DE2241366C3

DE2241366C3 - Einrichtung zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Gleises von seiner Soll-Lage und Verfahren zur Feststellung der Abweichung

Info

Publication number: DE2241366C3
Application number: DE2241366A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Kfm. Herzogenburg Oellerer
Original assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Current assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority date: 1971-10-08
Filing date: 1972-08-23
Publication date: 1981-11-05
Also published as: CH563500A5; US3821932A; FR2155643A5; AT324391B; DE2241366B2; HU171639B; GB1400844A; DE2241366A1; JPS4847368A; AU4721872A; NL7213543A; ZA727110B; IT988566B; JPS5626803B2; CA975950A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Gleises von seiner Soll-Lage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Gleises von seiner Soll-Lage in kreisbogenförmigen Gleiskurven.

Bei bekannten Einrichtungen der genannten Art, die zur Feststellung der Abweichung eines Gleises von seiner Soll-Höhenlage und gleichzeitiger Korrektur dienen, ist am mittleren Punkt, der Korrekturstelle, eine Blende am Gleis abgestützt, die bei richtiger Lage des Gleises den vom Sender ausgesandten Strahl gegenüber dem Empfänger abschattet. Bei abgesunkenem Gleis wird dieses so lange gehoben, bis die Blende in den Strahl einschneidet. Beim Seitenrichten des Gleises wird teilweise ebenfalls mit Strahlen gearbeitet, z. B. mit Lichtstrahlen, indem das Gleis so lange seitlich verschoben wird, bis ein Markierungspunkt, z. B. ein Peilstab, in einen parallel zur Soll-Lage des Gleises ausgerichteten Strahl eingesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die einerseits einfach aufgebaut, andererseits universell verwendbar ist. Insbesondere soll die erfindungsgemäße Einrichtung sowohl zum Nivellieren als auch zum Seitenrichten verwendbar sein. Außerdem soll die Einrichtung nach der Erfindung zur Ausübung eines Verfahrens zur Feststellung der Gleislage in kreisbogenförmigen Gleiskurven geeignet sein.

Diese Aufgabe wird durch das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Merkmal gelöst.

Je nach dem Aufbau der Strahlablenkvorrichtung kann eine solche Einrichtung zur Feststellung von Höhen- und/oder Richtungsfehlern und auch zur gleichzeitigen Korrektur dieser Fehler eingesetzt werden. Zum Beispiel bei Verwendung eines Laserstrahles und einer optischen Linse kann letztere zylindrisch ausgebildet sein, und zwar mit lotrechter oder waagrechter Achse. Mit Linsen mit waagrechter Achse kann nivelliert, mit solchen mit lotrechter Achse seitlich gerichtet werden. Ist die Linse sphärisch ausgebildet, können beide Korrekturen durchgeführt bzw. die Abweichungen nach beiden Richtungen hin festgestellt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Sender auf einem mindestens zweiachsigen Wagen und die Strahlablenkvorrichtung auf einem an diesem Wagen angelenkten, etwa um den Mittelpunkt des Senders verschwenkbaren weiteren Wagen angeordnet, wobei die optische Achse der Strahlablenkvorrichtung in jeder ihrer Schwenklagen um den Sender-Wagen durch den Sender verläuft und der Abstand zwischen Strahlablenkvorrichtung und Sender konstant gehalten ist.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist der Sender zur Aussendung eines ebenen Strahlenbündeis ausgebildet und als Strahlablenkvorrichtung eine zylindrische Linse vorgesehen. Mit dieser Anordnung können entweder höhen- oder seitenmäßige Gleislagefehler festgestellt und gegebenenfalls korrigiert werden.

