten. Es wurde nämlich beobachtet, daß die Meßvorrichtung schon nach nur einige Male zum Zweck des Gleisrichtens erfolgtem Stillstand verstimmt ist. Solche Regelungsverstimmungen sind die Folge von Änderungen der innerhalb der Heßvorrichtung vorhandenen mechanischen Spannungen. Verstimmungen dieser Art ergeben sich immer, wenn statische Einregelungen bei stillstehendem Fahrzeug· vorgenommen werden.

Aufgrund dieser Erkenntnis ist die Erfindung von der Aufgabe ausgegangen, ein Verfahren zur Einregelung einer solchen Meßvor:- richtung zu schaffen, die dazu dient, ein Gerät zum Überprüfen und Korrigieren der Lage eines Eisenbahngleises zu steuern. Die Erfindung bezieht sich hierbei auf bekannte Meßvorrichtungen, die eine bestimmte Anzahl von'in Abständen hintereinander angeordneten

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Fühlern zum Abtasten der Sehienenlage aufweisen, wobei mindestens zwei dieser Lagefühler eine längs des Gleises fortbewegbare Bezugsbasis bilden, während mindestens ein weiterer lagefühler durch seinen Abstand von der Bezugsbasis den'Lagefehler des Gleises an der durch ihn abgetasteten Stelle anzeigt. Hierbei besteht das wesentliche Merkmal der Erfindung darin, daß längs eines geradlinigen oder kreisbogenförmigen Kreisabschnittes eine Mehrzahl von lagefehlern ermittelt wird, wobei die hieraus sich ergebende ' mittlere algebraische Abweichung zur Einregelung des Dull-Wertee der Meßvorrichtung dient.

Der Vorteil dieses Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß es die bei großen Stichprobenzahlen geltenden Gesetze der Statistik zur Anwendung bringt, gemäß denen sich die in dem als Eichabschnitt gewählten Gleisabschnitt vorhandenen Fehler gegenseitig ausgleichen.

Dementsprechend ist die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Summenbildung der durch die Meßvorrichtung ermittelten lagefehler sowie durch eine Vorrichtung zur Teilung dieser Summe durch die Anzahl der Messungen, d.h. zur Feststellung des gesuchten mittleren algebraischen Wertes der Lagefehler.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel nebst einer Abwandlung dargestellt,

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Pig. 1 zeigt in vereinfachter Form der Darstellung die Anordnung der die Ri eilt schiene abtastenden lagefühler.

Pig. 2 stellt ein Schema der elektrischen und hydraulischen Schaltkreise dar, soweit sie im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung eine Rolle spielen.

Pig. 3 ist ein vereinfachter Auszug aus diesem Schema.

Pig. 4 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform des Potentialteilers. ■

In der Zeichnung ist das Gleis durch die beiden Schienenstränge 1 und 2 und die Schwellen 3 dargestellt. Der Schienenstrang 1 spielt die Rolle des Richtstranges. Seine lage wird durch eine Vorrichtung mit vier Lagefühlern A, B₅C und X abgetastet. Diese Fühler sind unter sich durch ein Übertragungssystem verbunden, das es gestattet, jede Abweichung des Fühlers X von einem durch die drei anderen Lagefühler A, B und C bestimmten Kreisbogen zu ermitteln. Diese vier Fühler A, B, G und X sind an einem Gleisfahrzeug D angebracht, das als Arbeitswagen bezeichnet sei. Abtastvorrichtungen dieser Art sind bekannt (Patentanmeldung M 70 713 Il/20h). Sie sind mittels des Arbeitswagens D auf dem Gleis bewegbar. Dieser Arbeitswagen ist außerdem in der Nähe des Fühlers X mit einer Vorrichtung zum Verschieben des Gleises ausgestattet, die in Fig. 2 durch Richtrollen 4 angedeutet sind. Diese Vorrichtung sei nachstehend als Kraftapparat bezeichnet.

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Die Bewegungen des Fühlers werden auf einen .MeBkopf 5 übertragen, dessen Gehäuse mit den drei Fühlern A, B und 0 in !mechanischer Verbindung steht. Dieser Meßkopf 5 ist ein elektrischer Meßwertgeber, der die Bewegungen des Fühlers X in--elektrische Signale umwandelt. Bei dem zur Veranschauliehung-gewählten Ausführungsbeispiel ist er nach Art der bekannten Differentialtransformatoren ausgebildet, die auf lineare Lageverschiebungen ihres Kernes 6 ansprechen. Die Primärwicklung 7 steht unter einer Wechselspannung von bestimmter Amplitude und Frequenz. Die beiden Sekundärwicklungen 8 speisen einen geschlossenen, in zwei Schleifen unterteilten Stromkreis, von dem jede Schleife einen Wechselstromverstärker 9 und die Primärwicklung eines Transformators 10 enthält. Dieser Stromkreis besitzt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, an zwei Stellen Massenschluß. Einer dieser beiden Massenschlüsse erfolgt über einen von Hand einstellbaren Schleifkontakt eines zwischen die beiden Primärspulen des Transformators 10 eingeschalteten Regelwiderstandes 11. Mit diesem Schleifkontakt können die elektrischen Ströme in den beiden Schleifen gegeneinander abgeglichen werden. -...·■■'

