DE2244274C3 - Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen mittels abgestrahlter und nach Reflexion an den Schienenköpfen der Eisenbahngleise wieder empfangener Energie unter Verwendung einer längs der Eisenbahngleise verfahrbaren Meßanordnung aus die Schienenköpfe an einander gegenüberliegenden Stellen erfassenden Strahlern und Empfangswandlern, wobei die Ausgangssignale der Empfangs- wandler auf eine die gesuchte Kenngröße liefernde Vergleichsvorrichtung geschaltet sind.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DT-PS 11 65 064 bekannt, wo die Schienenköpfe mittels Ultraschalles angestrahlt werden. Das Echo vom jeweiligen Schienenkopf wird empfangen und die Laufzeit zwischen Aussenden eines Ultraschallimpulses und Empfang seines Echos gemessen, um — über die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschalles in Luft — den Abstand zwischen dem Ultraschall-Wandler und der Fahrkante f>° des Schienenkopfes zu bestimmen. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, daß die Ausbreitungsgegebenheiten eines Ultraschallimpulses gerade in Luf! denkbar schlecht sind; denn der Wellenwiderstand ist hoch, die Dämpfung also groß und die Ausbreitungsgeschwindigkeit sehr gering, dazu stark abhängig von der momentanen Lufttemperaturschichtung und der wirksamen Dichte des Ausbreitungsmediums längs des Ausbreitungsweges des Ultraschall-Impulses bzw. seines Echos. Nachteilig ist darüberhinaus der große gerätetechnische Aufwand für hinreichende Bündelung der abgestrahlten Schalienergie, wofür großflächige Sende- bzw. Empfangseinheiten möglichst dicht bei dem jeweiligen Schienenkopf anzuordnen s-nd. Diese Anordnung großflächiger und gegen den Untergrund geneigter Bauteile ist aber der Gefahr von Beschädigungen stark ausgesetzt, ganz abgesehen vom Nachteil unvermeidbarer Luftverwirbelungen mit ihrem abträglichen Einfluß auf die Meßgenauigkeit der Ultraschall-Abstandsmessung.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und preiswert aufgebaut ist, die betriebssicher einsetzbar ist und die auch bei schnellem Vorschub der Meßanordnung längs der Gleise genaue Meßergebnisse liefert. Es soll eine wirtschaftliche Überprüfung auch langer Gleisstrecken bei einfacher Kontrolle der korrekten Arbeitsweise der Meßvorrichtung möglich sein und dabei eine Folge an Meßwerten gewonnen werden, die für das jeweilige Profil des ganzen Schienenkopfes repräsentativ ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art jider Strahler eine punktförmige Lichtquelle und jeder Empfangswandler einen das reflektierte Licht in elektrische Signale entsprechender Intensität umsetzenden optoelektrischen Wandler aufweist, der in Verbindung mit Fokussiermitteln die Lichtreflexionen am zugeordneten Schienenkopf an einander benachbarten Punkten quer über diesen hinweg nacheinander abtastet.

Durch Verwendung derartiger optischer Abtastvorrichtungen zum Ausüben des beschriebenen Meßvorganges ist der korrekte Betrieb der Anlage einfach überprüfbar; insbesondere ist die optische Energie darüberhinaus mit einfachen Mitteln scharf bündelbar und von praktisch auftretenden Schwankungen der Eigenschaften des Übertragungsmediums Luft im Sinne der Arbeitsweise dieser Vorrichtung praktisch nicht beeinflußbar, zumal die Intensität des reflektierten Lichtes an verschiedenen Stellen quer über den Schienenkopf im Verhältnis zueinander ausgewertet wird, ein Intensitätsvergleich mit der abgestrahlten Energie also nicht erforderlich ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Empfangswandler als eine Photodiodenanordnung mit nacheinander abtragbaren Photodioden ausgebildet. Jeder Empfangswandler kann aber auch als eine Photodiode mit davor rotierender Schlitzscheibe ausgebildet sein.

Ein Ausführungsbeisptel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Form eine Anordnung zur Messung der Spurweite eines Eisenbahngleises.

