DE2043580A1

DE2043580A1 - Vorrichtung zum Überwachen der Lage eines Eisenbahngleises

Info

Publication number: DE2043580A1
Application number: DE19702043580
Authority: DE
Inventors: Odon Steven Montreal Bencsics (Kanada), Beckmann, Helmuth Rolf Erich von, Columbia, SC (V St A )
Original assignee: Ivacan Inc
Current assignee: Ivacan Inc
Priority date: 1969-09-05
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE2043580C3; ES383383A1; CS189568B2; AT317964B; FR2060993A5; ZA705907B; US3675233A; DE2043580B2; CA950989A; GB1322785A; JPS511138B1; CH519056A

Description

CANRON LIMITED-CANRON LIMITEE Montreal, Quebec, Canada

betreffend

Vorrichtung zum Überwachen der Lage eines Eisenbahngleisei

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer Gleislage oder Fahrbahnlage der Seite oder der Höhe nach mit am Gleis oder an der Fahrbahn geführt einem Sender für ein Strahlenbündel elektromagnetischer Wellen, insbesondere einen Lichtstrahl, vorzugsweise Infrarot-Lichtstrahl, als in Längsrichtung des Gleises ausgesendeten Bezugsstrahl, und einc-κ dieses empfangenden Steuerempfanger, sowie dazwischen einer quer zur Längsrichtung des Gleises oder der Fahrbahn beweglichen Abschattungseinrichtung, einer Blende, mit einer in das Strahlenbündel hineinbewegbaren wirksamen Kante, mit der das Strahlenbündel gegenüber dem Steuerempfänger wenigstens teilv/cise unterbrochen werden kann.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art, insbesondere bei der Verv/endung beim Nivellieren oder Richten eines Eisenbahngleises, wird eine Blende mit einer wirksamen Kante verwendet, die näher am Empfänger als am Sender angeordnet ist. Hierdurch ist die Genauigkeit der Vorrichtung gegenüber einer etwa mittigen Anordnung der Blende erhöht. War es beim Überwachen der Gleißlage neblig oder war die Luft staubbeladen, wurde das Bezugsstrahlenbündel nicht unerheblich gestreut und dadurch der vom Steuerempfänger wahrgenommene

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Schnittpunkt der Blende mit dem Bezugsstrahlenbündel beeinflußt. Die Überwachung der Gleislage und die Arbeitsvorgänge zu dessen Korrektur v/aren daher dadurch gestört, daß der Empfänger aufgrund der Lichtstreuung auch Licht aus einem Bereich hinter der einen wirksamen Blendenkante empfing. Während bei klarem Wetter oder reiner Luft ein positiv reproduzierbarer Schnittpunkt mit einer Bezugslinie durch die Blende bewirkt wurde, war es bei Nebel oder ähnlichen Wetterbedingungen nicht möglich', daß der Schnittpunkt der Blendenkante mit einer durch die Vorrichtung gebildeten Bezugslinie eindeutig feststellbar und reproduzierbar war.

Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für die eingangs genannte Überwachungsvorrichtung einen Empfänger, der mit einer Blende, die eine einzige v/irksame Kante auiv/ei"st^riV^>"' anzugeben, der durch Lichtstreuung bei widrigen Wetterverhältnissen und Sichtbedingungen weniger beeinflußbar ist als die bekannten Empfänger.

Diese Aufgabe ist für die eingangs genannte Vorrichtung, bei der der Steuerempfänger wenigstens zwei dem Sender zugewandte strahlungsempfindliche, insbesondere lichtempfindliche,

ilinrni t.t.eH|if.r ■ Wandler in Bewegungsrichtung der.Blende körperlich dicht oder/ nebeneinander, eine das Ausgangssignal der V/andler verarbeitende Steuereinrichtung für die Querbewegung, insbesondere das Anhalten, der Blende, wenn deren wirksame Kante an eine Bezugslinie im Strahlenbündel heranbewegt ist, aufweist, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung eine die Signalausgänge der Wandler in unterschiedlicher Weise miteinander elektrisch verbindende Einrichtung umfaßt, die ein Stoppsignal für die Blendenquerbewegung erzeugt, wenn sich die Blende an der Bezugslinie befindet, an der das Strahlenbündel mit einem vorbestimmten Unterschied auf die Wandler aufgeteilt auftrifft. Der vorbestimmte Unterschied, bei dem ein Stoppsignal erzeugt wird, liegt zwischen 8 : 1 und 8 : 7, für den sich von der an der Bezugslinie befiridli- · chen Blendenkante abliegenden Wandler im Verhältnis zu dem

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der Blendenkante näheren Wandler. Besonders günstig ist ein vorbestimmter Unterschied von 2:1.

