DE2347951B2

DE2347951B2 - Fahrbares Gleismeßfahrzeug zum fortlaufenden Messen und Aufzeichnen der Spurweite von Eisenbahngleisen

Info

Publication number: DE2347951B2
Application number: DE2347951A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dr.-Ing. 4300 Essen Bingmann
Original assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Current assignee: Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1973-09-24
Publication date: 1980-01-10
Also published as: FR2244866B1; DE2347951C3; US3906789A; CH584312A5; AT335501B; ATA739574A; FR2244866A1; DE2347951A1; ZA745977B; GB1455959A

Description

ßes bewegt.

Mit der ersten Spurweitenmeßeinrichtung wird die Spurweite des Gleises unter Belastung mit Seitendruckkräften gemessen, was unmittelbar eine Aussage darüber zuläßt, ob unter Belastung die Spurweite sich noch innerhalb des vorgegebenen Toleranzmaßes bewegt.

Durch die Differenzbildung wird schließlich eine Aussage über den Widerstand des Gleises gegen spurerweiternae Seitendruckkräfte gev/onnen, d. h. es wird unmittelbar eine Aussage über den qualitativen Zustand des Gleises gewonnen. Diese Differenz wird dadurch gebildet, daß die von der in Gleislängsrichtung vorgeordneten Spurweitenmeßeinrichtung abgegebenen Signale fahrwegabhängig verzögert dem Rechner (Differenzbildner) zugeführt werden, so daß dort jeweils die einander entsprechenden Signale der ersten «nd zweiten Spurweitenmeßeinrichtung miteinander verglichen werden, die an derselben Stelle des Gleises abgenommen worden sind.

Durch die erfindungsgemäße Kombination von Maßnahmen kann somit einerseits eine Bestimmung der statischen (geometrischen) Lage des Gleises und andererseits eine Aussage über das dynamische Verhalten des Gleises gewonnen werden, wodurch wiederum unmittelbar Rückschlüsse darauf möglich sind, ob nur die statische (geometrische) Lage des Gleises verbesserungsbedürftig ist und/oder ob auch die Schienenbefestigung bzw. der Unterbau verbesserungsbedürftig ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Dargestellt ist eine Gleismeßdraisine 1, an die ein vorlaufendes Deichseimeßgestell 2 mit zylindrischen, spurkranzgeführten Rädern 3 angekoppelt wird, welche mittels ein- und ausschwenkbarer Meßrollen 4 je nach Bedarf die Spurweite des Gleises ohne Seitendruck an den Innenflanken der Köpfe der Schienen 5 federnd abtastet, und an die ein nachlaufendes Deichselmeßgestell 6 angehängt ist, das ebenfalls auf zylindrischen, spurkranzgeführten Rädern 3 läuft und dessen Meßrollen 8 zur Messung der Spurweite unter Seitendruck die Schienen an den Innenflanken ihrer Köpfe durch starke Kraft der Federn 11 nach außen drängen und so eine zusätzliche Spurerweiterung erzwingen. Die Meßrollenpaare 4 und 8 übertragen die Spurweiten auf induktive Relativwegmesser 9 und 10, wo sie in analoge elektrische Signale umgewandelt werden. Die Spurweitenmeßeinrichtung des vorlaufenden Deichselmeßgestelles besteht hier aus den Meßrollen 4 und dem Relativwegmesser 9 und die Spurweitenmeßeinrichtung des nachlaufenden Deichselmeßgestelles aus den Meßrollen 8 und dem Relativwegmesser 10. Das vorweg aufgenommene Spurweitenmeßsignal aus dem Relativwegmesser 9 bzw. dem Deichselmeßgestell 2 wird zunächst einem elektronischen, wegabhängig gesteuerten Verzögerungsglied 12 zugeleitet, das das Eingangssignal in »k« diskreten Schritten analog dem Wegvorsprung der vorlaufenden Meßrollen 4 vor den nachlaufenden Meßrollen 8 verzögert und es erst zum selben Zeitpunkt dem Rechner 13 zuführt, zu dem die im nachfolgenden Deichselmeßgestell 6 unter Seitendruck aufgenommene und vom induktiven Relativwegmesser 10 in ein elektrisches Spurweitenmeßsignal umgewandelte Spurweite dem elektronischen Rechner 13 zufließt, Die schrittweise wegabhängige Steuerung des Verzögerungsgliedes 12 wird von Fahrwegsignalen / bewirkt aus dem Fahrwegmesser 14, der mit einem ) Rad 3 gekuppelt ist. Das Ausgangssignal des Rechners 13 ergibt die Differenz der Spurweiten mit und ohne Einwirkung von Seitendruckkräften, die erzwungene Spurerweiterung As. Die Ausgangssignale As des Rechners werden auf dem wegeabhängig vor-

Hi getriebenen Meßstreifen 15 von einem Direktschreiber 16 als Diagramm 17 aufgezeichnet. Auf dem Meßstreifen 15 werden zudem die Ausgangssignale des Relativwegmessers 10 als Diagramm 18 der durch Seitendruck erzwungenen vergrößerten Spurweite