Die Vorrichtung ist auf einem Eisenbahnfahrzeug J montiert, das im Umriß gezeigt ist, und enthält ein Paar Punktstrahler 2, die so unter dem Fahrzeug 1 angebracht sind, daß Lichtstrahlen 3 auf jeden der Schienenköpfe 4 gerichtet werden. Die Lichtstrahlen 3 sind derart ausgerichtet, daß sie nur die Schienenköpfe beleuchten, wogegen die Füße 5 der Schienen und der Schotter 6 in relativer Dunkelheit belassen werden. Abschirmungen (nicht dargestellt) können vorgesehen sein, um den Fuß 5 und den Schotter 6 gegen das Licht

abzuschirmen, um einen Kontrast der Beleuchtung zwischen den Schienenköpfen und ihrer Umgebung zu erzeugen.

Die Reflexionen der Lichtstrahlen von jeder Schiene werden durch eine Linsenanordnung 7 so gebündelt, daß sie auf eine Photodiodenanordnung 8 fallen. Jede Anordnung 8 besteht aus 100 lichtempfindlichen Elementen, die in zeitlichen Abständen in kurzen Intervallen abgetastet werden, wobei jedes Element ein elektrisches Ausgangssignal abgibt, das den Grad der Beleuchtung des entsprechenden Teils des Schienenkopfs anzeigt. Auf diese Weise wird, wie im unteren Teil der Zeichnung dargestellt, ein Ausgangssignal 11, das die relative Beleuchtung quer zum Schienenkopf anzeigt, bei jedem Abtasten der Anordnung 8 erhalten. Die Ausgangssignale der zwei Anordnungen 8 werden dann einem elektronischen Vergleicher 9 zugeführt, der die Positionen 12 der Signale von der Innenfläche jeder Schiene vergleicht, um eine Anzeige der Spurweile der Schienen abzugeben. Diese Anzeige kann verwendet werden, um eine fortlaufende Aufzeichnung der Schienenspurweite oder Veränderungen in der Schienenspurweite, wie gezeigt (Aufzeichnungsvorrichtung 10), vorzunehmen. Falls ein Schienenkopf übermäßig abgenutzt ist. kann dies an einer Vergrößerung der Spurweite abgemessen werden, wobei darüberhinaus. noch eine Anzeige abgegeben wird, daß eine Schieneninstandsetzung erforderlich ist.

Der Spitzenwert der Wellenform, die durch die Anordnung 8 erzeugt wird, ergib; daher auch eine Anzeige einer übermäßigen Abnutzung und so kann das gleiche Signal zur Überprüfung sowohl der Schienenspurweite als auch der Abnützung benützt werden. Falls die beschriebene Vorrichtung in Intervallen entlang einem Eisenbahnfahrzeug angebracht und passend verbunden ist, kann eine Anzeige der Krümmung und der Ausrichtung des Gleises vorgesehen werden.

Es ist ersichtlich, daß die beschriebene Vorrichtung eine relativ einfache Methode zur schnellen Erzielung einer fortlaufenden Messung von Schienenkennwerten, wie 2. B. Spurweite, Ausrichtung. Krümmung und Abnützung, ohne mechanischen Kontakt mit den Schienen, an Gleisen und bei Schienenverbindungen, wie Weichen und Kreuzungen, ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen mittels abgestrahlter und nach Reflexion an den Schienenköpfen der Eisenbahngleise wieder empfangener Energie unter Verwendung einer längs der Eisenbahngleise verfahrbaren Meßanordnung aus die Schienenköpfe an einander gegenüberliegenden Stellen erfassenden Strahlern und Empfangswandlern, wobei die Ausgangssignale der Empfängswandler auf eine die gesuchte Kenngröße liefernde Vergleichsvorrichtung geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strahler (2) eine punktförmige Lichtquelle und jeder Empfangswandler einen das reflektierte Licht in elektrische Signale entsprechender Intensität umsetzenden opto-elektrischen Wandler aufweist, der in Verbindung mit Fokussiermitteln (Linsenanordnung 7) die Lichtreflexionen am zugeordneten Schienenkopf an einander benachbarten Punkten quer über diesen hinweg nacheinander abtastet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfangswandler als eine Photodiodenanordnung (8) mit nacheinander abfragbaren Photodioden ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfangswandler als eine Photodiode mit davor rotierender Schlitzscheibe ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Meßanordnungen entlang eines Eisenbahnfahrzeuges in Abständen voneinander angeordnet und zur Angabe der relativen Lage der Schienen zwischen ihnen miteinander verschaltet sind.