Wenn der Kern 6 und der Schleifkontakt des Regelwiderstandes 11 eine symmetrische Lage einnehmen, so wird in den beiden Sekundärspulen 8 je ein Strom von gleicher Amplitude, aber von entgegengesetzter Phase erzeugt. Ist der Kern 6 hingegen aus seiner symmetrischenlage verschoben, so unterscheiden sieh, äie beiden Ströme durch ihre Amplitude und ihre Phase, so daß öle in einer Vergleichsschaltung nach Art einer Wheatstone'sehen Brücke miteinander verglichen werden können. Zu diesem Zweck werden die bei-

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den in den Sekundärwicklungen des Transformators 10 induzierten Ströme mit Hilfe von Gleichrichtern 12 gleichgerichtet und auf die mechanisch durch Regelmotoren 17, 18 einstellbaren Meßwiderstände 15 und 16 geleitet. Ein mehrpoliger V/echselschalter 13 j · der durch ein elektromagnetisches Relais 14 "betätigt wird, dient zum Umkehren der Verbindungen zwischen den festen Endanschlüssen der Meßwiderstäne 15, 1 β und den Ausgängen der Gleichrichter 12.

Jeder der beiden Meßwiderstände 15 und 16 weist einen festen φ mittigen Anschluß und einen beweglichen Schleifkontakt auf. Der Schleifkontakt des Meßwiderstandes 15 wird durch den elektrischen Regelmotor 17 bewegt und der Schleifkontakt des Meßwiderstandes durch den Regelmotor 18. letzterer Ist zudem noch mit einer Vorrichtung 19 zum Anzeigen der jeweiligen Stellung des Schleifkontaktes verbunden. '■ '

Die zwischen dem festen mittigen Anschluß des Meßwiderstandes 15 und der Masse abgegriffene Spannung bildet den Ausgangs- ^ punkt für das Signal, das zur Steuerung des hydraulischen Kraftapparates 20/4 dient. Auf diese Weise ist ein geschlossener Regelkreis gebildet, der von den am Gleis angebrachten Positionsfühlern ausgeht und zu den auf das gleiche Gleis wirkenden Richtrollen 4 zurückführt.

Das vorstehend erwähnte Vergleichssignal wird zuerst in einem Gleiehstrom-Leistungsverstärker 21 verstärkt. Zur Anzeige der Amplitude dieses verstärkten Signals dient ein Voltmeter 22. Das Signal selbst wird über einen Hand- oder Fußschalter 23 auf die

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Steuer-Magnetspule 24a eines Servo-Wegeventils 24 geleitet. Letzteres dient dazu, die Leitungen zu öffnen und zu schließen, die die beiden Druckkammern des Richtzylinders 20 einerseits mit der das Druckmittel liefernden Pumpe 25 und andererseits mit dem Behälter 26 verbinden. Ist ein Steuersignal nicht vorhanden, so nimmt das Servo-Wegeventil 24 seine Mittelstellung ein, in der die beiden Druckkammern des Richtzylinders 20 verschlossen sind, so daß der Kolben im Zylinder blockfert ist.

Bei dem Servo-Wegeventil 24 handelt es sich um ein solches mit proportionaler und symmetrischer Steuerung in zwei entgegengesetzten Richtungen in Abhängigkeit von der Amplitude und dem Vorzeichen des elektrischen Signals. Servo-Wegeventile dieser Art sind bekannte Steuerelemente, die serienmäßig erhältlich sind und die daher nicht näher erläutert zu werden brauchen.

Weiterhin ist ein mehrpoliger Wechselschalter 30 mit mehreren Schaltelementen 30a bis 30d vorgesehen, der zwei Schaltstellungen I und II zuläßt. Die Stellung I dient zum Einregeln des Steuerkreises und die Stellung II zur Steuerung des Richtvorganges. In der zuletzt genannten Stellung II ist der feste mittige Anschluß des Meßwiderstandes 16 über das Schaltelement 30d mit der Masse verbunden und bestimmt auf diese Weise die Bezugsspannung für die Vergleichsschaltung. In gleicher Weise ist der feste mittige Anschluß des Meßwiderstandes 15 über das Schaltelement 30a mit dem Verstärker 21 verbunden. Das Ausgangssignal des Verstärkers 21 wird, wie bereits beschrieben, vom Schaltelement 30b über den Unterbrecherschalter 23 auf die Kernspule 24a des Servo-V/ege-

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ventils 24 geleitet. Jede lineare lageveränderung des Kerns 6 im Meßkopf 5, wie sie durch eine örtliche Verformung des Richtstranges 1 bewirkt wird, verändert somit das Gleichgewicht der Ströme in der -.Vergleichsschaltung-.