Nach einer vorteilhaften Ausführung.¹=;form der angegebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß als Wandler in bekannter Weise Photozellen verwendet sind und daß die Einrichtung zur elektrischen Verbindung deren Signalaucg'-hige Verstärker für jede Photozelle und eine mit deren Ausgängen verbundene Summier- und Gewichtungsschaltung zur Erzeugung eines Stellsignals bei Vorhandensein eines bestimmten Verhältnisses der beiden Verstärker-Ausgangssignale zueinander, sowie eine vom Stellsignal ausgelöste IViggerschaltung zur Erzeugung eines gewünschten Steuersignals aufweist. Dps Verstärkungsverhältnis der Verstärker ist zweckmäßig einstellbar, um unterschiedliche vorbestiinmte Unterschiede der von den beiden Wandlern zu empfangenden Lichtmengen vorgeben zu können. Die Genauigkeit der erfindungsg2mäßen Vorrichtung ist so hoch, daß Abweichungen der Gleislage von einer Solllage von nur o,A mm feststellbar und zur Auslösung der Trigger.schaltung und damit einer Korrektur der Gleislage durch entsprechende Werkzeuge führer.. Sollen die Korrekturwerkzeuge erst bei größeren Abweichungen eingesetzt werden, \\^re±l sich die Korrektur von Abweichungen in der Größenordnung von o,4 nun nicht lohnt, dann ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung zweckmäßig, mit der ein Unempfindlichkeitsband, insbesondere einstellbarer Breite, erzeugt v/erden kann, so daß Abweichungen von der Soll-Gleislage, die in dieses Unempfindlichkeitstand fallen, nicht zu einer Korrektur der Gleislage führen. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß ein ein Unempfindlichkeitsband erzeugender, dem Sender zugewandter Wandler körperlich nahe und in Richtung der Blendenbewegun?- neben den beiden Wandlern auf der Seite der Blende, wenn diese sich an der Bezugslinie befindet, und eine zweite Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Signalausgangs dieses Wandlers mit dem benachbarten, der Elendenkante, wenn sich diese an der Bezugslinie befindet, nahen Wandler zur

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Erzeugung eines Steuersignals zur Einleitung der Blendenbe-' wegung auf das Strahlenbündel zu, wenn der Unempfindlichkeitsband-Wandler wenigstens einer vorbestimmten Strahlungsmenge des Strahlenbündels ausgesetzt ist, vorgesehen ist. Der Unempfindlichkeitsband-V/andler ist zweckmäßig ebenfalls eine Photozelle und die zweite Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Signalausgangs des Unenvpfindlichkeitsband- .

.weist. Wandlers mit dem des benachbarten Wandlers/Verstärker für beide Ausgangssignale und eine mit deren Ausgängen verbundene zweite Summier- und Gewichtungssohaltung zur Erzeugung eines Stellcignals bei Vorhandensein eines vorbestimmten Verhältnisses der beiden Verstärker-Ausgangssignale zueinander, sowie eine durch das Stellsignal aufgelöste zweite Triggerschaltung zur Erzeugung des die Bewegung der Blende auf das Strahlenbündel zu einleitenden Steuersignals auf. Der Verstärker des benachbarten Wandlers kann der gleiche sein, der dessen Signal zur Einspeisung in die andere, erste Summier- und Gewichtungsschaltung verstärkt. Die Summier- und Gewichtungsschaltung ist zweckmäßig mittels einer Potentiometereinstellung auf verschiedene UnemDfindlIchkeitsbandbreiten einstellbar. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auslegung derart, daß mit der anderen, der ersten Triggerschaltung ein eine Bewegung der Blende vom Strahlenbündel weg einleitender Steuerimpuls erzeugbar ist..

Schließlich hat sich eine Ausgestaltung als zweckmäßig erwiesen, nach v/elcher auswärts des Empfängers ein zweiter ■ Empfänger zum Auslösen einer Alarnieinrichtung bei versehentlichem Unterbrechen des Strahlenbündels, z. B. durch eine Hilfsperson, vorgesehen ist.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten von Aurgestaltüngen der Erfindung sind anhand einer Zeichnung an zwei Aurführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

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Figur 1 eine erste /,usführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung und

Figur 2 eine zweite Ausführungsform, die sich von der ersten durch Zusatzeinrichtungen zur Erzeugung einer einstellbaren Unempfindlichkeitsbandbreite auszeichnet.

