DE2347951C3

DE2347951C3 - Fahrbares Gleismelifahrzeug zum fortlaufenden Messen und Aufzeichnen der Spurweite von Eisenbahngleisen

Info

Publication number: DE2347951C3
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: 1980-09-11
Also published as: CH584312A5; ZA745977B; DE2347951A1; GB1455959A; FR2244866A1; DE2347951B2; US3906789A; ATA739574A; FR2244866B1; AT335501B

Description

ßes bewegt.

Mit der ersten Spurweitenmeßeinrichtung wird die Spurweite des Gleises unter Belastung mit Seitendiuckkräften 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 spurerweiternde Seitendruckkräfte gewonnen, 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 und zweiten Spurweitenmeßeinrichtung miteinander verglichen werden, die an derselben Stelle des Gleises abgenommen worden sinJ.

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 Deichselmeßgestell 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. J-.. das Eingangssignal in »k« diskrelen Schritten analog dem Wegvorsprung der vorlaufenden Meßrollen 4 vor den nachlaufenden Meßrollen H 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 b'purweitenmeßsignal 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 Recnners 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 vorgetriebenen 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

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

bestimmter Werte, nach Schwingungen und sonstigen Kennwerten ist auf dieser Grundlage durch manuelle Auswertung des Meßstreifens oder durch automatische Auswertung mittels Auswertegerätes 21 oder nach Speicherung in einem Speichergerät 22 ohne

?λ weiteres möglich, so daß ein Gesammrteil 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

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-

r, 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 Meßsteiie pro-

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

4) 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-

-,n kraft mißt. Damit alle zu einer Meßstelle gehörenden Spurweitenmeßsignale gleichzeitig an den Eingang des Rechners gelangen, ist jedes Spurweitenmeßsignal ^sv ^p ^s„2 ··■ ⁵Ib(«-ι) der vorlaufenden Spurweitenmeßeinrichtung entsprechend dem Abstand zur nach-

Y, laufenden Spurweitenmeßeinrichtung, die das Spurweitenmeßsignal s_mn abgibt, wegabhängig zu verzögern. Der Rechner errechnet dann die unter dem Einfluß der verschieden hohen Seitendruckkräfte zustande gekommenen Spurerweiterungen gemäß den

bo Beziehungen:

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

Potentiometer, kapazitiv, induktiv oder digital vornehmen.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Verzögerung der Spurweitenmeßsignale aus den vorlaufenden Spurweitenmeßeinrichtungen entweder mit an sich bekannten analogen Verzögerungsschaltungen, beispielsweise Eiinerkettenschaltungen, oder mit an sich bekannten digitalen Verzögerungsschaltungen, beispielsweise Schieberegistern, geschieht, die we hängig von Fahrwegsignalen aus einem Fahrwegi ser gesteuert werden. Insbesondere ist auch vorg hen, daß die Verzögerung der Spurweitenmeßsig durch Zwischenspeicherung im Rechner selbst ve nommen wird, indem die Fahrwegsignale ebenfal den Rechner geleitet werden und dort die Reihenf der Verarbeitung steuern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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 Seiiendruckkräfte, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Spurweitenmeßeinrichtung (4, 9), der keine Belastungsvorrichtung zugeordnet ist, in einem Abstand von der ersten Spurwcitenmeßeinrichtung (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 Spurwekenmeßeinrichtung ·8, 10) zugeordneten üelastungsvorrichtung ausgeübten Seitendruckkräfte ausschließt, wobei jeweils die in Gleislängsrichtung vorgeordnete Spurweitenmeßeinrichtung (4,9) über ein von einem Fahrwegmesser (14) betätigtes Verzögerungsglied (12) und die nachgeordnete Spurwekenmeßeinrichtung (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 der Schienen des Gleises mit verschiedengroßen spurerweiternden Seitendruckkräften, sowie diesen zugeordnete Spurweitenmeßeinrichtungen mit genügenden Abständen voneinander am Gleismeßfahrzeug angeordnet 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 (5) geführten Meßrollen (4, 8) sowie mit einem die Relativbewegungen zwischen den beiden Meßroilen (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 Verzögerungsschaltung ausgebildet und dessen Steuerantrieb mit dem Fahrwegmesser (14) zusammengeschaltet ist.

5. Gleismeßfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Rechners (13) mit den Meßwerten der Spurerweiterung (As, As , As₂...As_n) oder zusätzlich auch die Ausgänge der Relativwegmesser (9, 10) mit den Meßwerten der Spurweiten (s,, S₂) 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 Seitendnickliräf ten 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 1916729 ist weiterhin in allgemeiner Form offenbart, daß die Gleise an in Gleislängsrich-2» tung voneinander distanzierten Stellen 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 jo 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 r> 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 1916729 behan- v, delt wurde. Insoweit darf auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.

Zur Ermittlung des Schwellenzustandes ist aus der DE-OS 1916728 bekannt, die Schienen des Gleises an zwei verschiedenen Stellen mit unterschiedlich in großen Kräften zu belasten, um hieraus Rückschlüsse auch auf den Schwellenwert zu gewinnen. Auch insofern gelten die obigen Ausführungen zur DE-OS 1916729.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ü 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 w) 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 h^r, unbelastetem Zustand des Gleises gemessen und anschließend registriert, wobei diese Messung bereits eine Aussage darüber macht, ob die Spurweite des Gleises sich innerhalb des vorgegebenen Toleranzma-