Auf diese Weise entsteht an dem festen mittigen Anschluß des Meßwiderstandes 15 eine Spannung, die in Bezug auf Vorzeichen und Größe dem durch die'Iagefühler A, B, X und O abgegriffenen lagefehler entspricht. Diese Spannung bildet den Ursprung für ein auf das Servo—Wegeventil 24 wirkendes Steuersignal. Dieses veranlaßt, daß Druckmittel in die geeignete Druckkammer des Richtzylinders 20 einfließt, während die andere Druckkammer mit dem ■zum Behälter 26 führenden Abfluß verbunden ist. Dementsprechend verschiebt der Kraftapparat das Gleis im Sinne einer Korrektur des Lagefehlers. Wenn hierdurch der Kern 6 wieder in seine Mittelstellung zurückgebracht ist, so verschwindet die zuvor am festen mittigen Anschluß des Meßwiderstandes vorhandengewesene Spannung. Das Servo-Wegeventil 24, dessen Kernspule 24a dadurch alsdann spannungslos geworden ist, kehrt infolgedessen in seine Mittelstellung zurück und verschließt dadurch die Leitungen, die zu den Druckkammern des Richtzylinders 20 führen.

Der vorstehend beschriebene Regelvorgang kann als Anv/endung der selbsttätigen Regeltechnik mit Hilfe elektronischer Mittel auf das Richten eines Eisenbahngleises aufgefaßt werden. Die hierbei benutzten Regelkreise werden nicht als neu betrachtet, auch nicht ihre Verwendung für Zwecke der Unterhaltung von Eisenbahnanlägen. Daher können die Erläuterungen auf den hier interes-

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sierenden Einregelungsvorgang der Meßvorrichtung beschränkt werden. Dieser Vorgang ist sehr wesentlich, denn die Genauigkeit des Gleisrichtens hängt von der Genauigkeit ab, mit der diese Vorrichtung eingeregelt wird. Diese Einregelung kann als ordnungsgemäß · bezeichnet werden, wenn bei genauer Gleislage das Steuersignal an das Servo-Wegeventil 24 den Wert Null besitzt. Die vorliegende Erfindung ist daher von der Aufgabe ausgegangen, diese Einregelung mit größter Genauigkeit zu ermöglichen. Das diesem Zweck dienende Verfahren und die hierzu benutzte Einrichtung sind Gegenstand der Erfindung. Hierauf bezieht sich die nunmehr folgende Erläuterung. Bei dieser werden die einzelnen Elemente der Einrichtung, die zur Erreichung dieses Zieles notwendig sind, fortlaufend in Zusammenhang mit der Beschreibung des Verfahrens eingeführt.

Der Arbeitswagen D, der mit der hier zur Erörterung stehenden Einrichtung ausgerüstet ist/ wird vor Beginn der Einregelung auf einen gradlinigen Gleisabschnitt gebracht, von dem an^fenommen wird, daß er in waagerechter und senkrechter Ebene keine größeren Gleisfehler aufweist als diejenigen, die in jedem Eisenbahnnetz den für den Bau und für den Unterhalt von Gleisen gesetzten Toleranzen entsprechen. Es wäre allerdings eine vergebliche Mühe, wenn man auf einem Gleis eine Stelle ausfindig machen wollte, auf der die vier lagefühler A, B, 0 und X auf einer vollkommen geraden Linie liegen. Dieses ist in der Praxis meist nicht möglich, im Hinblick darauf, daß sich die Meßbasis auf eine Strecke von.20 m mit Zwischenräumen von je 5 m zwischen den einzelnen fühlern erstreckt. Man geht daher in der Weise vor, daß die Bedienungsperson

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den Arbeitswagen an eine "beliebige Stelle des im wesentlichen geradlinigen G-leises verbringt. Es schadet hierbei nichts, wenn der Rieht strang -1 dort eine geringe Verformung aufweist. Dank der nachstehend zu beschreibenden Spezialorgane ist es nämlich " trotzdem möglich, das Regelsystem mit einer durchaus genügenden Genauigkeit einzuregeln. ' '■■'-.·

Diesem Zweck dienen in erster Linie die bereits erwähnten Schleifkontakte, die durch die Motoren 17 und 18 bewegt werden, sowie ein Regelwiderstand 31» der durch einen Elektromotor 34 verstellt werden kann. letzterer ist mit einer Meßvorrichtung für den befahrenen Weg verbunden. Diese Vorrichtung weist ein Meßrad 32 auf, das auf der Rollfläche des Riehtstranges 1 rollt. Ein mit dem Meßrad 32 verbundener Impulsgeber 33 gibt jedesmal, wenn das Rad 32 sich um eine bestimmte Anzahl Umdrehungen gedreht hat, ein elektrisches Signal ab. Jeder dieser Impulse veranlaßt den Motor 34 zu einer Drehung seiner Welle um einen bestimmten Winkel. Dieser Motor bewegt außer dem genannten Schleifkontakt des Regelwiderstandes 31 noch eine auf der Motorwelle fest angebrachte Nockenscheibe 35, die einen Unterbrecher36 öffnet und schließt. Ein Bedienungsknopf ermöglicht es, den Schleifkontakt in seine Ausgangsstellung auf den Regelwiderstand 31 zurückzuführen. Die genannte Nockenscheibe 35 ist auf die Motorwelle in einer solchen Stellung aufgekeilt, daß der Unterbrecher 36 geschlossen ist, wenn der Schleifkontakt sich in seiner Ausgangsstellungbefindet, wie es in Fig. 2 gezeichnet ist.