Die in den Figuren dargestellten Vorrichtungen sind zum Überwachen einer Gleislage insoweit bekannt, als ein am Gleis geführter Sender Io ein Strahlenbündel 11 in Gleislängsrichtung auf einen in Abstand davon vorgesehenen/^::!??=^ fänger 12 aussendet und durch eine zwischen ihnen angeordnete Blende 13 mit einer wirksamen Kante unterbrochen v/erden kann. Der Sender Io ist im allgemeinen auf einem Vorvagen oder Satellitenwagen angeordnet, während die Blende 13 und der Empfänger 12 auf oder bei einer Gleiskorrektur-maschine vorgesehen sind. Diese Vorrichtung kann sowohl zum Überwachen der Gleislage der Seite nach, wie es bei Gleisrichtarbeiten erforderlich ist, als auch zum Überwachen der Gleislage der Höhe nach, v/ie es zum Gleisheben erforderlich ist, eingesetzt werden. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen sind zum Überwachen der Gleislage der Seite nach beim Gleisrichten ausgebildet.

Der Empfänger 12 der Vorrichtung nach Figur 1 hat zwei lichtempfindliche V/andler IA und 15 in Form von Photozellen, um ein vom Sender lo. ausgestrahltes Infrarot-Lichtstrahlenbündel in ein auswertbares elektrisches Signal umzuwandeln. Die Photozellen 14 und 15 sind im Empfänger in Bewegimgs-' richtung der Blende körperlich dicht nebeneinander, im vorliegenden Fall also quer zum Gleis, angeordnet. Das Ausgangsßignal der beiden Photozellen wird durch Verstärker 16 und 17 auf einen gut weiterverarbeitbaren Wert, ,-sofern dies erforderlich ist, verstärkt. Gegebenenfalls können die Verstärker abstimmbar sein, wenn das Lichtstrahlenbündel moduliert ist und ein frequenzmoduliertes Einpfangssignal in einen Gleichstrom umwandeln. Das Verstärkungverhältnis der

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Verstärker 16 und 17 ist ferner einstellbar.

Die Ausgangssignale der Verstärker 16 und 17 gelangen an den Eingang einer Summier- und Gewichtungsschaltung 18, die ein Stellsignal an eine nachgeschaltete Triggerschaltung 19 zu deren Auslösung abgibt, wenn die Stärke des Ausgangssignals des Verstärkers 17 der Photozelle 15 zu der Stärke des Ausgangssignals des Verstärkers 16 der Photozelle 14 ein vorbestimrntes Verhältnis, insbesondere 2 : 1 hat. Von den beiden Photozellen ist die der wirksamen Kante der Blende 13 in Bewegungsrichtung der Blende zugewandte Photozelle mit 14 und die ihr abgewandte mit 15 bezeichnet. Wenn sich die Blendenkante an. der Bezugslinie des Strahlenbündels befindet, empfängt die Photozelle 15 mehr Licht als die Photozelle 14. Die Triggerschaltung 19 ist derart ausgebildet, daß sie auf die Summe der Summier- und Gev/ichtungsschaltung 18 anspricht und ein Steuersignal erzeugt, wie es bei der Amvendung des Steuerempfängers 12 im Rahmen der Gleislagekorrektur gewünscht oder erforderlich ist./cTieserAusführungsform steuert die Triggerschaltung 19 ein Relais, das die Ouerbewegung der Blende in das Strahlenbündel 11 hinein abstoppt, wenn diese die in Figur 1 gezeigte Stellung an der Bezugslinie aufweist, in welcher Bezugsstellung die Blende die Photozelle 14 soweit abschattet, daß sie nur die Hälfte der Lichtmenge empfängt, die von der Photozelle 15 empfangen wird, weil diese sich immer nach auswärts, also entfernt von der wirksamen Kante der Blende 13 befindet. Beim Nivellieren wird durch das Relais die Aufwärtsbewegung der Blende selbst gestoppt, während beim Richten bzw. überwachen der Seite nach das Relais eine Richtpresse einschaltet, die das Gleis, mit der auf ihr gelagerten Blende, zum Strahlenbündel hin rückt. .^

Wie bereits angegeben, gibt es Anwendungen beim Überwachen der Gleislage, insbesondere beim Gleisrichten, bei denen ein Richtvorganfc nur ausgelöst werden soll, wenn die Abweichungen der Gleislage von der Sollage einen vorbestimmten

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Wert überschreiten. Gegenüber kleineren Abweichungen soll die Vorrichtung unempfindlich sein. Der Bereich von Abweichungen der Gleislage von der Sollage oder einer Bezugslage, auf den die Vorrichtung nicht ansprechen soll, ist daher Unempfindlichkeitsbandbreite genannt.

