DE2130385A1

DE2130385A1 - Fahrbare Einrichtung zur Ermittlung der Spurweite eines Gleises

Info

Publication number: DE2130385A1
Application number: DE19712130385
Authority: DE
Inventors: Franz Plasser; Josef Ing Theurer
Original assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Current assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1971-06-18
Publication date: 1972-01-13
Also published as: CA951116A; DE2130385C2; US3768168A; CH541031A; GB1346449A; FR2109634A5; AT313345B; JPS5142945B1

Description

Patentanwalt 9

Dipl. phys. Gerhard Liedl

München 22, Sfeinsdorfstr. 21-22 A 5 901/7 ο

Eck· Zweibrückenstr., Tel. 298462

2. Juli 197o

FRANZ PLASSER IN WIEN

Fahrbare Einrichtung zur Ermittlung der Spurweite eines Gleises

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Einrichtung zur Ermittlung der Spurweite eines Gleises mit seitlich gegen die beiden Schienenstränge andrückbaren Tastorganen zur Abnahme der jeweiligen Schienenlage, sowie einer durch die gegenseitigen Relativbewegungen der Tastorgane beeinflußbaren Anzeige- und/oder Registriervorrichtung.

Es sind bereits Einrichtungen zur Ermittlung der Spurweite eines Gleises bekannt, bei denen jedem Schienenstrang ein quer zur Gleislängsachse verschwenkbarer zweiarmiger Vertikalhebel zugeordnet ist, der am Fahrgestellrahmen eines Meßfahrzeuges gelagert ist und mit seinem unteren freien Ende an der Innenseite des jeweiligen Schienenstranges anliegt und dessen Lage abtastet. Die oberen Hebelarme der

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beiden Schwenkhebel sind durch eine Zugfeder verbunden,so. daß die unteren Abtastenden sicher an die Schienen angedrückt werden. Außerdem stehen die beiden oberen Enden der Hebel über einen Kabelzug in Verbindung, der über Rollen zu einer mechanischen Anzeigevorrichtung führt, welche iie Relativbewegungen der oberen Enden der Schwenkhebel und damit die jeweilige Spurweite anzeigt. Die direkte mechanische Übertragung der Relativbewegungen zwischen den beiden als Tastorgane dienenden Hebeln birgt naturgemäß zahlreiche Fehlerquellen, insbesondere hinsichtlich der an den Seilrollen auftretenden Spiele, in sich, die sich auf die Genauigkeit des Meßergebnisses nachteilig auswirken. Außerdem müssen bei diesen bekannten Einrichtungen die Kabelzüge bis ins Innere des Meßfahrzeuges, nämlich bis direkt zu der dort angeordneten Anzeige-bzw.Registriervorrichtung, geführt werden, wodurch sich nicht nur lange mechanische Übertragungswege und damit noch mehr Möglichkeiten von Ungenauigkeiten, sondern auch konstruktive Schwierigkeiten ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche nicht mit den Nachteilen der bereits bekannten Einrichtungen behaftet ist und auf möglichst einfache Weise eine genaue Ermittlung der Spurweite zuläßt. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen zwei je einem Schienenstrang zugeordneten Tastorganen eine mit diesen Tastorganen verbundene Gebervorrichtung zur Umwandlung der gegenseitigen Relativbewegungen der beiden Tastorgane in proportionale elektri—

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sehe Meßgrößen angeordnet ist, welche Gebervorrichtung mxt der Anzeige-bzw.Registriervorrichtung in Verbindung steht.

Auf diese Weise werden die mechanischen Übertragungswege
möglichst kurz gehalten und somit Fehlerquellen weitgehendst ausgeschlossen. Da die Übertragung der Meßwerte zwischen
der Gebervorrichtung und der Anzeige-bzw.Registriervorrichtung elektrisch erfolgt, bestehen auch keinerlei Schwierigkeiten bei der Anordnung der Leitungen zwischen dieser Gebervorrichtung und der im Innern eines Schienenfahrzeuges, z.B.eines Gleismeßwagens angeordneten Anzeige-und Registriervorrichtung .

Die Gebervorrichtung kann vorteilhafterweise als induktiver Wegaufnehmer ausgebildet sein, dessen Gehäuse mit dem
einen und dessen Tauchanker mit dem anderen Tastorgan verbunden ist.

Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausführungsform der Gebervorrichtung ergibt sich jedoch, wenn die beiden Tastorgane über einen sich im wesentlichen parallel zur Gleislängsrichtung erstreckenden, mit als Gebervorrichtung dienenden Dehnungsmeßstreifen versehenen Biegestab, z.B.einer Blattfeder, miteinander in Verbindung stehen.