Nach einer anderen Erfindungsvariante ist als Strahlablenkvorrichtung eine sphärische Linse vorgesehen. Diese Ausführung ermöglicht bei kreuzförmiger Fächerung des Strahlenbündels die universelle Feststellung der Gleislagefehler sowohl der Höhe als auch der Seite nach.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der den Empfänger tragende Wagen ein zweckmäßig ferngesteuerter und mit einem eigenen Antrieb versehener Vorwagen und der den Sender tragende Wagen sowie der die Strahäablenkvorrichtung tragende Wagen sind mit einer Gleisstopf- und/oder Richtmaschine gekoppelt

Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, soll eine erfindungsgemäße Einrichtung auch für ein Verfahren zur Feststellung der Gleislage in kreisbogenförmigen Gleiskurven geeignet sein. Die Durchführung eines solchen Verfahrens erfolgt derart, daß vom Sender ein Strahl oder Strahlenbündel tangential an die Gleiskurve bzw. parallel dazu ausgesandt und der Strahl oder das Strahlenbündel an jenem Punkt, an dem die Abweichung festgestellt wird, in Richtung zum Empfänger abgelenkt wird. Da die Auftreffstelle des Strahles am Empfänger bei korrekter Gleislage je nach dem j₍₎ Gleisradius eindeutig bestimmbar ist, sind Gleislagafehler am Abweichen des Strahles von dieser Auftreffstelle erkennbar. Die Strahlablenkvorrichtung muß dann entsprechend verstellt werden, um den Strahl wieder auf die vorbestimmte Auftreffstelle auszurichten und durch j-, das Ausmaß dieser Verstellung ist die Größe des Gleislagefehlers am Punkt der Abweichung bestimmt.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele zeigt, näher beschrieben.

Dabei zeigt im einzelnen jeweils schematisch

F i g. 1 in räumlicher Darstellung und

F i g. 2 in Seitenansicht eine Einrichtung zur Feststellung von Höhenfehlern,

F i g. 3 in räumlicher Darstellung und 4-,

F i g. 4 in Draufsicht eine Einrichtung zur Feststellung von seitlichen Fehlern,

F i g. 5 den Empfänger für einen in zwei aufeinander senkrechten Ebenen gefächerten Laserstrahl,

F i g. 6 in Draufsicht eine Einrichtung gemäß F i g. 4 w beim Durchfahren einer kreisförmigen Gleisbogenkurve,

F i g. 7 eine Gleisbogenkurve ähnlich F i g. 6, jedoch mit eingetragenen Rechnungsgrößen,

Fig.8 eine Gleisbearbeitungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung und

F i g. 9 das Schema des Strahlenganges der in F i g. 8 dargestellten erfindungsgemäßen Einrichtung.

Gemäß F i g. 1 und 2 sind auf dem Gleis 1 drei Wagen 2, 3 und 4 verfahrbar. Der Wagen 2 ist mindestens bo zweiachsig ausgebildet und wird durch bekannte Vorrichtungen jeweils an eine der beiden Schienen des Gleises 1, die sogenannte Leitschiene, angepreßt. Eine bekannte Vorrichtung zum Anpressen des Wagens an die Leitschiene ist z. B. eine verschiebbar gelagerte und pneumatisch oder hydraulisch als Stempel verstellbare Achse des Wagens oder auch ein eigener, seitwärts verstellbarer an der gegenüberliegenden Schiene abstützender Druckstempel. Die Versteilbarkeit einer Achse des Wagens ist durch den Pfeil 5 angedeutet.

Der Wagen 2 trägt einen Sender 6, der ein ebenes Strahlenbündel 7 aussendet, wobei das Strahlenbündel wenigstens annähernd parallel zur Gleissoll-Lage verläuft. Ober ein Gestänge 8 ist mit dem Wagen 2 der einachsige Wagen 3 gekoppelt. Letzterer Wagen trägt eine zylindrische optische Linse 9. deren zu den Erzeugenden der Zylinderflächen parallele Symmetrieachse im wesentlichen horizontal verläuft Das Gestänge ist annähernd im Mittelpunkt des Senders 6 drehbar, so daß der Wagen 3 um den Wagen 2 schwenkbar ist, so, daß die strichpunktiert eingezeichnete optische Achse 12 der Linse 9 in jeder der möglichen Schwenklagen wenigstens annähernd durch den Mittelpunkt des Sc nders 6 verläuft.

