DE2043580B2

DE2043580B2 - Vorrichtung zum Überwachen einer Gleislage oder Fahrbahnlage der Seite oder der Hohe nach

Info

Publication number: DE2043580B2
Application number: DE2043580A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Rolf Erich von Columbia S.C. Beckmann; Odon Steven Montreal Bencsics
Original assignee: Ivacan Inc
Current assignee: Ivacan Inc
Priority date: 1969-09-05
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1981-03-26
Also published as: FR2060993A5; US3675233A; DE2043580C3; DE2043580A1; JPS511138B1; ES383383A1; GB1322785A; AT317964B; CH519056A; CA950989A; ZA705907B; CS189568B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer Gleislage oder Fahrbahnlage der Seite oder der Höhe nach gemäß dem Oberbegriff von Anspruch I. Eine solche Vermessungsvorrichtung ist aus der DE-OS 14 59 605 bekannt. Es wird mit einem möglichst eng gebündelten Strahlenbündel gearbeitet, das bei zurückgezogener Abschattblende voll auf den photoelektrischen Wandler des Empfängers trifft. Wird die Abschattblende seitlich in das Strahlenbündel bewegt, so nimmt das Ausgangssignal des Wandlers bzw. des an ihn angeschlossenen Verstärkers vom Maximalwert auf einen Minimalwert ab. Bei einem Wert, der normalerweise etwa im Mittel zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert liegt, wird die Bezugslinie des Strahlenbündeis als erreicht definiert. Wird der mittlere Signalwert in der Steuerschaltung des Empfängers festgestellt, so wird der Blendenantrieb abgeschaltet. Bei Ober- oder Unterschreiten dieses Wertes wird ein Bewegen der Blende huf das Strahlenbündel zu oder von diesem weg eingeleitet. Die Änderung des Ausgangssignals des Wandlers ist umso ausgeprägter, d.h. die Kennlinie ist umso steiler, je enger gebündelt das Strahlenbündel ist bzw. je kleiner scheinbar die Strahlenquelle, also beispielsweise die Lichtquelle des

J5 Senders ist. Die Kennlinie ist ferner umso steiler, je heller die Lichtquelle im Vergleich zum Umgebungslicht ist. Je steiler die Kennlinie ist, desto genauer läßt sich der Signalmittelwert ermitteln und zum Steuern des Blendenantriebs verwenden. Bei flacher Kennlinie ist

<o die Schwankungsbreite, innerhalb derer ein die Bezugslinie definierendes Stoppsigna! ausgelöst wird, größer und damit die Genauigkeit der Feststellung der Bezugslinie und die der Überwachung der Gleislage erniedrigt.

Die Kennlinie des Ausgangssignals des Wandlers wird nun bei widrigen Witterungsverhältnissen dadurch flacher, daß sich Nebel oder Staub im Strahlengang befindet. Dies bewirkt wegen der damit einhergehenden Streuung eine scheinbare Vergrößerung der Lichtquelle und eine Abnahme der maximal am Empfänger feststellbaren Intensität des Senders, die über das konstruktionsbedingte vorgegebene Maß nicht gesteigert werden kann. Auf Nebel und Staub zurückgehendes Streulicht vermindert also die Genauigkeit der Überwachungsvorrichlung, und zwar auch dann, wenn die Blende näher am Empfänger als am Sender, wie dies bekannt ist, angeordnet ist. Der Verminderung der Genauigkeit unterliegt auch eine Ausführungsform einer bekannten Überwachungsvorrichtung, bei wel-

f*> eher die Abschattblende, die eine einzige wirksame Abschattkante hat. mit zwei Empfängern, jedoch nacheinander zusammenwirken kann. Bezüglich der Überwachungsfunktion arbeitet mit der Blende jeweils nur ein Empfänger η bestimmter Rk titung zusammen.

