DE2547057C2 - Vorrichtung zur Messung der Ausrichtung bzw. Ausfluchtung von Gleisen, insbesondere Eisenbahngleisen - Google Patents

Description

,„, ₊ A

zu bilden in welcher Formel g die durch Schwerkraft verursachte Beschleunigung, V die mit einem Geschwindigkeitsmesser gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit, V₁. die Gleichgewichtsgeschwindigkeil, h die durchschnittliche Vlöhe ü-cs Fahrzeuges und α der gegenseitige Abstand der weiteren Beschleunigungsmesser (2, 3) ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bekannt, zur genauen Messung der Gleisausrichtung, insbesondere von seitlichen Abweichungen des Gleisverlaufcs von einem vorgegebenen Verlauf, von einem auf dem zu überprüfenden Gleis selbst forlbewegenden Meßführzeug Gebrauch zu machen, wie dies beispielsweise in der DE-OS 24 07 851 beschrieben ist.
Die Verwendung eines derartigen Meßfahrzeuges bietet ganz offensichtlich praktische Vorteile im Hinblick darauf, daß es vielfach erwünscht ist, die Gleisausrichtung auf einer Strecke von vielen Kilometern einer Bahnlinie relativ schnell zu vermessen.

Es ist jedoch festgestellt worden, daß die bekannten Meßvorrichtungen und die mit diesen durchgerührten Versuche keine Meßergebnisse mit einer zufriedenstellenden Genauigkeit lieferten. Einer der Hauptgründe Tür diese Tatsache ist in der Schwierigkeit zu suchen, die Bewegung eines Fahrzeuges, auf dem die Mcßvorrichtung installiert ist, relativ zum Gleise hinreichend kompensieren zu können.

Solche Bewegungen sind aufgrund von Bewegungen der Fahrzeugaufhängung oder aufgrund des Schlingerns des Fahrzeugkörpers oder dergleichen meistens unvermeidbar.

Aus der DE-OS 21 08 863 ist ein Verfahren zur Kontrolle und Bewertung der Lagegenauigkeit von Gleisen bekannt, bei dem alle für die Gleislage typischen Meßgrößen in einer derartigen Form dargestellt werden sollen, daß die Abweichungen von einer mittleren Größe, die ungefähr dem gegebenen Soll- oder Regelwert entspricht, direkt zur Verfügung siehen soll. Es wird hierbei der Versuch unternommen, die Probleme, die sich aus der Bewegung des Fahrzeugkörpers ergeben, dadurch zu überwinden, daß auf der Fahrzeugachse Sensoren angebracht werden, z. B. mechanische Fühler, wie Spurtaster und dergleichen. Damit ist aber keineswegs eine ausreichende Genauigkeit erreichbar und die bekannte Anordnung ist und daher zur Lösung

M) der speziellen Probleme, die bei einer Ermittlung der Ausrichtung von gekrümmten Abschnitten des Gluisverkiures mit der angestrebten höchsten Meßgenauigkeit zu Tage treten, ungeeignet. Im übrigen sind he/üblich der Problematik bei Glcisübcrhöhungen in Kurven aus der DE-OS 21 08 863 keinerlei Aussagen zu entnehmen.
Die Verwendung von überhöhten Gleisabschnitten bei Krümmungen von Bahnstrecken ist jedoch iillgemein üblich. Damit schienengebundene Fahrzeuge Gleiskurven sicher und bei minimaler Beeinträchtigung des Fahrkomforts für die Wageninsassen passieren können, sind die Gleise in Kurven überhöht oder abgeschrägt angelegt, und /war derart, daß bei einer bestimmten Geschwindigkeit, die als Gleichgcwiehlsgcsehwindigkeit bezeichnet wird, die Veklorsummc der Beschleunigungen aufgrund der Erdanziehung und der

