DE2324685A1

DE2324685A1 - Fahrbare einrichtung zur feststellung der hoehenlage bzw. des zustandes eines gleises

Info

Publication number: DE2324685A1
Application number: DE2324685A
Authority: DE
Inventors: Franz Eglseer; Franz Plasser; Josef Theurer
Original assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Current assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority date: 1972-08-03
Filing date: 1973-05-16
Publication date: 1974-02-21
Also published as: SE384476B; FR2194844B1; DD105276A5; US3882607A; DE2324685C2; CA998525A; JPS4960251A; JPS5922162B2; ZA735256B; AU5872473A; AT323789B; GB1402057A; FR2194844A1; SU574165A3; CH567627A5; HU170044B; ES417547A1

Description

A 6693/72 3.8.1972

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Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft m.b.H.
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Fahrbare Einrichtung zur Feststellung der Höhenlage bzw. des Zustandes eines Gleises

Die Erfindung betrifft eine fahrbare Einrichtung zur Feststellung der Höhenlage, z.B. der Längshöhen bzw. des Zustandes eines Gleises, insbesondere zur Ermittlung von Unebenheiten einer Schiene in vertikaler Richtung, z.B. bei Schienenstößen, mit einem Fahrgestellrahmen und entsprechenden Hauptfahrwerken, sowie drei je Schiene in Gleislängsrichtung hintereinander angeordneten höhenbe-

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weglichen Tastorganen, wie Spurkranzrädern, Fahrwerken od.dgl., zur Abnahme der jeweiligen Lage mindestens einer Schiene des Gleises und mindestens einer Gebervorrichtung zur Umwandlung der gegenseitigen Relativbewegungen dieser Tastorgane in proportionale elektrische Meßgrößen, wobei die Gebervorrichtung mit einer Anzeige- und/oder Registriervorrichtung in Verbindung steht.

Es sind bereits Einrichtungen zur Feststellung der geometrischen Höhenlage bzw. Stoßlage eines Gleises bekannt, bei denen - zwecks Ausgleichs von Schwingungen des Fahrgestellrahmens der Einrichtung und damit Vermeidung von nachteiligen Einflüssen dieser Schwingungen auf das Meßergebnis - jeder Achse eines dreiachsigen Fahrgestells eine Gebervorrichtung zugeordnet ist. Diese Gebervorrichtungen sind dabei so geschaltet, daß die beiden äußeren Achsen eine Meßbasis darstellen, in bezug auf welche die Auslenkungen der mittleren Achse, also der eigentlichen Meßachse, angezeigt bzw. registriert werden. Diese Anordnung ist jedoch insbesondere im Hinblick auf die große Anzahl von Gebervorrichtungen sehr aufwendig und kompliziert.

Andere bekannte Einrichtungen verwenden mindestens teilweise mechanische Elemente zur Übertragung der Meßwerte. Dies hat den Nachteil, daß bei der Weiterleitung der Meßwerte von den Tastorganen auf den gefederten Fahrgestellrahmen die Bewegungen dieses Rahmens das Meßergebnis un-

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günstig beeinflussen können. Zur Lösung dieses Problems werden bei einer bekannten Ausführung entsprechend der cotoppoiohioohon Anmeldung des gleichen Anmelders zwei Tastorgane, und zwar ein Hauptfahrwerk und eine Meßachse verwendet und über Winkelhebel sowie mit Dehnungsmeßstreifen versehene Diegestäbe die Gleissenkung unter dent Hauptfahrwerk gegenüber der Meßachse gemessen. Diese Anordnung ermöglicht auch eine Unterscheidung nach elastischen Tiefpunkten, also ungenügend gestopften Schwellen, und bleibend verformten Schienen. Diese bekannte Anordnung hat sich zwar sehr bewährt, es hat sich jedoch gezeigt, daß die Feststellung der Längshöhe an nur zwei Punkten den Anforderungen einiger Eisenbahnver— waltungen nicht ganz entspricht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine fahrbare Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Messung der Längshöhen an mindestens drei Punkten der Schiene erfolgt und deren Aufbau jedoch einfacher ist als wie bei den bekannten, mit drei Meßachsen ausgestatteten Einrichtungen.