M Dje geschilderte Beeinflussung der Genauigkeit der Mcüvornchtung durch Nebel und Staub tritt auch bei der aus der US 32 70 690 bekannten Überwachungsvorrichtung auf. deren Empfänger mehrere übereinander

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angeordnete pbotoelektriscbe Wandler hat, di& in zwei Die in der Zeichnung dargestellten Vorrichtungen

Gruppen parallelgeschalteter Wandler unterteilt sind, sind zum Überwachen einer Gleislage insoweit bekannt,

welche in einer Meßlirüekenschaltung elektrisch mitein- als ein am Gleis geführter Sender 10 ein Strahlenbündel

ander verbunden sind. Diese bekannte Meßvorrichtung 11 in Gleislängsrichtung auf einen in Abstand davon

arbeitet mit einer Schlitzblende, also einer Blende mit ι vorgesehenen Empfänger 12 aussendet und durch eine

zwei wirksamen Abschattkanten in kleinem Abstand. zwischen ihnen angeordnete Blende 13 mit einer

Dies hat zur Folge, daß der Blendenschlitz die einzigen Abschattkante unterbrochen werden kann. Der

Lichtquelle darstellt, die das Licht auf den Empfänger Sender 10 ist im allgemeinen auf einem Vorwagen oder

richtet Je nach Stellung trifft der von dieser Blende Satellitenwagen angeordnet, wahrend die Biende 13 und

ausgehende Lichtstrahl auf die mittleren Wandler oder io der Empfänger 12 auf oder bei einer Gleiskorrekturma-

die weiter zur Seite liegenden. Wegen der Anordnung schine vorgesehen sind. Diese Vorrichtung kann sowohl

der beiden Wandergruppen in einer Brückenmeßschal- zum Überwachen der Gleislage der Seite nach, wie es

tung führt die Beleuchtung der einen oder anderen bei Gleisrichtarbeiten erforderlich ist, als auch zum

Gruppe zu einer Verstimmung der Meßbrücke, die zur Überwachen der Gleislage der Höhe nach, wie es zum

Erzeugung eines Steuersignals für den Blendenantrieb 15 Gleisheben erforderlich ist, eingesetzt werden. Die in

verwendet wird. Diese Meßschaltung ist empfindlich den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen sind zum gegenüber Lichtstreuung aufgrund von Nebel oder Überwachen der Gleislage der Seite nach beim

Staub im Strahlengang zwischen ölende und Empfän- Gleisrichten ausgebildet.

ger, weil auch in diesem Falle die Größe der als Der Empfänger 12 der Vorrichtung nach F i g. 1 hat

Lichtquelle fungierenden Blende scheinbar zunimmt 20 zwei lichtempfindliche Wandler 14 und 15 in Form von

und die von ihr ausgehende Lichtintensität abnimmt mit Photozellen, um ein vom Sender 10 ausgestrahltes

der Folge einer Verminderung der Steigung der Infrarot-Lichtstrahlenbündel in ein auswertbares elek-

Meßkennlinie und der damit einhergehenden Verminde- irisches Signal umzuwandeln. Die Wandlet- 14 und 15

rung der Meßgenauigkeit. sind im Empfänger in Bewegungsrichtung der Blende

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde-, den 25 örtlich dicht nebeneinander, im vorliegenden Fall ?!eo

Einfluß der Lichtstreuung bei widrigen Wetterverhält- quer zum Gleis, angeordnet Das Ausgangssignal der

nissen und Lichtbedingungen, insbesondere durch beiden Wandler wird durch Verstärker 16 und 17 auf

Nebel- und Staubpartikel, im Strahlengang auf die einen gut weiterverarbeitbaren Wert, sofern dies

Meßgenauigkeit zu mindern. erforderlich ist, verstärkt Gegebenenfalls können die

Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung ist im w Verstärker abstimmbar sein, wenn das Lichtstrahlen-Patentanspruch 1 gekennzeichnet Vorteilhafte Ausge- bündel moduliert ist und ein frequenzmoduliertes staltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Empfangssignal in einen Gleichstrom umwandeln. Das