Zenlripetalbeschleunigung senkrecht zur Gleisebene verbleibt. An Gleiskrümmungsübergängen sind die Überhöhung einerseits und die Kurvenkrümmung andererseits einander angepaßt, um diese Abhängigkeit bezüglich der Vektorsumme beizubehalten. Das bedeutet, daß ein am Fahrzeug angebrachter Beschleunigungsmesser, dessen Empfindlichkeitsachse seitlich (also quer zur Fahrtrichtung) ausgerichtet ist. unter der Annahme, daü keine Rollbewegung des Fahr/.eugaufhaus auftritt, kein Ausgangssignal liefert, wenn das Fahr- S /cup durch eine Kurve, sowie über die Kurvenübergänge fährt, wenn nur die Fahr/eug-l-ahrlgeschwindigkeit der Glcichgewiehlsgeschwindigkeil für die Anlage dieser Kurve entspricht. Die jeweilige Gleichgewichtsgeschwindigkeit ist für einen bestimmten Gleisabschnitt mit hinreichender Genauigkeit bekannt und gewohnlich bleibt diese Gleichgewichtsgeschwindigkeit während der Kurvenfahrt konstant, abgesehen von den seltenen Fällen, daß Geschwindigkeitsbeschränkungen gegeben sind.

Hin weiterer Versuch, die im vorangehenden erläuterten Probleme zu lösen, läßt sich aus der bereits weiter oben zitierten DE-OS 24 07 851 entnehmen. Gemäß dieser Druckschrift ist ins Auge gefaßt worden, die erforderlichen Korrekturfaktoren dadurch zu gewinnen, daß Gyroskope benutzt werden, wobei das Ziel verfolgt wird, eine Änderung hinsichtlich der Richtung der Vorwärtsbewegung des Meßfahrzeugs festzustellen, und /war in Kombination mit der Feststellung der seitlichen Winkelverschiebung bzw. -abweichung des Fahr-/eugkörpcrs, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fahrt.

Indes hat sich herausgestellt, daß diese bekannte Meßvorrichtung in der Praxis nicht zufriedenstellend arbeitet.

Mit Rücksicht auf die im vorangehenden geschilderten Schwierigkeiten, denen man mit den bisher bekannten Meßvorrichtungen nicht beikommen konnte, beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, die gallungsgemäße Vorrichtung zu verbessern und mit dem Ziel auszugestalten, eine wesentlich erhöhte MeB-gcnauigkeit zu gewährleisten, insbesondere dadurch, daß der Einfluß der Krümmung von Gleisbogen auf den resultierenden Korrekturwert kompensierbar ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Meßwertverarbeitungseinrichtung ein Speicher für die wegabhängige Speicherung der vorgegebenen Gleichgewichtsgeschwindigkeit mit wegabhängiger Ausgabe vorgeschaltet ist, und daß die Gleichgewichtsgeschwindigkeit für den jeweiligen augenblicklichen Standort des Fahrzeuges auf dem Gleis der Meßverarbeitungseinrichtung zur Kompensierung der Gleiskrümmung in der Mcüwcrtverarbeitungseinrichtung bei Einstellung des Korrekturwertes zugeführt ist.

liin wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung liegt darin begründet, daß die jeweilige Gleiehgcwichlsgeschwindigkeit für eine bestimmte Gleislage bei der Bestimmung der Gleisausrichtung berücksichtigt wird, wobei also der bekannten Tatsache Rechnung getragen wird, daß ein Eisenbahngleis für eine vorgegebene Gleisabschnitts-Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsbegrenzung ausgelegt ist, und die Glcichgewichtsgeschwindigkeit in jeder Kurve oder Krümmung in Übereinstimmung mit dieser Gleisabschnitls-Gcschwindigkeit steht, d. h. im Falle einer Kurve ist die Schiene in der Kurve unter dem jeweils erforderlichen Winkel überhöht.

Hei der nach vorliegender Erfindung ausgebildeten JMeßvorrichtung wird darüber hinaus auch der besonderen Problematik Rechnung getragen, die sich in Bereichen des Übergangs in eine bzw. aus einer Kuwe hinein bzw hinaus ergibt.