Das erfindungsgemäße Ziel wird dadurch erreicht, indem den drei Tastorganen nur zwei Gebervorrichtungen zugeordnet sind, von welchen jede mit dem mittleren Tastorgan und mit je einem der äußeren Tastorgane in wirksamer Verbindung steht. Dadurch werden vor allem konstruktive Möglichkeiten geschaffen, damit die Schwingungen des

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Fahrgestellrahmens die Meßwerte nicht nachteilig beeinflussen können, da die beiden Gebervorrxchtungen jeweils nur mit den Tastorganen - und nicht mehr über den gefederten Fahrgestellrahmen - in wirksamer Verbindung stehen bzw. für jede Gebervorrichtung nur die relative Lage von zwei der drei Tastorgane maßgebend ist. Es entfallen weiters die relativ aufwendigen und störungsanfälligen elektrischen Vorrichtungen wie sie zum Vergleichen von drei Einzelmeßwerten erforderlich sind. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung einen einfacheren Aufbau sowie relativ große Bezugssystemlängen, ohne daß dabei die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt wird.

Nach einer speziellen Weiterbildung der Erfindung werden vorzugsweise alle drei Tastorgane als im wesentlichen unbelastete Meßfahrwerke und gegebenenfalls zugleich als Basis für die Feststellung der Seitenfehler bzw. der Pfeilhöhen des Gleises ausgebildet. Dies ergibt insbesondere für die Messung des Zustandes des Gleises unterBerücksichtigung der relativ schweren Hauptfahrwerke eine genaue Meßbasis auch für relativ große Bezugslängen und den weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung, daß zugleich Seitenfehler bzw. Pfeilhöhen des Gleises festgestellt werden können„ Dadurch i_st ©s möglich bei im wesentlichen gleicher Bezugsbasislänge eine bessere Vergleichbarkeit der Höhen- und Seitenfehler-Meßwerte eines Gleises zu erreichen.

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Bei einer bevorzugten weiteren Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sind die beiden äußeren Tastorgane pro Schiene mit je einem Winkelhebel über Verbindungselemente, z.B. einem Bowdenzug, mit dem mittleren Tastorgan durch zwei am mittleren Tastorgan spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Winkelhebel verbunden, wobei alle vier Winkelhebel je Schiene mit gleichen Hebelverhältnissen ausgebildet und am Fahrgestellrahmen, welcher vorzugsweise vom Wagenrahmen eines Gleismeßfahrzeuges gebildet ist, gelagert sind. Durch diese Ausbildung wird ein besonders einfacher Aufbau erreicht, da die am Fahrgestellrahmen gelagerten Winkelhebel nicht nur als Teile der gesamten Meßvorrichtung dienen, sondern auch gleichzeitig die Meßfahrwerke mit dem Fahrgestellrahmen, z.B. eines Gleismeßwagens, verbinden, wobei, obwohl ein Teil der mechanischen Übertragungsorgane (Winkelhebel) auf dem gefederten Fahrgestellrahmen gelagert ist, der Vorteil erreicht wird, daß Schwingungen des Fahrgestellrahmens die Meßwerte nicht beeinflussen können. Weiters wird die Größe der einzelnen Höhenfehler im Laufe der Übertragung von den Tastorganen zu den beiden Gebervorrichtungen durch das gleiche Hebelverhältnis nicht verzerrt, wobei das Verhältnis zwischen Meßwert und Fehler für jede Gebervorrichtung gleich groß ist. Überdies wird durch eine solche Ausbildung die Ersatzteilhaltung wesentlich vereinfacht.

Eine weitere Ausfuhrung&forxs der Erfindung besteht darin,

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daß die beiden Gebervorrichtungen dem mittleren Tastorgan zugeordnet sind, wobei die Schenkel der beiden Winkelhebel des mittleren Tastorganes als mit Dehnungsmeßstreifen versehene Biegestäbe ausgebildet und mit ihren freien Enden über die Bowdenzüge od.dgl. jeweils mit den freien Enden der Schenkel der beiden Winkelhebel der äußeren Tastorgane verbunden sind. Dadurch wird in vorteilhafter Weise durch die sehr geringe Masse der Übertragungselemente eine feinfühlige und spielfreie Übertragung, sowie durch die direkte Umwandlung der Fehlerwerte eine exakte Anzeige der Fehler erreicht. Somit kann die Höhenlage der Schienen auch bei hohen Meßgeschwindigkeiten einwandfrei festgestellt werden.