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Die erste Phase des Einregeins besteht somit darin, daß der Schleifkontakt des Regelwiderstandes 31 in. seine Ausgangsstellung zurück verbracht wird. Dieser Kegelwiderstand 31 ist mit einem festen' Widerstand 37 verbunden. Die Bemessung dieses Widerstandes 37 entspricht genau dem Einheits-Zuwachs auf dem Regelwiderstand 31, der sich als Folge eines durch den Impulsgeber 33 abgegebenen Impulses ergibt. Der Knotenpunkt 38 zwischen dem Regelwiderstand 31 und dem festen Widerstand 37 kann - zwecks _Ä Messung seines Potentials - mit dem Verstärker 21 über das Schaltsegment 39b eines Wahlschalters 39 und über das Schaltelement 30a des Wechselschalters 30 verbunden werden.

Für die nächste Phase des Einregeins werden die Schalter und 39 in die Stellung I verbracht. In dieser Stellung wird das Ausgangssignal am Verstärker 21 als Steuersignal über die Schaltelemente und Schaltsegmente 30b, 39c sowie 13a zum Motor 18 geleitet. Das am festen mittigen Anschluß des Meßwiderstandes 15 abgenommene elektrische Vergleichssignal gelangt über die Schaltw Segmente bzw. Schaltelemente 39b und 30a zum Verstärker 21. Wenn nun das Potential an dem festen mittigen Anschluß des Meßwiderstandes 15 gegenüber der.Masse von Null verschieden ist, beginnt der Motor 18 sich zu drehen, bis dieses Potential zum Verschwinden gebracht ist.

Durch Verschieben des Schleifkontaktes des Regelwiderstandes 11 kann dann das Gleichgewicht zwischen den beiden Schleifen der Vergleichsschaltung wieder hergestellt werden, und zwar für jede beliebige Stellung der' Lage fühl er A, B, X und C. Von diener

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,Möglichkeit wird Gebrauch gemacht, um de.η Schleifkontakt des .Meßwiderstandes 16 mit Hilfe des Motors 18 in die Mittelstellung zu bringen, was am Anzeigeinstrument 19 überwacht werden kann.

Für die darauf folgende Phase der Einregelung wird der Wahlschalter 39 auf die Stellung II umgestellt, Die dabei durch den Kontakt 39d hergestellte Verbindung betätigt das Relais 14 (das Schaltelement 30c stellt die Verbindung mit der Gleichstromquelle "=" her), so daß der Kontakt 13a das Ausgangssignal des Verstärkers 21 zum Motor 17 leitet. Das Eingangssignal (■Vergleichssignal) gelangt vom Schleifkontakt des MeßwiderStandes 15 über das Schaltsegment 39b (in Stellung II) und über das Schaltelement 30a (in Stellung I) zum Eingang des Verstärkers 21. Um eine Einwirkung störender Stromimpulse auf das Regelsystem zu vermeiden, wird das Vergleichssignal vor dem Eintritt in den Verstärker 21 im Augenblick des Umschaltens von Schalter 13 an die Masse abgeleitet. Diese Ableitung geschieht mit Hilfe eines normalerweise geöffneten Unterbrechers 40, der durch ein schnellschaltendes Relais 41 geschlossen wird. Ein Kondensator 42 und ein Widerstand 43j verbunden mit einer Diode 44, bewirken bei jedem Öffnen und Sehließen des Unterbrechers 36 ein Anziehen des 'Relais 41 · Die Dauer der Erregung des Relais 41, die auf die Ansprechzeit des Relais 14 abgestimmt ist, wird durch die Eigenschaften des Kondensators 42 und des Widerstandes 43 bestimmt. Sobald der Unterbrecher 40 geöffnet ist und das Verglelchssignal zum Verstärker 21 gelangt, wird der Schleifkontakt des Meßwiderstandes in die Mittelstellung bewegt, und zwar aufgrund der in der Vergleichsschaltung bestehenden GleichgewLchtsbedingungen.

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Nunmehr wird der Arbeitswagen D auf dem Gleis bewegt. Wenn die Linienführung des Richtstranges einige Abweichungen von der Geraden aufweist, so bewegt sich der Kern im Meßkopf 5, wodurch das Gleichgewicht in der Vergleichsschaltung gestört wird. Infolgedessen tritt am Schleifkontakt -des Meßwiderstandes 15 ein Potential ■ auf, das den Motor 17 zum Drehen bringt. Demzufolge verschiebt der Motor den Schleifkontakt im Sinne einer Verminderung des genannten Potentials und bleibt stehen, wenn das Potential wieder den Wert Hull erreicht hat. So nimmt der Schleifkontakt stets eine Stellung ein, die zu jedem Zeitpunkt dem Unterschied des Fühlers X im Vergleich zu derjenigen lage entspricht, die dieser gegenüber den übrigen Fühlern A, B und C zu Beginn einnimmt. Auch die Richtung der Abweichung ist hierbei berücksichtigt.