Das Vorsehen eines Unempfindlichkeitsbandes ist gerade für eine Vorrichtung nach der Erfindung zv.'eckmäßig, da bereits die kleinste Bewegung der Blende von der Bezugslinie weg das Verhältnis der auf die beiden Photozellen auftreffenden Lichtmengen so stark ändert, daß die Triprgerschaltung und damit eine Gleiskorrektur ausgelöst wird. Die Unempfindlichkeitsbandbreite (oderUnpnauigkeit) ist kleiner als o,4 mm.

Bei der Vorrichtung gemäß Figur 2 ist daher zusätzlich zu den Photozellen 14 und 15 ein ein Unempfindlichkeitsband erzeugender, dem Sender ebenfalls zugewandter weiterer Wandler 12 in Form einer .Photozelle körperlich nahe und in Richtung der Blendenbewegung neben den beiden Wandlern 14 und 15 auf der Seite der Blende, wenn diese sich an der Bezugslinie befindet, vorgesehen. Der Photozelle 2o ist ein eigener Verstärker 21 nachgeschaltet, der den Verstärkern 16 und 17 gleicht. Das durch den Verstärker 21 verstärkte Ausgangssignal der Photozelle 2o gelangt auf eine zweite Summier-Gewichtungsschaltung 22, die einstellbar ist. In diese Schaltung 22 wird auch das Ausgangssignal des Verstärkers 16 der der Photozelle 2o benachbarten Photozelle 14 eingespeist. ;

Die Blende 13 muß aus dem Strahlenbündel 11 ausreichend weit zurückgezogen worden sein, um ein vorbestimmtes Verhältnis der Signalstärke von der Photozelle 14 zu der der Photozelle 2o zu bewirken, bevor die Summier- und Gewichtungsschpltung 22 eine dieser narhgeschaltete Triggerschaltung 23 (zum Start der Korrektur) und dadurch eine Gleislagekorrektur durch Bewegen der Blende wieder in das Strahlenbündel hinein auslöst. Hierdurch int sichergestellt, daß

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eine festgestellte Gleislage-Abweichung genügend groß ist, um eine Korrektur zu rechtfertigen, bevor diese eingeleitet wird.

Die Summier- und Gewichtungsschaltung 22 ist durch ein Potentiometer einstellbar, um verschiedene Unempfindlichkoitsbandbreiten einzustellen. Andererseits können auch die Photozellen 14 und 15 oder die Photozellen 14, 15 und 2o derart angebracht sein, daß sich ihr körperlicher Abstand in Pachtung der Blendenbev;egung einstellen laßt, um so die gowünschten Signalstärkeverhältnisse festzulegen. Selbstverständlich wird ein Steuersignal, aufgrund dessen in üblicher Weise das Gleis mit der Blende aus dem Lichtstrahlenbündel herausbewegt wird, dann erzeugt, wenn der Gleislage.fehler derart ist, daß die Blende beide Photozellen 14 und 15 abschattet.

Auswärts des Empfängers 12 ist noch ein zweiter Empfänger 12a, der mit einer Alarmeinrichtung 25 verbunden ist, vorgesehen, um ein Alarmsignal auszulösen, wenn eine Bedienungsperson unbeabsichtigt sich in das Lichtstrahlenbündel stellt, so daß der Empfänger 12 völlig abgeschattet ist.