Vorteilhaft ist es weiters zwischen dem mittleren und den beiden äußeren Tastorganen jeweils ein Hauptfahrwerk vorzusehen, wobei jeweils der, einem der Hauptfahrwerke benachbart angeordnete, Winkelhebel des mittleren Tastorganes jeweils mit dem, dem anderen Hauptfahrwerk benachbart angeordneten, Winkelhebel des äußeren Tastorganes über Bowdenzüge od.dgl., in Verbindung steht« Die Ausführung zeichnet sich sowohl in der Herstellung durch besondere Einfachheit als auch im Betrieb durch den gleichmäßig symmetrischen Aufbau durch besondere Genauigkeit der Meßergebnisse aus. Bei dieser speziellen Anordnung werden Schwingungen des Fahrge»stellFahmens in gleicher Größe auf die Winkelhebel übertragen und werden gegenseitig¹ aufgehoben bzw* ergeben keinerlei Differenzmeßwerte, so«

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nicht daß diese Schwingungen das Meßergebnis ebenso/verfälschen

können.

Der Fahrgestellrahmen kann vorteilhaft vom Maschinenrahmen einer Gleisnivelliermaschine, insbesondere einer Stoßhebemaschine gebildet sein, wobei gegebenenfalls die Gebervorrichtung zwecks automatischer Steuerung der Hebewerkzeuge mit deren Antrieb in Verbindung steht, wodurch die ermittelten Daten äußerst vorteilhaft unmittelbar zur Steuerung der Stoßhebemaschine herangezogen werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, ohne daß jedoch die Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt ist. Dabei zeigt Fig. 1 einen mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Gleismeßwagen, die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung in größerem Maßstab, wobei der Fahrgestellrahmen eingefedert dargestellt ist, und die Fig. 3 und 4 geben in einer der Fig. 2 ähnlichen Darstellung die erfindungsgemäße Einrichtung in verschiedenen Betriebszustand en wieder.

Das in Fig. 1 dargestellte Gleismeßfahrzeug 1 (Gleismeßwagen) weist zwei auf den Schienen 2 laufende Hauptfahrwerke 3 auf, die einen Fahrgestellrahmen 4 mit einem Wagenaufbau 5 tragen.

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Eines der Ilauptfahrwerke 3 kann als Antriebsfahrwerk ausgebildet sein, das mit einem schematisch angedeuteten Antriebsmotor 6 in Verbindung steht, sodaß der Gleismeßwagen selbstfahrend betrieben werden kann. Als Tastorgane sind im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Hauptfahrwerken ein mittleres Meßfahrwerk 7 und im Bereich der beiden Enden des Gleismeßwagens je ein Meßfahrwerk 8 bzw. 9 angeordnet. Alle Meßfahrwerke sind vom Fahrgestellrahmen unbelastet und über nicht dargestellte Hydraulikzylinder bei Überstellungsfahrten des Gleismeßwagens von den Schienen 2 abhebbar. Diese Zylinder dienen gleichzeitig auch zum Andrücken der einzelnen Abnahmeachsen jedes Meßfahrwerkes gegen die Schiaien 2, wodurch über nicht dargestellte Einrichtungen die seitlichen Abweichungen jeder Schiene festgestellt werden können. Die gemessenen Abweichungen werden über entsprechende Geber einer Anzeigevorrichtung bzw. einer Registriervorrichtung 10 zugeführt. Der gezeigte Gleismeßwagen weist überdies eine Einrichtung 11 zur Verwindungsmessung auf. Im Gleismeßwagen können außerdem verschiedene Recheneinrichtungen 12 zur Auswertung der Meßergebnisse vorgesehen sein.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, steht jedes der Meßfahrxverke 8 und 9 mit je einem Schenkel 13 eines Winkelhebels 14 in Verbindung^ der bei 15 am gegenüber den Fahrwerken abgefederten Fahrgestellrahmen 4 schwenkbar gelagert ist_o Das mittlere Meßfahr-

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werk 7 ist mit den Schenkeln 16 zweier weiterer Winkelhebel 17 verbunden, die im gezeichneten Ausführungsbeispiel, so wie die beiden äußeren Winkelhebel 14 spiegelbildlich symmetrisch zueinander angeordnet und je bei l8 am Fahrgestellrahmen 4 drehbar gelagert sind. Die zweiten Schenkel der inneren Winkelhebel werden von Biegestäben 19 gebildet, die mit Dehnungsmeßstreifen 20 versehen sind.