Der Wagen 4 ist unabhängig verfahrbar und dazu mit einem eigenen Antrieb 10 versehen, der zweckmäßig fernsteuerbar ist Auch dieser Wagen besitzt Vorrichtungen zum Anpressen an eine der beiden Schienen, wieder angedeutet durch Pfeil 5, und trägt überdies, im Beispiel über jeder Schiene, eine Meßtafel 11.

Die Wirkungsweise der gezeigten Einrichtung ist wie folgt:

Bei in richtiger Höhenlage befindlichem Gleis 1 (Fig. 1) wird das vom Sender 6 ausgesandte ebene Strahlenbündel 7 von der Linse 9 nicht abgelenkt Das Strahlenbündel bleibt daher beim Sender 6, bei der Linse 9 und bei den Meßtafeln 11 in gleicher Höhe.

Gelangt nun der Wagen 3 an eine Stelle, an der das Gleis 1 abgesunken ist (F i g. 2), wird das Strahlenbündel 7 bei seinem Durchgang durch die Linse 9 nach unten in die Richtung 13 abgelenkt. Die Linse 9 kann nun nach oben in Richtung des Pfeiles 14 so lange verschoben werden, bis der Strahl wieder seine nicht geknickte Richtung erhält, v/as auf den Meßtafeln 11 ersichtlich ist. Das Maß der Verschiebung der Linse 9 ist gleichzeitig jene Größe, um die das Gleis 1 zu tief liegt.

Selbstverständlich kann die Linse 9 dadurch gehoben werden, daß das Gleis bis in seine richtige Lage gehoben wird.

Die Einrichtung nach den F i g. 3 und 4 ist ähnlich der oben beschriebenen Einrichtung aufgebaut und es sind daher für gleiche Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet Unterscheidend ist, daß diese Einrichtung zum Feststellen von Richtungsfehlern bestimmt ist und demnach von dem auf dem Wagen 2 befindlichen Sender 15 ein ebenes Strahlenbündel 16 ausgesandt wird, dessen Ebene im wesentlichen normal auf die Gleisebene steht. Die Linse 17 besitzt eine Achse, die ebenfalls normal zur Gleisebene verläuft. Eine Meßtafel 18 ist mittig zwischen den Schienen am Wagen 4 angeordnet.

Fahren die Wagen 2, 3 und 4 auf einem geraden Gleisabschnitt, wird vom Sender 15 ein zur Gleissoll-Lage paralleles Strahlenbündel 16 ausgesandt, das bei korrektem Gleisverlauf durch die Linse 17 nicht abgelenkt wird. Gelangt jedoch der Wagen 3 auf ein von der Geraden abweichendes Gleisstück (F i g. 4), wird der Strahl in die Richtung 19 umgelenkt. Durch Verschieben der Linse 17 bzw. des Gleises gelangt der Strahl schließlich wieder in seine richtige Lage, wobei dann auch das Gleis seine richtige Lage erhalten hat.

Us ist möglich, die Feststellung von seitlichen und Höhenfehlern zu kombinieren. Zu diesem Zweck wird eine sphärische Linse 30 vorgesehen (F i g. 9). Die F i g. 5 zeigt einen Empfänger 20 für ein Laserstrahlbündel, das aus zwei einander kreuzenden Ebenen 21 und 22

besteht. Mit einem derarigen Empfänger und entsprechenden an sich bekannten Steuerorganen kann eine vollautomatische Steuerung von Gleisrichtwerkzeugen (vergl. F i g. 8) sowohl der Höhe als auch der Seite nach erreicht werden. Der Empfänger 20 ist dazu mil Licht- und/oder temperaturempfindlichen Organen 23 versehen, die bei jeJer Abweichung des kreuzförmigen Strahlenbündels aus dem Zentrum des Empfängers 20 über die entsprechenden Steuerorgane und Richtwerkzeuge eine Verschiebung und/oder Hebung des Gleises veranlassen.