/war kann nicht ausgeschlossen werden, daß aus verschiedenen Gründen die theoretisch vorgegebene CJIeichgcwichlsgeschwindigkeit, die in die Meßwertverarbeitungseinrichtung eingeführt ist, tatsächlich nicht korrekt ist: /.. B. kann aufgrund fehlerhafter Ausführung der Gleiskrümmung und/oder der Gleisüberhöhung nicht genau der vorgesehene Radius und/oder die vorgesehene Überhöhung eingehalten sein, für tiie die Gleichgcwichtsgeschwindigkcit bestimmt wurde. Es hat sich aber bei Versuchsanwendungen atr Erfindung herausgestellt, daß der resultierend.'', in die Messung der Gleisausrichtung eingehende Fehler bei ausreichend großer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges in der Kurve nicht bedeutend ist, selbst dann nicht, wenn die Größe der in die Messung zwecks Korrektur eingeführten Gleichgewichtsgeschwindigkeit ±20% von der wahren Glcichgewichtsgeschwindigkeit abweicht.

liine sehr brauchbare und vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus Patentanspruch 2. Die dort gebrachte Gleichung fur die Ausrichtung bzw. Ausfluchtung des Gleise«·stellt einen bevorzugten Ausdruck dar. Wenn, der erfindungsgemäßen Lehre entsprechend, auf der Basis der Gleichgewichtsgeschwindigkeit bei der Korrekturwerterstellung gearbeitet wird, sind jedoch auch Variationen möglich, die zu anderen Gleichungen führen, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Die Erfindung Wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Im Rahmen eines Ausführungsbeispieles zeigt

IMg. 1 einen Querschnitt durch ein Meßfahrzeug auf einem in einer Kurve überhöhten Gleis in Prinzipdarslcllung zur Definition der verschiedenen durch eine Meßvorrichtung zur Messung der Gleisausrichtung erfaßten Parameter;

IMg. 2 eine der Fig. I entsprechende Darstellung, wobei hierin insbesondere gerätetechnische Einzelheiten der Meßvöffiehtung zu sehen sind; und IMg. 3 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für eine Meßwertverarbeitungseinrichtung.

Aus Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein Eisenbahngleis ersichtlich, das um einen Winkel Φ gegen die Horizontale überhöht ist.

Beim Durchfahren einer Gleiskurve mit derartiger Überhöhung treten d^:R folgenden, in Fig. 1 eingezeichneten Beschleunigungen und weiteren Gleis- undl Fahrzeugparameter auf.

F₁ seitliche Beschleunigung bezüglich der Fahrzeugachsen;

/·', Vcrtikalbcschlcunigung (links) bezüglich der Fahrzeugachsen;

F Vertikalbeschleunigung (rechts) bezüglich der Fahrzeugachsen;

α gegenseitiger Absland von Beschleunigungsmessern zur Messung der Vertikalbeschleunigungen bzw. von Abtastern zur Ermittlung der Lage der äußeren Schienenkanlen, bezogen aiii eine ebene Mittelstellung;
0 Winkel zwischen Fahr/eugcbcnc und der Waagerechten;

i Höhe der linken Seile des Fahrzeuges über der linken Schiene des Gleises;

U. Höhe der rechten Seite des Fahrzeuges über der rechten Schiene des Gleises; Ii durchschnittliche Höhe des Fahrzeuges;

ψ, Winkelauswanderung (links) der Gleisspur bezüglich einer ebenen Mittelstellung; ίο ψ, Winkelauswanderung (rechts) der Gleisspur bezüglich einer ebenen Mittelstellung:

v„, mittlere Glcisausrichtung bezüglich eines Sollwertes;

Φ Gleisüberhöhung gegenüber einer horizontalen Bezugsebene; und

A Φ Überhöhungs-Abweichung von der vorgegebenen Gleisüberhöhung.

,5 Die vom Beschleunigungsmesser für die seitliche Beschleunigung erfaßte Meßgröße setzt sich zusammen aus der seitlichen Beschleunigung F₁ des Fahrzeugkörpers, zuzüglich der Zentripetalbeschleunigung in Kurvenübergängen zuzüglich eines Neigungsfehlers der Größe g · sin 0, wobei g die Grav.lal.onsbeschlcun,-gung ist Die beiden letztgenannten Beschleunigungskomponenten sind für erhebliche und mehl h.nnehmba.c-Fehleroinfliissc ursächlich und müssen eliminiert wurden.

Die Sollbewegung des Fahrzeugkörpers ist durch den Ausdruck:

ff / v- \

J] \' R J

gegeben, worin

V = gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit

R = Radius der Gleiskurve

? = Gravitationsbcschleunigung, und 0 » sin 0 (für kleine Winkel).

In dem Doppelintegral ist von der seitlichen Beschleunigung F₁ der Ausdruck

'r-ΎΪ

abgezogen, um diesen Anteil auszuscheiden, der aus den oben genannten Gründen bereits im Meßwert für /ii.> c.Miijrtv RrsrhliMiniuuni! F enthalten ist. . .. .