Die zweiten Schenkel 21 jedes äußeren Winkelhebels 14 sind mit dem Biegestab 19 des übernächsten inneren Winkelhebels 17 über ein Verbindungselement, im gezeichneten Ausführungsbeispiel einem Bowdenzug 22, verbunden. Es ist im Rahmen der Erfindung aber ebenso möglich, als Verbindungselement anstatt des Bowdenzuges Seilzüge oder andere mechanische Übertragungsmittel zu verwenden.

Eine elektrische Verbindung besteht zwischen den Dehnungsmeßstreifen 20 und einer Vergleichsschalteinheit 23 mit angeschlossenem Anzeigegerät 24, bzw. den in den Fig. 2

bis/nicht dargestellten Geräten 10 (Fig. l). Bei der beispielsweise dargestellten Einrichtung weisen außerdem alle vier der jeder Schiene 2 zugeordneten Winkelhebel 14» 17 gleiche Hebelverhältnisse auf, sodaß eine maßstabgetreue Anzeige der Abweichungen möglich ist.

Die Wirkungsweise der gezeigten Einrichtung ist wie folgt:

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Befinden sich die Räder aller Meßfahrwerke 7, 8, 9 in gleicher Höhe (Fig. l) und ist der Fahrgestellrahmen 4 nicht eingefedert, werden die Biegestäbe 19 nicht verbogen, die Dehnungsmeßstreifen 20 geben daher keinen Impuls zur Vergleichsschalteinheit 23 und das Anzeigegerät 24 zeigt Null an. Eine Justierung ist dabei dadurch möglich, daß einer der Schenkel 10 am Meßfahrwerk längsbeweglich befestigt ist.

Ist der Fahrgestellrahmen 4, wie in Fig. 2 dargestellt ist, bei auf gleicher Höhe befindlichen Meßfahrwerken J, 8, 9 eingefedert, werden beide Biegestäbe 19 in die gleiche Richtung um den gleichen Betrag gebogen, die Vergleichsschalteinheit 23 ist nun so ausgebildet, daß sich in dieser Stellung die von den Dehnungsmeßstreifen zugeführten Impulse aufheben und daher zeigt das Anzeigegerät 24 wieder Null.

Gelangt dagegen eines der äußeren Meßfahrwerke, in Fig. das vordere Meßfahrwerk 9> in eine Gleissenke, also eine fehlerhafte Lage des Gleises,z.B. im Bereich eines Schienenstoßes, wird über den Winkelhebel 14 und den Bowdenzug 22 der Biegestab 19 des übernächsten inneren Winkelhebels 17 gebogen, wogegen der andere Biegestab 19 gerade bleibt. Der der Biegung des einen Biegestabes entsprechende Impuls bewirkt daher über die Vergleichsschalteinheit 23 einen Ausschlag am Anzeigegerät 24·

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Gelangt nun das mittlere Meßfahrwerk 7 in dieselbe Gleissenke (Fig. 4), werden beide Biegestäbe 19 in entgegengesetzte Richtung um jeweils den gleichen Betrag gebogen, in der Vergleichsschalteinheit 23 werden die beiden Impulse addiert und das Anzeigegerät 24 zeigt daher einen gegenüber der Anzeige nach Fig. 3 doppelten Wert an.

Dadurch, daß derselbe Fehler - je nachdem ob er mit dem äußeren bzw. mittleren Meßfahrwerk 8, 9 bzw. 7 festgestellt wird - in unterschiedlicher Größe angezeigt wird, ist es relativ einfach, die mit der Anzeige- bzw. Registriervorrichtung 10 aufgenommenen Meßwerte auszuwerten.

Außerdem kann die verschiedene Anzeige der verschiedenen Meßfahrwerke dazu ausgenutzt werden, um elastische und bleibende Verformungen der Schienen zu unterscheiden. Dazu wird das mittlere Meßfahrwerk belastet, sodaß von diesem Fahrwerk, nicht aber von den beiden anderen, auch elastische Verformungen der Schiene aufgenommen werden. Die Belastung kann dadurch erfolgen, daß das mittlere Fahrwerk, z.B. als ein mit dem Fahrgestellrahmen verbundenes Hauptfahrwerk ausgebildet ist.