Hat der Arbeitswagen D einen bestimmten Weg zurückgelegt,' so gibt der Impulsgeber 33 einen Impuls an den Motor 34. Infolgedessen dreht sich seine Welle um einen bestimmten Winkel. Dieses hat zur Folge, daß der Schleifkontakt des Regelwiderstandes 31 um eine Widerstandseinheit fortbewegt wird. Hierbei dreht sich die Nockenscheibe 35 um eine halbe Umdrehung und öffnet den Unterbrecher 36. Dann ist das Relais 14'stromlos, und der Schalter kehrt in die in Fig. 2 gezeichnete Stellung zurück. Der Motor 17 ist dann abgeschaltet, und der Schleifkontakt des Meßwiderstandes 15 bleibt unbeweglich während der Zeit, in der der nächste Abschnitt der Strecke befahren wird. Auch jetzt wird das Vergleichssignal immer noch am Schleifkontakt de3 Meßwiderstandes abgenommen, aber nunmehr wirkt das Steuersignal auf den Motor Die Rückkehr des Schalters 13 in seine Ausgangsstellung hat außer-

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dem die Polaritäten an den Meßwiderständen 15 und 16 umgekehrt. Diese Polaritätsumkehr hat zur Folge, daß vorerst der Schleifkontakt des Meßwiderstandes. 16 in eine Stellung "bewegt wird, die genau derjenigen des Schleifkontaktes des Meßwiderstandes 15 entspricht.

Nunmehr "bewegt sich der Schleifkontakt des Meßwiderstandes während der Fahrt des Arbeitswagens D um diese neue Stellung herum, und zwar in Abhängigkeit von den Bewegungen des Lagefühlers X, "bis zum Augenblick der nächsten Polaritätsumkehr, die dann am Ende des zweiten Streckenabschnitts eintritt. Der Schleifkontakt des Regelwiderstandes 31 bewegt sich um einen weiteren Schritt, und der Schleifkontakt des'Meßwiderstandes 15 übernimmt alsdann die Stellung des Schleifkontaktes des Meßwiderstandes 16. Der Wert des zwischen dem Schleifkontakt und dem festen mittigen Anschluß eingeschlossenen Teilwiderstandes entspricht der algebraischen Summe der in den Zeitpunkten der ersten und de'r zweiten Polaritätsumkehr durch den Fühler X registrierten Lagefehler.

Im Verlauf der weiteren Fortbewegung des Arbeitswagens D auf dem Gleis addieren die Schleifkontakte der Meßwiderstände und 16 Schritt für Schritt jeden einzelnen Lagefehler, der durch den Fühler X jeweils im Zeitpunkt einer Umkehr der Polarität registriert wird, und zwar unter Berücksichtigung des algebraischen Vorzeichens dieser Lagefehler. Im allgemeinen genügt es, ungefähr dreißig Werte zu addieren, bevor das Fahrzeug angehalten wird, wobei darauf zu achten ist, daß kein Schleifkontakt bis zur Endijle'j3un/i bewegt wird.

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Nach dem Anhalten des Arbeitswagens muß zuerst der Stillstand der Schleifkontakte der Meßwiderstände 15.und. 16 abgewartet werden. AMann wird der Wahlschalter 39 in die Stellung III gedreht. Das Relais 14 ist dann stromlos, und der Wechselkontakt 13a verbindet den Ausgang des Verstärkers 21 mit dem Motor 18. In dieser Stellung erhält der Verstärker 21 das Vergleichssignal von dem festen mittigen Anschluß am Meßwiderstand 15. Dieses hat zur Folge, daß das an diesem Anschluß herrschende Potential auf den Wert Null zurückgeführt wird. Der Wert des Teilwiderstandes auf dem ■ Meßwiderstand 16 zwischen dem Schleifkontakt und dem festen mittigen Anschluß entspricht dem Lagefehler, der durch den Fühler X an der Haltestelle des Arbeitswagens abgetastet ist.

Im Anschluß hieran wird der Wahlschalter 39'in die Stellung IV gedreht. Der Schalter 30 verbleibt auch hierbei noch immer-in Stellung I. Die Unterbrechung bei Segment 39c schließt in dieser Stellung des Schalters 39 jede Stromzufuhr zu den Motoren 17 und 18 aus, so daß die mit diesen Motoren verbundenen Schleifkontakte in der durch sie eingenommenen Stellung verbleiben. Der Schleifkontakt des Meßwiderstandes 16 ist in dieser Phase immer noch mit der Masse verbunden.

Derwischen dem Schleifkontakt und dem festen mittigen Anschluß des Meßwiderstandes 15 angeschlossene Teilwiderstand entspricht der algebraischen Summe der relativen Beträge der durch den Fühler X bei jeder Polarisationsumkehr gemessenen Lagefehler. Der Schleifkontakt des Regelwiderstandes 31 hat seinerseits eine Anzahl Widerntandseinheiten akkumuliert, die der AnaahI der gemessenen Fehler entspricht.