"'Die'reTatKe Lage der GleTsmittellinic läßt sich mittels der Parameter φ, und //, und U, und U₁ ausdrucken

U U

— Ul- - Θ) + -τ- ('/, - 01.
2 2

Diese Glieder ergeben zusammen mit dem oben angegebenen Doppelintegral einen Ausdruck lür die Gleisausrichtung:

ι... = j j (f -¹- — - .<■' θ) dt dt + ψ (ψ, - Θ) + -j- (?■·, - Θ). ^<U

Diese Gleichung ist lösbar, wenn die Gleiskrümmung bestimmbar ist; dies ist jedoch dann schwierig, w nn nicht gar in der Praxis unmöglich ausführbar, wenn die Krümmung sich rasch ändert, wie etwa hei Kurven-

Dif Smune kann jedoch mittels des Winkels Φ der Gleisüberhöhung und einer vorgegebenen Gleich- « gewichiseeschwindiekeit V durch die Beziehung V; = g Φ R beschrieben werden. Die Gleichgcw.chtsge-" schwindiekeit V bleibt beim Durchfahren der Gleiskurve einschließlich der Kurvenubergange am Beginn und am Ende der Kurve annähernd konstant. Wenn also für die Ermittlung der Korrekturwerte fur die G e,sausrichtung anstelle des Krümmungsradius R die Gleichgewichtsgeschwindigke.t V_t benutzt wird, dann kann eine praktikable Meßvorrichtung erstellt werden.
Wird in der Gleichung (I) der Krümmungsradius R ersetzt durch ±L dann wird aus — der Ausdruck

-pr S Φ-

Ferner gut aufsrund geometrischer Zusammenhänge:

Damit wird der in Gleichung (I) vorkommende Ausdruck

\ ν,: / a und (ileichung (I) wird zu

JJ I \ V; I a J ι 2

Die	c;	heiler	sich	-« +	U,	- (ψ, - Θ)
Ui ■		angenähe	rt	ausdrucken durch
assen	('/	, + 'Pr) *	2	el
/ 2

und dieser Ausdruck kann, da ^

₍/^; β F₁- F₁ 1

weiterhin modifiziert werden zu: |

so daß sich, unter der Annahme, daß Λ angenähert konstant ist, folgende Beziehung ergibt: f

y,„ If |/\ - Κφ(\ - -ζ-V -(ί/,- ί/,) - -(R₁-F_:r) \didi +4-'

?·,)· 13) I

⁴⁰ I

I Inter der Voraussetzung, daß das Fahrzeug mit der Gleichgewichtsgeschwindigkeit V₁ die Gleiskurve durch- :i

führt, d.h. V- V₁., wird aus der Gleichung (3): ^

ITI « * 1 A A

v,„ = /\ - —(i/, - i/,) - -(F₁ - F_r) dt dt + ^-(ψ, + ψ,). (3a) ;_;ί

JJ I λ a · - J 2 -i> Jl

Die durch Gleichung (3a) angegebene Funktion kann normalerweise ohne weiteres praktisch realisiert g

werden, z. U. mit Hilfe entsprechender Meßwertwandler unter Verwendung bekannter Schaltungsmaßnahmen. ?·|

Um einen flexibleren Einsatz des Meßfahrzeuges zu ermöglichen, insbesondere mit anderen Geschwindig- |

keilen, als mit der Gleichgewichtsgeschwindigkeit V₁. ist es erforderlich, den jeweiligen momentanen Wert 50
des Winkels θ zwischen der Fahrzeugebene und der Horizontalen mittels eines Kreiselsystems zu bestimmen. Aufgrund der Abhängigkeit Φ = Q-(U₁- U_r)lα können in der Gleichung (3) die Ausdrücke

-(U₁-U,) + α Φ (1 - Λρ a V I-'

erset/.l werden durch den zusammengefaßten Ausdruck

' IV V-) j. a j' «)

so daß sich aus (3) ergibt:

f / v¹ \ v² (Ii. - Il) 1 \ I₁

— (m, + ip.). (A)

Uci einer entsprechend funktionierenden Meßwertverarbeitungseinrichtung ergibt sich ein systematischer

-τί: J J Δ Φ ill dl.