Zweckmäßigerweise sind die Tastorgane als unmittelbar hintereinander angeordnete, quer zur Gleislängsrichtung verschiebbar gelagerte, insbesondere mit Spurkranzrädern versehene Abnahmeachsen ausgebildet, die gegen jeweils einen
Schienenstrang, z.B.hydraulisch, andrückbar sind, so daß

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große Reibungskräfte bzw.ein übermäßiger Verschleiß zwischen den Schienen und den Tastorganen weitestgehend vermieden werden. Der Biegestab kann dabei an der einen Abnahmeachse eingespannt sein und mit seinem freien Ende mit der anderen Abnahmeachse in gelenkiger Verbindung stehen ₃ ζ.B,über einen Gabelkopf.

Die Dehnungsmeßstreifen sind im Bereich der größten Verformungj nämlich im Bereich der Einspannstelle des Biegestabes angeordnet. Dabei können vorteilhafterweise an jeder Seite des Biegestabes zwei parallel zueinander verlaufende Dehnungsmeßstreifen angeordnet sein.

Der Induktivwegaufnehmer bzw.die Dehnungsmeßstreifen sind zweckmäßigerweise über eine Brückenschaltung und gegebenenfalls einen Verstärker mit der Anzeige-bzw.Registriervorrichtung verbunden.

Die beiden Abnahmeachsen können zu einem Meßfahrwerk zusammengefaßt sein, das vorzugsweise unterhalb eines auf dem Gleis fahrbaren Fahrgestellrahmens angeordnet und über hochschwenkbar gelagerte Längslenker mit dem Fahrgestellrahmen verbunden ist.Dieser Fahrgestellrahmen kann beispielsweise vom Wagenrahmen eines Gleismeßfahrzeuges gebildet sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbexspxele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt: Es zeigt: Fig.l einen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung sowie weiteren Einrichtungen zur Ermittlung anderer Gleisparameter ausgestatteten Gleismeßwagen, Fig.2 eine vereinfachte schaubildliche' Dar-

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stellung einer Ausführungsform der Erfindung, Fig.3 einen Längsschnitt durch diese Ausführungsform in größerem Maßstab, Fig.4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.3j Fig.5 ein Schaltschema für eine von einem Induktivwegaufnehmer gebildete Gebervorrichtung, Fig.6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung und Fig.7 ein Schaltschema für eine von Dehnungsmeßstreifen gebildete Gebervorrichtung.

Der in Fig.l allgemein dargestellte Gleismeßwagen weist zwei auf den Schienen 1 laufende Hauptfahrachsen 2,2' auf, die einen Fahrgestellrahmen 3 mit einem Wagenaufbau 4 tragen. Die eine Hauptfahrachse 2 kann als Antriebsachse "ausgebildet sein, die mit einem schematisch angedeuteten Antriebsmotor 5 in Verbindung steht, sO daß der Gleismeßwagen selbstfahrend betrieben werden kann. Zwischen den Hauptachsen 2,2' sowie in den Endbereichen des Gleismeßwagens sind doppelachsige Meßfahrwerke 6,6',6" angeordnet,die über Längslenker 7 mit dem Fahrgestellrahmen 3 verbunden sind und durch Hydraulikzylinder 8 bei Überstellungsfahrten des Gleismeßwagens von den Schienen 1 abgehoben werden können. Die Zylinder 8 dienen gleichzeitig zum Andrücken der einzelnen Abnahmeachsen 9a, 9b jedes Meßfahrwerkes gegen die Schienen 1, u.zw.wird jeweils eine Abnahmeachse 9a gegen die linke und eine Abnahmeachse 9b gegen die rechte Schiene angedrückt. Zur Abnahme der seitlichen Abweichungen jeder Schiene werden alle drei Meßfahrwerke 6,6' und 6^U verwendet, wobei die Relativbewegungen der einzelnen Achsen 9a bzw.9b quer zum Fahrgestellrahmen 3 über an diesem schwenkbar gela-

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gerte Hebel 10 und Verbindungsorgane auf eine Meßvorrich-"fcung übertragen werden, von der sie über je eine Gebervorrichtung 11a bzw.11b für die linke bzw.rechte Schiene als elektrische gegebenenfalls verstärkte Meßgrößen einer Anzeigevorrichtung 12 bzw.einer Registriervorrichtung 13 zugeführt werden. Der gezeigte Gleismeßwagen weist außerdem eine Einrichtung 14 zur Stoßlagenmessung, weiters eine Einrichtung 15 zur Verwindungsmessung, sowie eine Einrichtung 16 zur Spurweitenmessung auf, welche Einrichtungen ebenfalls über Gebervorrichtungen 11 in elektrischer Verbindung mit der Anzeige-und Registriervorrichtung 12 bzw.13 stehen. Im Gleismeßwagen können außerdem verschiedene Recheneinrichtungen 17 (Computer) zur Auswertung der Meßergebnisse vorgesehen sein.