Der Lösungsgedanke der Erfindung besteht darin, Verstärkungsverhältnis der Verstärker 16 und 17 ist

daß neben dem bekannten einen Wandler ein weiterer ferner einstellbar.

angeordnet ist der eine gegenüber dem anderen η Die Ausgangssignale der Verstärker 16 und 17

Wandler notwendigerweise unterschiedliche Strah- gelangen an den Eingang einer Summier- und

lungsmenge empfängt und auf dessen Ausgangssignal Vergleichsschaltung 18. die ein Stellsignal an eine

das Signal des anderen Wandlers in einer an beide nachgeschaltete Triggerschaltung 19 zu deren Auslö-

Wandler bzw. deren Verstärker angeschlossenen sung abgibt, wenn die Stärke des Ausgangssignals des

Summier- und Vergleichsschaltung bezogen wird. Da 40 Verstärkers 17 des Wandlers 15 zu der Stärke des

bei Auftreten von Staub und Nebel Bezugswert und Ausgangssignals des Verstärkers 16 des Wandlers Hein

Meßwert sich in gleichem Verhältnis ändern, bleibt die vorbestimmtes Verhältnis, insbesondere 2:1, hat. Von

Steigung der Kennlinie erhalten und der Einfluß der den beiden Wandlern ist der der Abschattkante der

Lichtstreuung wird auf einfache Weise eliminier t. Blende 13 in Bewegungsrichtung der Blende zugewand-

Die Genauigkeit der Überwachungsvorrichtung ist so 45 te mit 14 und der ihr abgewandte mit 15 bezeichnet,

hoch, daß Abweichungen der Gleislage von einer Wenn sich die Abschattkante der Blende an der

Sollage von nur 0,4 mm feststellbar und zur Auslösung Bezugslinie des Strahlenbündels befindet, empfängt der

der TriggerschaHung und damit einer Korrektur der Wandler 15 mehr Licht als der Wandler 14. Die

Gleislage durch entsprechende Werkzeuge führen. Triggerschaltung 19 ist derart ausgebildet, daß sie auf

Sollen die Korrekturwerkzuuge erst bei größeren 50 die Summe der Summier- und Vergleichsschaltung 18

Abweichungen wirksam werden, weil sich die Korrektur anspricht und ein Steuersignal erzeugt, wie es bei der

von Abweichungen in der Größenordnung von 0,4 mm Anwendung des Empfängers 12 im Rahmen der

nicht lohnt, dann ist eine Ausgestaltung der Überwa- Gleislagekorrektur gewünscht oder ertorderlich ist. Bei

chungsvorrichtung zweckmäßig, mit der ein Unemp· dieser Ausführungsform steuert die Triggerschaltung 19

findlichkeitsband, insbesondere einstellbarer Breite, 55 ein ReIe¹S, das die Querbewegung der Blende in das

erzeugt werden kann, so daß Abweichungen von der Strahlenbündel 11 hinein abstoppt, wenn diese die in

Soll-Gleislage, die in dieses Unempfindlichkeitsband Fig. 1 gezeigte Stellung an der Bezugslinie aufweist, in

fallen, nicht zu einer Korrektur der Gleislage führen. welcher Bezugsstellung die Blende den Wandler 14 so

Eine solche Ausgestaltung der Vorrichtung ist in den weit abschattet, daß er nur die Hälfte der Lichtmenge

Ansprüchen 3 bis 5 angegeben. Mi empfängt, die vom Wandler 15 empfangen wird, weil

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an- dieser sich immer nacn auswärts, also entfernt von der

hand der Zeichnung näher erläutert, in der zeigt Abschaltkante der Blende 13 befindet. Beim Nivellieren

F^r i μ. I eine erste Ausführungsform der Vorrichtung wird durch das Relais die Abwärtsbewegung der

nach der Erfindung und fllcnde selbst gestoppt, während beim Richten bzw.