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Da sich der Wahlschalter 39 immer noch in Stellung IV befindet, ist der Verstärker 21 mit dem Knotenpunkt 38 zwischen den Widerständen 31 und 37 verbunden, während die Vergleichsschaltung über den Schleifkontakt des Meßwiderstandes 16 mit der Masse verbunden ist. Der Betrag des Potentials am Knotenpunkt 38 liegt zwischen denjenigen Werten, die am festen mittigen Anschluß und am Schleifkontakt desMeßwiderstandes 15 gemessen werden, und zwar in einem Verhältnis, das durch die Stellung des Schleifkontaktes am Regelwiderstand 31 bestimmt wird. Dieses bedeutet mit anderen Worten gesagt, daß die Potentialdifferenz . zwischen dem festen mittigen Anschluß und dem Schleifkontakt des Meßwiderstandes 15, die der algebraischen Summe der relativen Beträge der Positionsfehler entspricht, durch die Anzahl der befahrenen Streckenabschnitte geteilt ist. Die durch den Regelwiderstand 31 ausgeübte Funktion eines Spannungsteilers geht besonders deutlich aus der in Fig. 3 gegebenen Darstellung hervor.

Die letzte Phase der Einrege.lung des Nullwertes besteht dann darin, daß der Schleifkontakt am Regelwiderstand 11 von Hand verschoben wird, bis das Voltmeter 22 die Spannung Full anzeigt. Auf diese Weise ist dann die Vergleichsschaltung in Bezug auf den Mittelwert der gemessenen Positionsfehler ausgeglichen. Hierbei ist der an der Haltestelle des Fahrzeuges etwa herrschende Positionsfehler berücksichtigt, indem nämlich dieser Fehler durch die Einstellung des Schleifkontaktes des Meßwiderstandes 16 in der vorhergehenden Phase (während der der Wahlschalter 39 sich in der Stellung III befand) in die Vergleichsschaltung aufgenommen wurde.

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Wenn nämlich der Wechselschalter 30 in die Stellung II gedreht .. wird, so zeigt sich der an der Haltestelle des Arbeitswagens "bestehende, lagefehler am Voltmeter 22, indem das Vergleichssignal als Spannungsdifferenz zwischen den festen mittigen Anschlüssen der beiden Meßwiderstände abgenommen wird.

Zur Kontrolle der■Nulleinstellung kann dann die gleiche Wegstrecke nochmals befahren werden, wobei der Wechselschalter 30 sich in Stellung II befindet. Hierbei wird man dann feststellen, daß der Zeiger des Voltmeters 22 um den Wert Full, schwankt.

Eine vorteilhafte Abwandlung des Potentialteilers, die aber auf den gleichen Grundüberlegungen beruht, ist in Fig. 4 dargestellt. In dieser Darstellung sind zur Hervorhebung der'Übereinstimmung mit dem allgemeinen Schema gemäß Fig. ,2 für gleiche Teile die gleichen Kennziffern benutzt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß hier anstelle des mittels eines Motors verstellten Regelwiderstandes 31 eine elektronisch geschaltete •Widerstandskette 51 getreten ist. Die Einzelwiderstände dieser Kette besitzen Festwerte, die in einem ganzzahligen Verhältnis zum Wert "r" des festen Widerstandes 37 stehen, wobei die einzelnen Werte gemäß einer Potentialreihe zunehmen. So besitzt der erste Einzelwiderstand 51a den Wert r, der zweite Einzelwiderstand 51b den Wert 2r, Einzelwiderstand 51c den Wert 4r, Einzelwiderstand 51d den Wert 8r, Einzelwiderstand 51e den Wert 16r und der letzte Einzelwiderstand 51 f schließlich d.en Wert 32r.

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Aus dieser Widerstandskette wird durch geeignete Schaltung in binärer Form eine arithmetische Progression des insgesamt eingeschalteten Widerstandes gebildet, nämlich: r, 2r, 3r, 4r, 5r ......... 63r. Zu diesem Zweck sind die einzelnen Widerstände durch Kontakte 52a bis 52f überbrückt. Diese Kontakte y/erden durch elektromagnetische Relais 53a bis 53^ S^eöffnet und geschlossen, und zwar in einer vorbestimmten Reihenfolge, die durch das elektronische Zählwerk 54 gesteuert wird. Dieses Zählwerk 54 enthält die Zählimpulse von dem Impulsgeber 33, -und zwar in Abhängigkeit von dem befahrenen Weg, -

BeimELnsetzen der Zählung wird der Kontakt52a geöffnet, nach dem nächsten Impuls nur der Kontakt 52b, nach dem dritten Impuls die Kontakte 52a und 52b zugleich, nach dem vierten Impuls der Kontakt 52c allein usw. Auf diese Weise ergibt sich, daß der wirksame Gesamtwiderstand der Kette 51 in der vorstehend angegebenen arithmetischen Progression zunimmt, und zwar vom Wert r bis zu dem Höchstwert 63 r.
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Das Zählwerk 54 veranlaßt auch das Öffnen und Schließen des Unterbrechers 36. Zusammen mit dem Relais 55 des Unterbrechers ersetzt es somit den Regelmotor 34 und die nockenscheibe 35 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2. Im übrigen aber ist auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 4 das anhand der Fig. 2 und 3 beschriebene Verfahren zur Einregelung der Meßvorrichtung genau das gleiche. In dieser Hinsicht ändert sich nichts.