Da sich die vorliegende Erfindung nur auf die Einrichtung zur Ermittlung der Spurweite bezieht, wird im folgenden nur diese näher erläutert.

In Fig.2 ist lediglich die eine Hauptachse 2¹ sowie das eine äußere Meßfahrwerk 6" der zur Pfeilhöhenmessung am Gleismeßwagen 3*4 vorgesehenen Fahrwerke dargestellt, wobei das äußere Meßfahrwerk 6" gleichzeitig zur Ermittlung der Spurweite dient. Zu diesem Zweck ist jede der durch die Hydraulikzylinder 8 gegen jeweils einen Schienenstrang 1 andrückbaren Abnahmeachsen 9a bzw.9b des Meßfahrwerkes 6" mit einem Dreieckslenker 18 versehen, an dem gleichzeitig die Übertragungshebel 10 für die Pfeilhöhenmessung angreifen. Am Dreieckslenker 18 der Achse 9a ist der Tauchanker 19 eines als

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Gebervorrichtung 11 dienenden induktiven Wegaufnehmers angelenkt, dessen Gehäuse 20 am Dreieckslenker 18 der anderen Abnahmeachse 9b befestigt ist, wobei sich die Längsachse des Induktivwegaufnehmers 19,20 parallel zur Achsrichtung der Abnahmeachsen 9a, 9b erstreckt. Auf diese Weise werden die seitlichen Relativbewegungen zwischen den beiden Abnahmeachsen auf den Wegaufnehmer übertragen und von diesem in elektrische Meßgrößen umgewandelt, wie dies noch erläutert werden wird.

Aus den Fig.3 und 4 ist die Ausbildung und Anordnung des Induktivwegaufnehmers 19,20 noch deutlicher ersichtlich.

In Fig.5 ist der Induktivwegaufnehmer 19,20 sowie das zugehörige Schaltbild schematisch dargestellt. Der ,Aufnehmer weist ein zylindrisches Gehäuse 20 aus rostfreiem Stahl auf, in dem eine Differentialdrossel mit axial verschiebbarem Tauchanker 19 untergebracht ist. Zwei Meßspulen 21 sind zu einer induktiven Halbbrücke zusammengeschaltet, die an einen Trägerfrequenz-Meßverstärker 22 angeschlossen ist, wo sie durch zwei nicht dargestellte Präzisionswiderstände zu einer Vollbrücke ergänzt wird. Der Verstärker 22 ist seinerseits über einen Betriebsspannungsstabilisator 23 an das Stromnetz angeschlossen. Durch die Verschiebung des Tauchankers 19 wird die vorher abgeglichene Wheatstone-Brücke verstimmt. Das vom Aufnehmer erzeugte Meßsignal (Strom oder Spannung) ist proportional der Ankerverschiebung und somit ein Maß für die Relativverschiebung des freien Endes des mit dem Tauchanker 19 verbundenen Dreieckslonkers 18 gegenüber dem

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freien Ende des mit dem Gehäuse 20 verbundenen Dreieckslenkers 18. Das Meßsignal wird durch .den Meßverstärker 22 verstärkt und nach Gleichrichtung der Anzeigevorrichtung bzw.der als Meßschreiber ausgebildeten Registriervorrichtung 13 oder gegebenenfalls der Recheneinrichtung 17 zugeführt.