Dieser hauptsächlich auftretende Fehler ist, wie sich zeigen läßt, bei Wellenlängen unterhalb von 50 Meiern klein.

Da bei der Messung der Ausrichtung von Eisenbahngleisen ein Ausgangsmeßwert bei Wellenlängen oberhalb 50 Meiern normalerweise nicht benötigt und deshalb üblicherweise zur Eliminierung großer Wellenlängen gell lter' wird, ist das Auftreten dieses Fehlers hinnehmbar.

Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung und einer zugehörigen Mcßwcrtver-H) arbeitungseinrichtung mit einer Schaltungsanordnung zur Bildung eines der Ausrichtung eines Gleises entsprechenden Korrekturwertes sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt, wobei diese Schaltungsanordnung in der Weise ausgelegt ist, daß von der Gleichung (4) Gebrauch gemacht wird.

In Fig. 2 sind insbesondere gerätetechnische Einzelheiten der Meßvorrichtung, wie Meßaufnehmer und Meßwandler zum Erfassen der verschiedenen Gleis- und Fahrzeugparameter und deren Umsetzen in elcklrisehe Signale gezeigt.

Gemäß Fig. 2 sind im Fahrzeugaufbau des Meßfahrzeugs Beschleunigungsmesser 1, 2 und 3 zur Messung der seitlichen Beschleunigung /·' sowie der vertrikalen Beschleunigungen F₁. F., vorgesehen. Ein Kreisels\stern 4 dient /ur Erfassung des Winkels Θ.

Zur Ermittlung der Höhe U, bzw. U, des Meßfahrzeuges über den jeweiligen Schienen des Gleises sind /M-c'i Verlagcrungswundler 5 und 6 vorgesehen, während zur Ermittlung der Lage der äuücrcn Schienenkanlen der linken bzw. rechten Schiene bezüglich einer ebenen Mittelstellung der Schienen, d. h. also der Winkel i/\ und ψ, gemäß Fig. I optische Abtaster 7 bzw. 8 am Fahrzeugaufbau entsprechend angeordnet sind.

Die Beschleunigungsmesser 1, 2 und 3, das Kreiselsystem 4, die Verlagerungswandler 5 und 6, sowie die optischen Abtaster 7 und 8 sind mit ihren jeweiligen Ausgängen an entsprechende Eingänge der Meßwerlvcrarbeitungseinrichtung angeschlossen, deren schaltungsmäßige Details das Blockschallbild gemäß Fig. 3 enthält.

Ferner ist der Meliwertverarbeitungseinrichtung ein Speicher für die wegabhängige Speicherung der vorgegebenen Gleichgewichtsgeschwindigkeit !{.vorgeschaltet. Da die Ausgabe der Gleichgewichtsgeschwindigkeit aus diesem Speicher wegabhängig erfolgt, läßt sich die Gleichgewichtsgeschwindigkcit V₄ für den jeweiligen 3d augenblicklichen Standort des Fahrzeuges auf dem Gleis der Meßwertverarbeitungseinrichtung zur Kompensierung der Gleiskrümmung bei der Erstellung des der Gleisausrichtung entsprechenden Korreklurwcrics zuführen.

Wegen der komplexen Aufhängungs- und Federungsmaßnahmen bei auf Eisenbahngleisen fahrenden Meßfahrzeugen kann es in der Praxis notwendig sein, insbesondere die Messungen der Parameter U₁ und U, in verschiedenen Stufen durchzuführen, wozu beispielsweise Potentiometer und unmittelbar messende Vorrichtungen wie etwa Luftkondensatoren benutzt werden können.

Vorteilhaft anzuwendende optische Abtaster sind in den DE-OS 22 44 274 und 24 07 851 beschrieben. Die Parameter //·, und ι/-, können aber auch durch andere Einrichtungen bestimmt werden, /.. B. durch mechanische Fühler und Sonden von bekannter Art.