ι -. und die Ausgangssignale aus dem Verzögerungsglied 12 als Diagramm 19 der ohne Seitendruck gemessenen Spurweiten neben den Wegmarken 20 des Direktschreibers gezeichnet. Die weitere Auswertung der Signale nach Grenzwerten, nach der Häufigkeit

.Vi bestimmter Werte, nach Schwingungen und sonstigen Kennwerten ist auf dieser Grund?'.ge durch manuelle Auswertung des Meßstreifens oder iurch automatische Auswertung mittels Auswertegerätes 21 oder nach Speicherung in einem Speichergerät 22 ohne

j'i weiteres möglich, so daß ein Gesamturteil über die zulässige Geschwindigkeit der Züge nach Maßgabe des Gleiszustandes und seiner Widerstandskraft, über die Notwendigkeit und Zweckmäßigkeit der Erneuerung des gesamten Gleises oder die Teilerneuerung

«ι einiger Bereiche oder einzelner Teile (Schwellen und/oder Befestigungsmittel) geboten werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht

darin, daß beide Spurweitenmeßeinrichtungen unter dem Einfluß spurerweiternder, definierter Seiten-

f> druckkräfte unterschiedlicher Größe messen, um den Einfluß eines evtl. vorhandenen Spieles der Schienenbefestigung zu eliminieren.

Nicht immer ist das Verhältnis Spurerweiterung As zur Seitendruckkraft innerhalb einer Mcßstc'te pro-

Hi portional, sondern mit zunehmender Scitendruckkraf t progressiv oder degressiv, so daß es notwendig ist, die Spjrweiterungen unter dem Einfluß verschieden hoher Seitendruckkräfte zu ermitteln. Als weitere Ausgestaltung der Erfindung wird deshalb vorgesehen, an

r, einem Gleismeßfahrzeug mehr als zwei Spurweitenmeßeinrichtungen in genügendem Abstand voneinander anzubringen, die unter dem Einfluß verschieden hoher Seitendruckkräfte messen - einschließlich einer Spurweitenmeßeinrichtung, die ohne Seitendruck-

-,Ii kraft mißt. Damit alle zu einer Meßstelle gehörenden Spurweitenmeßsipnale gleichzeitig an den Eingang des Rechners gelangen, ist jedes Spurweitenmeßsignal ⁵I- ^sm)< ^sm2 ■·· ⁵Bi(n-i) ^der vorlaufenden Spurweitenmeß. »!richtung entsprechend dem Abstand zur nach-

Vi laufenden Spurweitenmeßeinrichtung, die das Spurweitenmeßsignai j_mn abgibt, wegabhängij} zu verzögern. Der Rechner errechnet dann die unter dem Einfluß der verschieden hohen Seitendruckkräfte zustande gekommenen Spurerweiterungen gemäß den

mi Beziehungen:

Es ist vorgesehen, daß in den Spurweitenmeßeinrichtungen die Wandlung der ertasteten Relativwege h--> zwischen den beiden Schienen in elektrische Spurweitenmeßsignale durcn an sich bekannte Relativmesser vorgenommen wird, die die mechanisch-clektische Wandlung entweder ohmsch, beispielsweise mit einem

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Potentiometer, kapazitiv, induktiv oder digital vor- spielsweisc Schieberegistern, geschieht, die wegabnehmen, hangig von Fahrwegsignalen aus einem Fahrwegmes-Weiterhin ist vorgesehen, daß die Verzögerung der ser gesteuert werden. Insbesondere ist auch vorgese-Spurweitenmeßsignale aus den vorlaufenden Spur- hen, daß die Verzögerung der Spurweitenmeßsignale Weitenmeßeinrichtungen entweder mit an sich be- > durch Zwischenspeicherung im Rechner selbst vorgekannten analogen Verzögerungsschaltungen, bei- nommen wird, indem die Fahrwegsignale ebenfalls in spielsweise Eimerkettenschaltungen, oder mit an sich den Rechner geleitet werden und dort die Reihenfolge bekannten digitalen Verzögerungsschaltungen, bei- der Verarbeitung steuern.

Hierzu I Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrbares Gleismeßfahrzeug zum fortlaufenden Messen und Aufzeichnen der Spurweite von Eisenbahngleisen, mit einer ersten Spurweitenmeßeinrichtung und mindestens einer dieser zugeordneten Vorrichtung zur Belastung der Schienen des Gleises durch spurerweiternde Seitendruckkräfte, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Spurweitenmeßeinrichtung (4, 9), der keine Belastungsvorrichtung zugeordnet ist, in einem Abstand von der ersten Spurweitenmeßeinrichtung (8, 10) am Gleismeßfahrzeug angeordnet ist, der eine Verformung der Schienen des Gleises im Bereich der zweiten Spurweitenmeßeinrichtung (4,9) durch die von der der ersten Spurweitenmeßeinrichtung (8, 10) zugeordneten Belastungsvorrichtung ausgeübten Seitendruckkräfte ausschließt, wobei jeweils die in Gleislängsrichtung vorgeordnete SpunveitenmeßeinrichUing (4,9) über ein von einem Fahrwegmesser (14) betätigtes Verzögerungsglied (12) und die nachgeordnete Spurweitenmeßeinrichtung (8, 10) direkt zur Differenzbildung mit jeweils einem Eingang eines Rechners (13) und mit jeweils einem Eingang eines Registriergerätes verbunden ist.

2. Gleismeßfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Vorrichtungen zur Belastung drr Schienen des Gleises mit verschiedengroßen spurerweiternden Seitendruckkräften, sowie diesen zugeordnete Sparweitenmeßeinrichtungen mit genügendeii Abständen voneinander am Gleismeßfahrzeug angeon .iet sind, und daß jede einer anderen Spurweitenmeßeinrichtung vorgeordnete Spurweitenmeßeinrichtung über ein durch den Fahrwegmesser (14) betätigtes Verzögerungsglied mit dem Rechner (13) verbunden ist.

3. Gleismeßfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Spurweitenmeßeinrichtung (4, 9; 8, 10) mit an den Schienen (S) geführten Meßrollen (4, 8) sowie mit einem die Relativbewegungen zwischen den beiden Meßrollen (4 bzw. 8) in elektrische Signale umwandelnden ohmschen, kapazitiven, induktiven oder digitalen Relativwegmesser (9, 10) versehen ist.

4. Gleismeßfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (12) als analoge oder digitale Vcrzögerungsschaltung ausgebildet und dessen Steucrantrieb mit dem Fahrwegmesser (14) zusammengcschaltet ist.

5. Gleismeßfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausyängc des Rechners (13) mit den Meßwerten der Spurerweiterung (As, As , As₂... As_n) oder zusätzlich auch die Ausgänge der Relativwegmesscr (9, 10) mit den Meßwerten der Spurweiten (.?,, V₂) des Fahrwegmessers (14) od. dgl., mit einem Registriergerät, beispielsweise einem Direktschreiber (16) und bzw. oder einem Auswertgerät (21) zusammengeschaltet sind und bzw. oder an einem Speichergerät (22) anliegen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein fahrbares Gleismeßfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1,

Aus der DE-OS 1916729 ist - soweit es sich um Spurweitenmessung handelt - bekannt, die Schienen eines Gleises an (nur) einer Stelle mit Seitendruckkräften zu belasten und die daraus resultierende Spurweitenänderung zu messen. Aus der Messung dieser Formänderung können Rückschlüsse auf den qualitativen Zustand des Gleises hinsichtlich der Befestigung der Schienen und des sonstigen Oberbaus gemacht werden. Eine Berücksichtigung der rein geometrischen, also statischen Lage der Schienen des Gleises ist hierbei nicht möglich, so daß also echte zustandsmäßige Abweichungen hinsichtlich der Spurweite von der rein geometrischen Lage des Gleises nicht ermittelt werden können.

In der DE-OS 1916 729 ist weiterhin in allgemeiner Form offenbart, daß die Gleise an in Gleislängsrichtung voneinander distanzierten Steilen verschieden großen Beanspruchungen ausgesetzt werden und daß die aus diesen Beanspruchungen resultierenden Ergebnisse, z. B. die Formänderungen, gemessen und zwecks Feststellung der Differenzen miteinander verglichen werden. Konkret offenbart ist diese Lehre nur für vertikale Belastungen. Selbst wenn man sie auf die Spurweitenmessung anwendet, so heißt dies wiederum, daß eine Berücksichtigung der statischen (geometrischen) Lage nicht möglich ist, d. h. daß nicht feststellbar ist, ob die aufgrund der belastungsabhängigen Spurerweiterung auftretende Spurweite noch innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt oder nicht.

Aus der DE-OS 1 916728 ist - soweit es sich um die Spurweitenmessung handelt - bekannt, zwei einander nahe benachbarte Meßachsen gegen die Schienen des Gleises zu drücken und zwar entweder unbelastet, um die Spurweite in unbelastetem Zustand zu messen, oder belastet, um Spurweitenänderungen zu messen. Funktionell handelt es sich hierbei also um (nur) eine Spurweitenmeßeinrichtung mit (nur) einer zugeordneten Belastungsvorrichtung. Funktionell handelt es sich also um die gleiche Vorrichtung, die bereits oben bezüglich der DE-OS 1 91672° behandelt wurde. Insoweit darf auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.

Zur Ermittlung des Schwellenzustandes ist aus der DE-OS 1 916728 bekannt, die Schienen des Gleises an zwei verschiedenen Stellen mit unterschiedlich großen Kräften zu belasten, um hieraus Rückschlüsse auch auf den Schwellenwert zu gewinnen. Auch insofern gelten die obigen Ausführungen zur DE-OS 1 916729.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleismeßfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszugestalten, daß in einem kontinuierlichen Meßvorgang die Spurweite des Gleises in unbelastetem und in belastetem Zustand und der Widerstand des Gleises gegen spurerweiternde Seitendruckkräfte ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die zweite Spurweitenmeßeinrichtung wird die Spurweite des Gleises in völlig unbelastetem Zustand des Gleises gemessen und anschließend registriert, wobei diese Messung bereits eine Aussage darüber macht, ob die Spurweite des Gleisessich innerhalb des vorgegebenen Toleranzma-