Besondere Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung werden dann erreicht, wenn der Fahrgestellrahmen 4 vom Maschinenrahmen einer Gleisnivelliermaschine, insbesondere einer Stoßhebemaschine gebildet wird. Insbesondere ist es bei einer solchen Stoßhebemaschine dann von Vor-

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teil, wenn die Gebervorrichtung zur automatischen Steuerung der Hebewerkzeuge mit deren Antrieb in Verbindung steht, sodaß das Einleiten und Beenden der Hebebewegung selbsttätig und ohne Kontrolle durch die Bedienungsperson erfolgt.

Wie bereits aufgezeigt wurde, ist die Erfindung keineswegs auf das beschriebene Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Sie ist vielmehr in der Wahl der Gebervorrichtungen, der Übertragungselemente usw. weitgehend veränderbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims

- .ΐ·3 - 2324635 Patentansprüche

1. Fahrbare Einrichtung zur Feststellung der Höhenlage, z.B. der Längshöhen bzw. des Zustandes eines Gleises, insbesondere zur Ermittlung von Unebenheiten einer Schiene in vertikaler Richtung, z.B. bei Schienenstößen, mit einem Fahrgestellrahmen und entsprechenden Hauptfahrwerken, sowie drei je Schiene in Glexslängsrxchtung hintereinander angeordneten höhenbeweglichen Tastorganen, wie Spurkranzrädern, Fahrwerken od.dgl., zur Abnahme der jeweiligen Lage mindestens einer Schiene des Gleises und mindestens einer Gebervorrichtung zur Umwandlung der gegenseitigen Relativbewegungen dieser Tastorgane in proportionale elektrische Meßgrößen, wobei die Gebervorrichtung mit einer Anzeige- und/oder Registriervorrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß den drei Tastorganen nur zwei Gebervorrichtungen (19) zugeordnet sind, von welchen jede mit dem mittleren Tastorgan und mit je einem der äußeren Tastorgane in wirksamer Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Tastorgane als im wesentlichen unbelastete Meßfahrwerke(7, 8, 9)und gegebenenfalls zugleich als Basis für die Feststellung der Seitenfehler bzw. der Ffeilhöhen des Gleises ausgebildet sind.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Tastorgano pro Schiene (2) mit je einem Winkelhebel (14) über -Verbindungselemente, z.B. einem Bowdenzug (22) mit dem mittleren Tastorgan durch zwei am mittleren Tastorgan .spiegelsynunetrisch zueinander angeordnete Winkelhebel (17) verbunden sind, wobei alle vier Winkelhebel je Schiene mit gleichen Ilebelverhältnissen ausgebildet und am Fahrgestellrahmen (4)f welcher vorzugsweise vom Wagenrahmen eines Gleismeßfahrzeuges (l) gebildet ist, gelagert sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gebervorrichtungen dem mittleren Tastorgan zugeordnet sind, wobei die Schenkel der beiden Winkelhebel (17) des mittleren Tastorganes als mit Dehnungsmeßstreifen (20) versehene Biegestäbe (l9) ausgebildet und mit ihren freien Enden über die Bowdenzüge od.dgl. jeweils mit den freien Enden der Schenkel (2l) der beiden Winkelhebel (14) der äußeren Tastorgane (z.B. 8, 9) verbunden sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mittleren und den beiden äußeren Tastorganen jeweils ein Hauptfahrwerk (3) vorgesehen ist, wobei jeweils der, einem der Hauptfahrwerke (3) benachbart angeordnete, Winkelhebel (17) des mittleren Tastorganes jeweils mit dem, dem anderen Haupt-

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fahrwerk (3) benachbart angeordneten Winkelhebel (14) des äußeren Tastorganes über Bowdenzüge od.dgl. in Verbindung steht.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrgestellrahmen vom Maschinenrahmen einer Gleisnivelliermaschine, insbesondere einer Stoßhebemaschine gebildet ist, wobei gegebenenfalls die Gebervorrichtung zwecks automatischer Steuerung der Hebewerkzeuge mit deren Antrieb in Ver bindung steht.

FRANZ PLASSER DAHNBAUMASCHINEN-INDUSTRIEGESELLSCHAFT m.b.H.

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