4(i Um den Ausdruck VIV₁ zu ermitteln, ist es notwendig, ein der Fahrtgeschwindigkeit V des Meßfahr/.eugcs entsprechendes Signal zu erzeugen. Hierfür kann die herkömmliche Technik zur Geschwindigkeitsmessung benutzt werden, beispielsweise ein an das Achslager gekoppelter Zahnscheiben-Impulsgcbcr, oder eine Doppel-Radar-Geschwindigkeitsmeßeinrichtung. Für die Berücksichtigung der Gleichgewichtsgcschwindigkeit V₁ in der Meßvorrichtung müssen die Gleisdaten gespeichert werden. Hierfür kann /.. B. ein kleiner Rechnerspeicher verwendet werden.

Eine herkömmliche Einrichtung zur Bestimmung des jeweiligen momentanen Standortes des Mcßfahr/euges auf dem Eisenbahngleis steuert dann die wegabhängige Ausspeicherung des jeweils benötigten Wertes der Gleichgewichtsgeschwindigkeit V_r, die der Meßwertverarbeitungseinrichtung zugeführt wird, wobei beispielsweise in herkömmlicher Weise ein Auszählen der von einem Impulsgeber geschwindigkeitsabhängig abgegebenen Impulse erfolgen kann. Der Quotient V¹IV) kann in irgendeiner bekannten Art gebildet werden. Insbesondere bietet sich die Verwendung eines elektronischen Rechners zur Bestimmung dieses Quotienten und zur Berechnung der Ausdrücke

g V²I₀ V; und g θ (\ - -£-

an.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für die Meßwertverarbeitungseinrichtung.
Für die praktische Realisierung ist es unzweckmäßig, eine einfache direkte Integration der z.B. von den Beschleunigungsmessern 1,2 und 3 gelieferten Ausgangssignale direkt vorzunehmen und zwar wegen der

Mi Drift- und Reslsignaleffekte. Um eine hinreichende Stabilität der Schaltungsanordnung zu erhalten, isi es dagegen notwendig, diese in einer solchen Weise zu realisieren, daß nur hochfrequente Eingangssignale aulintegriert werden. Wird ein Integrator (mit der Übertragungsfunktion l/P) mit einem Ilochpaßfilter (Übertragungsfunktion P/{p + W_a)) zusammengeschaltet, ergibt sich ein System mit der Übertragungsfunktion \/{p + W„), wobei in diesen Ausdrücken ρ der Laplace-Operator ist. Auf diese Weise ist eine Schaltung

erzielt, die bei Eingangssignalen mit Kreisfroquenzen oberhalb W_n integriert, aber eine konstante Überiragungsfunktion I/ W₁, bei Kreisfrequenzen unterhalb W_ü aufweist. Die Kreisfrequenz W_n ist bei derartigen Systemen als Grenzfrequenz bekannt. Da im vorliegenden Falle die abhängige Variable eine Strecke ist, ist die Dimension dieser Kreisfrequenz rad/m.

Auch Systeme mit Übertragungsfunktionen höherer Ordnung wie etwa p/(p~ + 2pW„ + Wj) können Anwendung llmlcn, wenn sie nur das Erfordernis erfüllen, daß die Ordnung des Zählers um eins geringer ist, als die Ordnung des höchsten Nenncr-Iicstandteilcs.

F.nlsprechondc Überlragungssyslenie sind leicht /ti realisieren, indem Integratoren mit Rückführungen nach Art der Funktionsgruppen in Analogrechnern beschältet werden.

Besonders zweckmäßig ist es, zum Realisieren der Schaltungsanordnung einen Digital-Analog-Rechner zu verwenden. In einer typischen Ausführungsform weist *:r eine Wortlänge in der Größenordnung von 24 bits auf, die ausreichend ist Tür eine doppelte Integration über einen hinreichend breiten Frequenzbereich.

Die bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 erzielte Gesamt-Übertragungsfunktion weist die folgende Form auf: 1"

///(/) + W_aY (p^: + pW„ + W₁;).

Bei der praktischen Anwendung hat es sich als zwcckrnäßig herausgestellt, die Grenzfrequenz W₁, entsprechend einem Wert von 0,92 Schwingungen je Meter, d.h. bei einer Wellenlänge von 50 Metern ein/ustellen. Die entsprechende Fahrzeuggschwindigkeit liegt dann oberhalb 15 km/h.