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Die Erfindung ist nicht an die Verwendung der beschriebenen Ausführungsbeispiele geknüpft. Auch ist sie in gleicher Y/eise für das Nivellieren wie für das Richten eines Gleises verwendbar. Insbesondere sei hervorgehoben, daß im Falle eines bei einem Gleis vorhandenen Lagefehlers durchaus auch andere Meßsysteme als dasjenige gemäß Fig. 1 benutzt werden können. So ist eingangs beispielsweise ein System erwähnt worden, das auf der Messung der Pfeilhöhen über einer zwischen zwei Lagefühlern gezogenen Sehne beruht. Es sind auch Meßvorrichtungen bekannt, die auf der Messung der Winkel zwischen mehreren Fühlerstrahlen basieren, wobei diese Fühlerstrahlen je von einem zentralen Punkt aus sternförmig nach verschiedenen längs des Richtstranges angeordneten Meßpunkten ausgehen. Für die Anwendbarkeit des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfindung ist es also nicht entscheidend, auf welche Weise, die Lagefehler des Gleises abgetastet werden.

Ebenso sind Abwandlungen auch hinsichtlich der Art des Meß- · Wandlers möglich, der dazu dient, eine geometrische Abweichung in ein elektrisches Signal umzusetzen. Bei dem zurVeranschaulichung gewählten Ausführungsbeispiel ist für diesen Zweck ein induktiver Wandler benannt. Bekannt sind aber auch Wandler, die auf einer Kapazitätsveränderung oder auf einefVeränderung ohm'.scher Widerstände beruhen. Somit gibt es auch für die Art der Umwandlung der geometrischen Abweichungen in elektrische Signale verschiedene bekannte Möglichkeiten.

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In entsprechender Weise bestehen auch hinsichtlich der Ausbildung der Verstärkerstufe für die Verstärkung der durch den Meßwandler gelieferten elektrischen Signale verschiedene Möglichkeiten. So sind sogar schon fertig montierte Geräte erhältlich, bei denen diese Verstärkerstufe mit einem Meßwandler zusammengebaut ist, so daß die Ausgänge dieses zusammengebauten Gerätes, unter Zwischenschaltung des erwähnten Polaritätswechselschalters, unmittelbar an die festen Endanschlüsse der Meßwiderstände angeschlossen werden können.

Ebenso bestehen hinsichtlich des Leistungswandlers, der zur Umwandlung des verstärkten Steuersignals in einen zur Verschiebung des Gleises befähigten Druckmittelfluß dient, verschiedene Möglichkeiten, zwischen denen die Auswahl getroffen werden kann. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Regelung der Durcht'Lußmenge. proportional., jedoch könnte sie ohne weiteres auch durch eine "Auf- und Zu"-Regelung ersetzt werden. Ferner kann zur Leistung der zum Verschieben des Gleises aufzuwendenden Arbeit auch ein Elektromotor benutzt werden. In diesem Falle regelt der Leistungsverstärker anstelle einer hydraulischen Durchflußmenge den diesen Elektromotor antreibenden elektrischen Strom.

Auch innerhalb des Regelkreises selbst sind unter Wahrung des Grundgedankens der Erfindung Abwandlungen möglich, indem einzelne Elemente, die .in den Darstellungen gezeigt oder angedeutet· sind, durch.andere Elemente ersetzt werden, die zur Durchführung der gleichen Aufgabe geeignet sind.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   π. Verfahren zur Einregelung der Meßvorrichtung eines Gleis-Korrekturgerätes, die in Abständen hintereinander mehrere Fühler zum Abtasten der Schienenlage aufweist, wobei mindestens zwei dieser lagefühler eine längs des Gleises fortbewegbare Bezugsbasis bilden, während mindestens ein weiterer lagefühler durch seinen Abstand von der Bezugsbasis den Lagefehler des Gleises an der durch ihn abgetasteten Stelle anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß längs eines geradlinigen oder kreisbogenförmigen Gleisabschnittes eine Mehrzahl von Lagefehlern ermittelt wird, wobei die hieraus sich ergebende mittlere algebraische Abweichung zur Einregelung des Null-Wertes der Meßvorriohtung dient.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Summenbil-

   dung der durch die Meßvorrichtung ermittelten Lagefehler sowie durch eine Vorrichtung zur Teilung dieser Summe durch die Anzahl der Messungen, d.h. zur Feststellung des mittleren algebraischen Wertes der gemessenen Lagefehler.

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3. 3· Einrichtung nach Anspruch 2 mit folgenden Organen:

   a) einem Meßwandler (5, ^ 2)» der den Lagefehler in Form von zwei elektrischen FehlerSignalen wiedergibt,

   b) einer Vergleichsschaltung für diese Fehler signale zur Ermittlung eines Vergleichssignals, und zwar nach Art einer Wheatstone'sehen Meßbrücke mit zwei. Meßwiderständen (15, 16), die mit" festen mittigen Anschlüssen versehen sind und deren Enden an die Ausgänge des Meßwandlers angeschlossen sind,

   c) einem Regelwiderstand (11) mit Handverstellung zum Auslöschen des Vergleichssignals,

   d) einem S ignal ver stärker (21) zur Umwandlung des Vergleichssignals in ein Signal zur Steuerung des die G-Ie iskorrek tür bewirkenden ICr aft apparat es (20, 4) sowie