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Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum überwachen einer Gleislage oder Fahrbahnlage der Seite oder der Höhe nach mit am Gleis oder an der Fahrbahn geführt einem Sender für ein Strahlenbündel elektromagnetischer Wellen, insbesondere Infrarotlicht, und einem .Steuerempfänger, sowie dazwischen einer quer zur Längsrichtung des Gleises oder der Fahrbahn beweglichen Abschattungseinrichtung (Blende) mit einer in das Strahlenbündel hineinbewegbaren wirksamen Kante, mit der das Strahlenbündel gegenüber dem Steuerempfänger wenigstens teilweise unterbrochen werden kann, wobei der Steuerempfänger wenigstens zwei dem Sender zugewandte, strahlungsempfindliche, insbesondere lichtempfindliche, Wandler in Bewegungsrichtung der Blende körperlich dicht nebeneinander, eine das Ausgangssignal der Wandler verarbeitende Steuereinrichtung für die Querbewegung, insbesondere das Anhalten, der Blende, wenn deren wirksame Kante an eine Bezugslinie im Strahlenbündel heranbewegt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung eine.die Signalausgänge der Wandler (IA, 15) in unterschiedlicher V/eise miteinander elektrisch verbindende Einrichtung (16, 17, 18, 19) umfaßt, die ein Stoppsignal für die Blendenquerbewegung erzeugt, wenn sich die Blende (13) an der Bezugslinie befindet, an der das Strahlenbündel (11) durch sie mit einem vorbestimmten Unterschied auf die Wandler aufgeteilt auftrifft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der vorbestimmte Unterschied, bei dem ein Stoppsignal erzeugt wird, zwischen 8 : 1 und 8 : 7 für

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den sich von der an der Bezugslinie befindlichen Blendenkante abliegenden Wandler (15) im Verhältnis zu dem der Blendenkante näheren Wandler (14) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestiinmte Unterschied 2 : 1 beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß als Wandler (14, 15) in bekannter V/eise Photozellen verwendet sind und daß die Einrichtung zur elektrischen Verbindung deren Si/malausgänge

(16,17)
Verstärker/für jede Photozelle und eine mit deren Ausgängen verbundene Summier- und Gewichtungsschaltung (18) zur Erzeugung eines Stellsignals bei Vorhandensein eines bestimmten Verhältnisses der beiden Verstärkerausgangssignale zueinander, sowie eine vom Stellsignal ausgelöste Triggerschaltung

(19) zur Erzeugung eines gewünschten Steuersignals aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Verstärkungsverhältnis der Verstärker (16, 17) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein eiji Unsmpfindlichkeitsband erzeugender, dem Sender (Io) zugewandter. Wandler

(20) körperlich nahe und in Richtung der Blendenbewegung neben den beiden Wandlern (14, 15) auf der Seite der Blende (13), wenn diese sich an der Bezugslinie befindet, und eine zweite Einrichtung (16, 21, 22, 23) zur elektrischen Verbindung des Signalausgangs dieses Wandlers mit dem benachbarten, der Blendenkante, wenn sich diese an der Bezugslinie befindet, nahen Wandler (14), zur Erzeugung eines Steuersignals zur Einleitung der Blendenbewegung auf das Strahlenbündel (11) zu, wenn der Unempfindlichkeitsband-Wandler (2o) wenigstens einer vorbestimmten Strahlungsmenge des Strahlenbündel (11) ausgesetzt ist, vorgesehen- ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unempfindlichkeitsband-V/andler (2o) ebenfalls eine Photozelle ist und daß die zweite Einrichtung zur elektrischen Verbindung des Signalausgangs des Unempfindlichkeitsband-Wandlers (2o) mit dem des benachbarten Wandlers (14) Verstärker (16, 21) für beide Ausgangssignale und eine mit deren Ausgängen verbundene zweite Summier- und Gewichtungsschaltung (22) zur Erzeugung eines Stellsignals bei Vorhandensein eines vorbestimmten Verhältnisses der beiden Verstärker-Ausgangssignale zueinander, sowie eine durch das Stellsignal ausgelöste zweite Triggerschaltung (23) zur Erzeugung des die Bewegung der Blende (13) auf das Strahlenbündel (11) zu einleitenden Steuersignals aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Summier- und Gewichtungsschaltung (22) einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Summier- und Gewichtungsschaltung (22) mittels einer Potentiometereinctellung auf verschiedene Unempfindlichkeitsbandbreiten einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß mit der ersten Triggerschaltung (19) ein eine Bewegung der Blende (13) vom Strahlenbündel (11) weg einleitender Steuerimpuls erzeugbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet , daß auswärts des Empfängers (12) ein zweiter Empfänger (12a) zum Auslösen einer Alarmeinrichtung (25) bei versehentlichem Unterbrechen des Strahlenbündels (11) vorgesehen ist.

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