F-" i g. 2 eine /wei'e Ausführuntrsform. die sich von der d'> Überwachen der Seite nach das Relais eine Richtpresse

rr',ien durch /usaueinrichuingen zur Erzeugung einer '.'inschaltet, clic das Gleis — mit dc^r auf ihr gelagerten

■■msiellbaren Une'iipi'ipdlichkeitsbandbreite aus/eich- Blende — zum Strahlenbündel hin ruckt.

net. Wie bereits aneetrebcn. eibt es Anwendungen brim

Überwachen der Gleislage, insbesondere beim Gleisrichten, bei denen ein Richtvorgang nur ausgelöst werden soll, wenn die Abweichungen der Gleislagc von der Soilage einen vorbestimmten Wert überschreiten. Gegenüber kleineren Abweichungen soll die Vorrichtung unempfindlich sein. Der Bereich von Abweichungen der Gleislagc von der .Sollage oder einer Bezugslage, auf den die Vorrichtung nicht ansprechen soll, wird daher Unempfindlichkeiisbandbrcite genannt.

Das Vorsehen eines Unempfindlichkcilsbandes ist gerade für eine Vorrichtung nach der Erfindung zweckmäßig, da bereits die kleinste Bewegung der Blende von der Bezugslinie weg das Verhältnis der auf die beiden Wandler antreffenden Lichtmengen so stark ändert, daß die Triggersehaltung und damit eine Gleiskorrektur ausgelöst wird. Die Uncmpfindlichkcitsbandbreite (oder Ungcnauigkeit) ist kleiner als 0.4 mm.

Bei der Vorrichtung gemäß F-" i g. 2 ist daher zusätzlich zu den Wandlern 14 und 15 ein ein UnempfindlichkeitsprypiKTpndpr ilnm Spnrlpr phonfalk /uupu/anillpr »> liilli um Wandlers 14 eingespeist.

Die Blende H muß aus dem .Strahlenbündel Il ausreichend weit zurückgezogen worden sein, um ein vorbestimmtes Verhältnis der Signalstärkc vom Wand-

ί lcr 14 zu der des Wandlers 20 zu bewirken, bevor die Summier- und Vergleichsschaltung 22 eine dieser nachgeschaltete Triggersehaltung 23 (zum Start der Korrektur) und dadurch eine Gleislagekorrektur durch Bewegen der Blende wieder in das Strahlenbündel

in hinein auslöst. Hierdurch ist sichergestellt, daß eine festgestellte Glcislage-Abweichung genügend groß sein muß. um eine Korrektur zu rechtfertigen, bevor diese eingeleitet wird.

Die Summier und Vergleichsschaltung 22 ist durch

! > ein Potentiometer einstellbar, um verschiedene Unempfindlichkeiisbanclbreiten einzustellen. Andererseits können auch die Wandler Hund 15 oder die Wandler 14,15 und 20 derart angebracht sein, daß sich ihr örtlicher Abstand in Richtung der Bodenbewegung einstellen

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weiterer Wandler 10 in F-'orin einer l'hoto/elle örtlich 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. Dem Wandler 20 ist ein eigener Verstärker 21 nachgeschaltct. der den Verstärkern 16 und 17 gleicht. Das durch den Verstärker 21 verstärkte Ausgangssignal des Wandlers 20 gelangt auf eine zweite Summier- und Vergleichsschaltung 22, die einstellbar ist. In diese Schaltung 22 wird auch das Ausgangssignal des Verstärkers 16 des dem Wandler 20 benachbarten festzulegen. Selbstverständlich wird ein Steuersignal, aufgrund dessen in üblicher Weise das Gleis mit der Blende aus dem l.ichtstrahlenbündel herausbewegt wird, dann erzeugt, wenn der Gleislagefehlcr derart ist.

y, daß die Blende beule Wandler Hund 15 abschattet.