   e) einem zum Anzeigen des Vorhandenseins eines Ver gle ic hs signals dienenden Anzeigegerät (22),

   gekennzeichnet durch folgende weitere Organe:

   f) einem vor£U£Bweise ij.ehrpoligen Wechselschalter 03) > der zwisehen den Ausgängen des Moßwandlers (5, 12) und den festen Endanschlussen der beiden Meßwiderstände (1b> Iu) eingebaut ist, und durch ein diesen Wechselschalter in Abhängigkeit vom befahrenen Weg betätigendes Relais (H),

   g) einen Masöeschluß des ersten Meßwiderstandes (16), der wechselweise über einen festen mittigen Anschluß oder über einen Schleifkontakt dieses Meßwiderstandes (16) verläuft', sowie einen durch das Vergleichssignal gesteuerten Motor (18) zum Verschieben des genannten -Schleif kontakte α, wpbei zur Umschaltung Anschlüüse ein von Hand bedienbarer V/ochselsclialter (3Od) vcrge-

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   h) eine Verbindung des zweiten ,Meßwiderstandes (I5) mit dem Eingang des Signalverstärkers (21), und'zwar wechselweise über einen festen mittigen Anschluß oder über einen Schleifkontakt dieses Meßwiderstandes (15)» der von einem zweiten, durch das Vergleichüsignal gesteuerten Motor (I7) bewegt wird, wobei zur Umschaltung der Anschlüsse ebenfalls Handschalter vorgesehen sind (Wechselschalter 30a, Wahlschalter 39a, 39b),

   - i) einen Potentialteiler zur Teilung des Potentials zwischen dem festen mittigen Anschluß und dem Schleifkontakt des zweiten Meßwiderstandes (15)» wobei dieser Potentialteiler einen festen Widerstand (37) und einen Regelwidgrstand (31) aufweist, sowie durch einen von dem befahrenen Weg abhängigen Motor (34) zum Verstellen des Schleifkontaktes des RegelwiderStandes (31),

   j) einen von Hand einstellbaren Wahlschalter (39t>), der zwischen den Meßwiderständen (15, 16) und dem Signalverstärker (21) eingeschaltet ist und dazu dient, das Vergleichs signal wahlweise vom festen mittigen Anschluß oder vom Schleifkontakt des zweiten Meßwiderstandes (I5) oder vom Knotenpunkt (38) am Potentialteiler (31, 37) abzuleiten,

   k) einen Handwechselsehalter (30b) am Ausgang des Signalverstärkers (21), der dazu dient, das Steuersignal wechselweise auf einen dieses in Energie zur Betätigung des Kraft apparat es (20, 4) umformenden Leistungswandler (24) oder auf die Motoren (17, 1ö) der Schleifkontakte der Meßwiderstände (I5, 16) zu leiten,

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   1) einen Wechselschalter (I3a), der zwischen dem Signalverstärker (21) und den Motoren (17, 18) der Schleifkontakte · der Meßwiderstände (15"» 16) eingeschaltet ist und dazu dient, das Steuersignal wechselweise dem einen oder dem anderen der beiden Motoren (17, Ί8) zuzuleiten, und durch ein diesen Wechsel-, schalter in Abhängigkeit von dem befahrenen Weg betätigendes Re lais (H) s owie

   m) einen Impulsgeber (32, 33), der den Weg des die Meßvorrichtung (A, B, 0, X) tragenden Arbeitswagens (D) abfühlt und in Abhängigkeit von dem befahrenen Weg Steuerimpulse abgibt, mit denen er das Relais (H) des Wechsel schalters (13) und den Motor (34) des Potentialteilers steuert, .
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 mit den Organen a) bis h) und j.) bis m) gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet -durch einen Potentialteiler zur Teilung des Potentials zwischen dem festen mittigen Anschluß und dem Schleifkontakt des zweiten Meßwiderstandes (15),. wobei dieser Potentialteiler einen festen Widerstand (37) aufweist und einen Regelwiderstand in Porm einer Widerstandskette (51), sowie durch einen von dem befahrenen Weg abhängigen Impulsgeber (33) zur elektronischen Steuerung der Widerstandskette..

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5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 'daß die festen Widerstandswerte der in Reihe liegenden einzelnen Glieder (51a, 51h usf.) der Widerstandskette je in einem ganzzahligen Verhältnis zu dem Widerstandswert r des festen Widerstandes (37) stehen und gemäß einer Potentialreihe zunehmen, derart, daß der erste Einzelwiderstand (51a) den Wert r besitzt, der zweite Sinzelwiderstand (51 b) den Wert 2r, der dritte (51c) den Wert 4r usf..
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelwiderstände (51a, 51 b usf.) durch Unterbrecherkontakte (52a, 52b usf.·) überbrückt sind, die in Abhängigkeit von sie steuernden elektromagnetischen Relais (53a, 53b usf.) stehen, wobei diese Relais ihrerseits durch Zählimpulse des nach Maßgabe des befahrenen Weges gesteuerten Impulsgebers (33.) derart gesteuert werden, daß der Gesamtwiderstand der Widerstandskette (51) in arithmetischer Progression zunimmt.

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