Bei der in Fig.6 dargestellten Ausführungsform werden die Relativbewegungen zwischen den Abnahmeachsen 9a und 9b direkt auf einen Biegestab 24 übertragen, der einerseits an der Achse 9a eingespannt ist und sich parallel zur Gleislängsachse gegen die andere Abnahmeachse 9t> hin erstreckt, mit der er über einen Gabelkopf 25 in gelenkiger Verbindung steht. Der Biegestab 24 besteht zweckmäßigerweise aus gehärtetem Federstahl und ist im Bereich seiner Einspannstelle mit als Gebervorrichtung 11 dienenden an sich bekannten Dehnungsmeßstreifen 26 versehen, die beispielsweise aufgeklebt sein können, u.zw.paarweise an jeder Seite des Biegestabes 24. Die Dehnung bzw.Stauchung der in den Dehnungsmeßstreifen 26 eingebetteten Metalldrähte ergibt eine Änderung des elektrischen Widerstandes, mit der in einer Brückenschaltung ein proportionaler Strom erzeugt werden kann, der einen Aufschluß über die Verformung (Biegung) des Biegestabes 24 und damit der auf ihn einwirkenden Relativbewegungen der beiden Abnahmeachsen 9a,9b gibt.

In Fig.7 ist das Schaltschema für die Dehnungsmeßstreifen dargestellt, wobei die die Dehnungsmeßstreifen 26 enthaltende Meßbrücke einerseits an einen Betriebsspannungsstabili~ sator 27 und anderseits über einen Trägerfrequenz-Meßver-

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stärker 28, der ebenfalls über den Spannungsstabilisai?or 27 mit Strom" versorgt wird, und einen Gleichrichter sowie gegebenenfalls zusätzliche Einrichtungen 29, wie Vorverstärker, Filter od.dgl., an die Anzeigevorrichtung 12 bzw.die als Meßschreiber ausgebildete Registriervorrichtung 13 oder die Recheneinrichtung 17 angeschlossen ist.

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Claims

P a "b e η t a ns ρ r ü c h e 1./ Fahrbare Einrichtung zur Ermittlung der Spurweite

eines Gleises mit seitlich gegen die beiden Schienenstränge andrückbaren Tastorganen zur Abnahme der jeweiligen Schienenlage, sowie einer durch die gegenseitigen Relativbewegungen der Tastorgane beeinflußbaren Anzeige-und/ oder Registriervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei je einem Schienenstrang (l) zugeordneten Tastorganen (9a,9b) eine mit diesen Tastorganen verbundene Gebervorrichtung. (19,20;26) zur Umwandlung der gegenseitigen Relativbewegungen der beiden Tastorgane (9a,9b) in proportionale elektrische Meßgrößen angeordnet ist,welche Gebervorrichtung (19,20;26) mit der Anzeige-bzw.Registriervorrichtung (12 bzw.13) in Verbindung steht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebervorrichtung als induktiver Wegaufnehmer(I9,20) ausgebildet ist, dessen Gehäuse (20) mit dem einen (9b) und dessen Tauchanker (19) mit dem anderen Tastorgan (9a) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tastorgane (9a,9b) über einen sich im wesentlichen parallel zur Gleislängsrxchtung erstreckenden mit als Gebervorrichtung dienenden Dehnungsmeßstreifen(26) versehenen Biegestab(24),z.B.einer Blattfeder, miteinander in Verbindung stehen.

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4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Tastorgane als unmittelbar hintereinander angeordnete, quer zur Gleislängsrichtung verschiebbar gelagerte, insbesondere mit Spurkranzrädern versehene Abnahmeachsen (9a,9b) ausgebildet sind, die gegen jeweils einen Schienenstrang (l),z.B.hydraulisch, andrückbar sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4> dadurch gekenn~ zeichnet, daß der Biegestab (24) an der einen Abnahmeachse (9a) eingespannt ist und mit seinem freien Ende mit der anderen Abnahmeachse (9b) in gelenkiger Verbindung steht, z.B.über einen Gabelkopf (25).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (26) im Bereich der Einspannstelle des Biegestabes (24) angeordnet,ζ.B.aufgeklebt,sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seite des Biegestabes (24) zwei parallel zueinander verlaufende Dehnungsmeßstreifen(26) angeordnet sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktivwegaufnehmer (19,20) bzw. die Dehnungsmeßstreifen (26) über eine Brückenschaltung und gegebenenfalls einen Verstärker (22 bzw.28) mit der Anzeigebzw.Registriervorrichtung (12 bzw.13) verbunden sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß beide Abnahmeachsen (9a,9b) zu einem

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Meßfahrwerk (6ⁿ) zusammengefaßt sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß das unterhalb eines auf dem Gleis fahrbaren Fahrgestellrahmens (3) angeordnete Meßfahrwerk (6") über hochschwenkbar gelagerte Längslenker (7) mit dem Fahrgestellrahmen (3) verbunden ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 1O₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrgestellrahmen (3) vom Wagenrahmen eines Gleismeßfahrzeuges (3*4) gebildet ist.

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