Seitlich vom fimpfänger 12 ist noch ein zweiter Empfänger 12.?, der mit einer Alarmcinrichtung 25 verbunden ist. vorgesehen, der dann ein Alarmsignal auslöst, vinn eine Bedienungsperson unbeabsichtigt

in den Lichtstrahl unterbricht und damit den Empfänger 12 völlig abschattet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Oberwachen einer Gleislage oder Fahrbahnlage der Seite oder der Höhe nach mit einem am Gleis oder an der Fahrbahn geführten Sender für ein Strahlenbündel elektromagnetischer Wellen, insbesondere Infrarotlicht, einem Empfänger sowie dazwischen einer quer zur Längsrichtung des Gleises oder der Fahrbahn mittels eines Antriebs beweglichen Abschattblende mit einer einzigen in das Strahlenbündel hineinbewegbaren Abschattkante, mit der das Strahlenbündel wenigstens teilweise unterbrochen werden kann, wobei der Empfänger einen dem Sender zugewandten strahlungsempfindlichen, insbesondere lichtempfindlichen. Wandler und eine dessen Ausgangssignal verarbeitende Antriebs-Steuereinrichtung für den Blendenantrieb mit einem Verstärker für das Ausgangssignal und mit einer Triggerschaltung aufweist, die den Blcndenantrieb für die Querbewegung der Blende zu einer Bezugslinie im Strahlenbündel hin einschaltet, wenn das ALSgangssignal einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet, und die den Biendenantrieb abschaltet, wenn die Abschattkante der Blende an die Bezugslinie im Strahlenbündel heranbewegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (12) in Bewegungsrichtung der Blende (13) örtlich dicht neben dem Wandler (14) mindestens einen zweiten Wandler (15) aufweist, dessen Ausgangssignal von einem zweiten Verstärker (16, 17) und die Triggerschaltung (19) eine Summier- und Vergleichsschaltung (18) geschaltet ist, die ein Signal an die Trigge. ^haltung (19) zum Abschalten des Blendenantriebs abgibt, wenn die Stärke des Ausgangssignals des zweiten Verstärkers (17) zur Stärke des Ausgangssignals des ersten Verstärkers (16) ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen 8 :1 und 8 :7, insbes. 2:1, erreicht hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ausgangssignalstärken der beiden Verstärker (16,17) veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (12) einen dritten strahlungsempfindlichen Wandler (20) aufweist, der bezüglich des vom Sender (10) ausgestrahlten Strahfenbündels auf derselben Seite wie die Blende (13) sowie in Richtung der Blendenbewegung in geringem Abstand von den beiden anderen Wandlern (14,15) angeordnet und über einen dritten Verstärker (21) mit einer zweiten Summier- und Vergleichsschaltung (22) verbunden ist, an die über den ersten Verstärker (16) auch der dem dritten Wandler (20) benachbarte erste Wandler (14) angeschlossen ist, und daß der zweiten Summier- und Vergleichsschaltung (22) eine zweite Triggerschaltung (23) nachgeordnet ist, die bei durch Lichteinfall auf beide zugeordnete Wandler (14, 20) bedingtem Unterschreiten eines vorgegebenen Vergleichs-Grenzwertes den Blendenantrieb zur Bewegung der Blende (13) in Richtung auf das Strahlenbündel hin einschaltet und daß die erste Summier- und Vergleichsschaltung (18) bei Erreichen des vorbestimmten Äusgangssignalverriältnisses ein Signal an die Triggerschaltung (19) zum Abschalten des Blendenhntriebs abgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Summier- und Vergleichsschaltung (22) hinsichtlich des Vergleichs-Ciren/wertes auf verschiedene Unempfindlichkeits-Bandbreiten einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Summier- und Vergleichsschaltung (22) mittels eines Potentiometers einstellbar ist.