Wie in Fig. 3 dargestellt, erfoigi die Verknüpfung der einzelnen Übertragungsstrecken mittels Addieren (Kreise mit +-Zeichen) und Multiplizieren (Quadrate mit x-Zeichen), an die die entsprechend beschalteten Integratoren gemäß den oben abgeleiteten Zusammenhängen angeschaltet sind. Die räumliche Grerufrequen/. kann mit einer solchen Schaltungsanordnung konstant gehalten werden. Die Zusammenstellung entsprechender Übertragungsfunktionen, wie sie in Fig. 3 angegeben sind, gehört zum Stand der Technik bei der Programmierung von Analogrechnern; sie gewährleisten das notwendige Integrieren und Filtern der Ausgangssignalc der Beschleunigungsmesser und der Ablese- bzw. Aulnahmeeinrichtung tür die weiteren (ileis-und lahrzcugparameler, um über die oben dargestellten Zusammenhänge den gesuchten Wert Pur die mittlere Gleisausrichtung_mv,„ bei Winkelfrequenzen zu gewinnen, die oberhalb der durch die Grenzfrequenz Hi, bestimmten Frequenz liegen.

Im übrigen stellt die Übertragungsfunktion fünfter Ordnung

/>V(/> f Mf₁)-' (/;^: + pW, -.- Wtf)

keine Besonderheit dar. Es können auch einfachere Übertragungsfunktionen wie etwa p'l(p + Hf,)·' benutzt werden, die eine geringere Unterdrückung langer Wellenlängen bewirken, oder Übertragungsfunktionen höherer Ordnung, die zu einer stärkeren Unterdrückung führen. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung hat sich aber als ein optimal anwendbarer Kompromiß erwiesen.

/ur Vervollständigung ist in Fig. 3 zusätzlich zur Meßwertverarbeitung zur Ausgangsgröße v.„ auch die Meßwertverarbeitung zu Ausgangsgrößen über das sog. ünkc bzw. rechte vertikale Profil Z₁ h:w. Z, eingetragen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung der Ausrichtung bzw. Ausfluchtung von Gleisen, insbesondere Eisenbahngleisen, mit einem auf einem Fahrzeug befestigten Beschleunigungsmesser, der die seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs mißt und ein der seitlichen Beschleunigung des Fahrzeuges entsprechendes Ausgangssignal abgibt, mit einer Ablese- und Aufnahmeeinrichtung zum Ablesen bzw. zur Aufnahme weiterer Gleis- und Fahrzeugparameter zur Erstellung von Informationen Ober die augenblicklichen Werte dieser Parameter und mit einer an den Beschleunigungsmesser und die Aulnahmeeinrichtung angeschlossenen Meßwertverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Beschleunigungsmessers und der Informationen der Aufnahmeeinrichtung, wobei die Meßwertverarbeitungseinrichtung einen der Ausrichtung des Gleises entsprechenden Korrekturwert abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertverarbeitungseinrichtung ein Speicher für die wegabhängige Speicherung der vorgegebenen Gleichgewichtsgeschwindigkeit (V_c) mit wegabhängiger Ausgabe vorgeschaltet ist und daß die Gleichgewichtsgeschwindigkeit (V_r) für den jeweiligen augenblicklichen Standort des Fahrzeuges auf dem Gleis der Meßwertverarbeitungseinrichtung zur Kompensierung der Gleiskrümmung in der Meßwertverarbeitungseinrichtung bei Erstellung des Korrekturwertes zugeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablese- bzw. Aufnahmeeinrichlung zusätzlich zu dem in Fahrzeugachsenrichtung angeordneten Beschleunigungsmesser (1) zur Messung der seitlichen Beschleunigung (F,) zwei weitere senkrecht zur Ebene der Fahrzeugachsen jeweils etwa oberhalb der Schienen angeordnete Beschleunigungsmesser (2, 3) zur Messung vertikaler Beschleunigungen iF.,-, F-,), ein Kreiselsystem (4) zur Erfassung des Winkels (0) zwischen Fahrzeugebene und der Waagerechten, zwei Verlagerungswandler (5, 6) zur Ermittlung der Höhe W_h U_r) des Fahrzeuges über den jeweiligen Schienen und zwei Einrichtungen (7, 8) zur Ermittlung der Lage (φ,, tp_r) der äußeren Schienenkanten bezogen auf die ebene Mittelstellung an die Eingänge der Mcßwerlverarbcilungscinrichtung angeschlossen sind, um einen Korrekturwert für die Ausrichtung des Gleises