In den F i g. 6 und 7 ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Feststellen von Lagefehlern des Gleises in Kurven veranschaulicht. Vom Sender 15 wird der Strahl bzw. das Strahlenbündel 16 mindestens annähernd tangential zum Gleis ausgesandt und von der Linse 17 zur Meßtafel 18 hin abgelenkt. Je nach dem Gleisradius kann in Abhängigkeit von den Abständen der Wagen 2, 3 und 4 eindeutig bestimmt wurden, an welchem Punkt der Meßtafel 18 der Strahl bei korrekter Lage des Gleises auftreffen muß. Bei Abweichung ist die Linse 17 entsprechend zu verschieben.

Gemäß Fi g. 7 ergibt sich bei einer Linsenbrennweite f:

ν λ

_T~arca~ —

.v
T

B 2Λ

2/?

IR

s+B +

Daher ist f unabhängig vom Kurvenradius. Eine sphärische Linse ist somit möglich.

Bei Annahme einer extremen Kurve mit R= 100 m, s = 5 m. B = 20 m ergibt sich nach obiger Rechnung ein Fehler von 0,55% im Wert f.

Durch natürliche sphärische Abweichung normaler Linsen kann aber auch dieser Fehler ausgeglichen werden.

In Fig.8 ist schematisch eine Nivellier-Stopf-Richtmaschine dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet ist. Die Maschine ist in bekannter Weise mit einem Gleisstopf aggregat 24 zum -, Unterstopfen der Querschwellen des Gleises ausgestattet und besitzt ein Hebe- und Richtaggregat 25 mit den Heberollen 26 und den Richtrollen 27. Die Gestaltung dieser Aggregate ist nicht Gegenstand vorliegender Erfindung und kann in deren Rahmen beliebig gewählt

κι werden.

An die in Fahrtrichtung hintere Seite der Maschine ist über ein Gestänge 28 der Wagen 2 gekoppelt, der einen Sender 29 zur Aussendung eines kreuzförmigen Strahlenbündels trägt. Mit dem Wagen 2 ist über das

r, Gestänge 8 der Wagen 3 gekoppelt, der mit einer sphärischen Linse ausgestattet ist. An der Vorderseite der Maschine ist über ein Gestänge 28a mit dieser der den Empfänger 20 tragende Wagen 4 verbunden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Wagen 3,

:ii der eine Linse 30 (Fig.9) aufweist, im Bereich der Gleisstopf-Werkzeuge und auch im Bereich der Hebe- und Richtwerkzeuge angeordnet. Gemäß F i g. 9 wird von dem Sender 29 ein kreuzförmig gefächerter Strahl 31 ausgesendet und trifft auf die vom Wagen 3

y, abgestützte Linse 30. Wenn sich wie in Fig.8 und 9 dargestellt, das Gleis in seiner Soll-Lage befindet, so kann der kreuzförmig aufgefächerte Strahl durch die Linse 30 dringen, ohne daß er aus seinen Ebenen abgelenkt wird. Der parallel zur Gleisebene aufgefä-

Sd cherte Strahl 31a wird daher auch nach der Linse 30 in einer zur Gleisebene parallelen Ebene bleiben und im Zentrum des Empfängers 20 auftreffen, wodurch die Lage des Gleises in Höhenrichtung nicht verändert wird. Ebenso wird auch keinerlei seitliche Verschiebung

r. des in Soll-Lage befindlichen Gleises erfolgen, da auch der in einer zur Gleisebene senkrechten Ebene aufgefächerte Strahl 316 von der Linse nicht abgelenkt wird und somit im Zentrum des Empfängers auftrifft. Wenn das Gleis von seiner Soll-Lage abweicht, wird der vom Sender 29 abgegebene, kreuzförmig aufgefächerte Strahl so lange durch die Linse 30 abgelenkt, bis das Gleis in seine richtige Lage gebracht ist. Erst dann wird der Empfänger 20 die Hebung bzw. die Verschiebung des Gleises unterbrechen.

Die Anwendung der sphärischen Linse 30 ist natürlich keineswegs zwingend, es können auch andersartige Linsen bzw. Strahlenablenker gewählt werden.

llicr/u .> Blatt Zc ic h im π ecu

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Gleises von seiner Soll-Lage, wobei mittels eines Strahles bzw. Strahlenbündels, z. B. eines Laserstrahles, eine Bezugsbasis gebildet wird, die sich mindestens zwischen drei in Gleislängsrichtung voneinander distanzierten Punkten erstreckt, von denen ein mittlerer Punkt jener Punkt ist, an dem die Abweichung festgestellt wird und an dem einen Endpunkt ein Sender, am anderen Endpunkt ein Empfänger, z. B. eine Meßeinrichtung, eine Meßtafel od. dgl., angeordnet ist, wobei der Sender, der mittlere Bezugspunkt und der Empfänger jeweils auf voneinander im Abstand befindlichen !5 Wagen angeordnet sind, die Vorrichtungen zum seitlichen Anpressen an jeweils eine der beiden Schienen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß am mittleren Punkt, an dem die Abweichung festgestellt wird, eine den Strahl bzw. das Strahlenbündel (7; 16; 31) ablenkende Vorrichtung, z. B. eine optische oder elektronenoptische Linse (9; 17; 30), angeordnet ist, so daß bei Abweichen des Gleises (1) von der Soll-Lage der Strahl bzw. das Strahlenbündel (7; 16; 31) aus der Normallage heraus abgelenkt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (6; 15; 29) auf einem mindestens zweiachsigen Wagen (2) und die Strahlablenkvorrichtung (9; 17; 30) auf einem an jo diesem Wagen (2) angelenkten, etwa um den Mittelpunkt des Senders verschwenkbaren weiteren Wagen (3) angeordnet ist, wobei die optische Achse (12) der Strahlablenkvorrichtung in jeder ihrer Schwenklagen um den Sender-Wagen (2) durch den j-, Sender verläuft und der Abstand zwischen Strahlablenkvorrichtung und Sender konstant gehalten ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (6; 15) zur Aussendung eines ebenen Strahlenbündels (7; 16) ausgebildet und als Strahlablenkvorrichtung eine zylindrische Linse (9; 17) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlablenkvorrichtung eine sphärische Linse (30) vorgesehen ist. ₄·-,

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Empfänger (U; 18; 20) tragende Wagen (4) ein zweckmäßig ferngesteuerter und mit einem eigenen Antrieb (10) versehener Vorwagen ist und der den Sender (6; 15; 29) tragende Wagen (2) sowie der die Strahlablenkvorrichtung tragende Wagen (3) mit einer Gleis-Stopf- und/oder Richtmaschine gekoppelt sind.

6. Verfahren zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Gleises von seiner Soll-Lage in kreisbogenförmigen Gleiskurven, unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vom Sender ein Strahl oder Strahlsnbündel tangential an die Gleiskurve bzw. parallel dazu ausgesandt und der eo Strahl oder das Strahlenbündel an jenem Punkt, an dem die Abweichung festgestellt wird, in Richtung zum Empfänger abgelenkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Abweichung des Gleises h'> von seiner Soll-Lage durch die Größe der Abweichung des abgelenkten Strahles von einer vorbestimmten Soll-Lage bestimmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlablenkvorrichtung so lange quer zum Gleis verschoben wird, bis der abgelenkte Strahl oder das Strahlenbündel eine vorgegebene Soll-Lage erreicht, wobei die Größe der Verschiebung der Strahlablenkvorrichtung gleich ist dem Maß der Abweichung des Gleises vor. seiner Soll-Lage.