DE2609260A1

DE2609260A1 - Verfahren und vorrichtung zur optischen messung der schienenverschiebung eines schienengleises

Info

Publication number: DE2609260A1
Application number: DE19762609260
Authority: DE
Inventors: Yoshio Ando; Satoru Kishimoto; Yasushi Shirota; Kunio Takeshita
Original assignee: Japan National Railways
Current assignee: Japan National Railways
Priority date: 1975-03-05
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1976-09-23
Also published as: FR2303268B1; JPS51101561A; FR2303268A1; DE2609260C2; CH612461A5; ATA164376A; US4181430A; AT344773B; JPS544866B2

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Ass.nann - Dr. *Z. Koer<ig<äbarger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 2, PA Dr. Zumstein et a., S München 2, Bräuhausstraße 4 BRÄUHAUSSTRASSE Λ

TELEFON: SAMMEUNR. 22 53 41 TELEGRAMME: ZUMPAT TELEX 529979

3/Li 26019/1975

Japanese National Railways, Tokyo / Japan

Verfahren und Vorrichtung zur optischen Messung der Schienenverschiebung eines Schienengleises

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Messung der Schienenverschiebung eines Schienengleises.

Ein herkömmlicher Spurwagen, der zum Messen der Schienenverschiebung verwandt wird, um Abweichungen der Spurweite oder Fehlausrichtungen der Schienen zu messen, weist mehrere Sätze von Spurmeßrädern auf, die gegen die Seiten der Schienen mit Hilfe einer Federeinrichtung gedrückt werden können. Die Schienenverschiebung, die Abweichung der Spurweite oder die Fehlausrichtung der Schienen wird dadurch bestimmt, daß die seitliche Versetzung der Meßräder des Spurwagens während seiner Bewegung in Längsrichtung der Schienen gemessen wird. Wenn die Laufgeschwindigkeit eines derartigen herkömmlichen Spurwagens jedoch 160 km/h oder mehr beträgt, können die Meßräder den Schienen nicht mehr richtig

609839/0324

³OSrTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139-809. BLZ 7O010O80 · BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER KTO.-NR. 397 997, BLZ 70O3OS0O

2 6 Π 9 2 B Π

folgen, was eine geringere Meßgenauigkeit zur Folge hat. Darüberhinaus ist der Aufbau dieser Vorrichtung sehr aufwendig, ihr Gewicht sehr groß und sind viel Zeit und Arbeit erforderlich, um die Vorrichtung zu warten und zu überwachen. Da darüberhinaus die Meßräder und die Zubehörteile außerhalb des Hauptkörpers oder des Rahmens des Fahrzeuges, beispielsweise unter dem Fahrzeugrahmen, installiert werden müssen, ist die Sicherheit des Spurwagens während seiner Bev/egung längs der Schienen nicht garantiert.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, die Nachteile des herkömmlichen Verfahrens und der herkömmlichen Vorrichtung zur Schienengleisüberwachung dadurch zu beseitigen, daß eine auf einem optischen Prinzip basierende kontaktfreie Messung statt der herkömmlichen Messung mit körperlichem Kontakt verwandt wird, bei der die seitliche Versetzung der Schienen als seitliche Versetzung der Meßräder gemessen wird, die gegen die Innenseiten der Schienen gedrückt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine genaue und schnelle Messung der Schienenverschiebung, der Abweichung der Spurweite und einer Fehlausrichtung mit Hilfe eines Spurwagens erfolgen.

Das wird dadurch erreicht, bei der erfindungsgemäßei Vorrichtung und beim erf indungsgemäßei Verfahren zur optischen Spurmessung mit einem Lichtprojektor mit einer Schlitzplatte, ein Reflexionsspiegel zur Lichtprojektion, einem Reflexionsspiegel zum Lichtempfang und ein. Lichtempfänger mit einer Schlitzplatte in bestimmten Abständen in Längsrichtung der Schienen an der Unterseite des Körpers des Spurwagens vorgesehen sind. Der Lichtprojektor, der Reflexionsspiegel zur Lichtprojektion, der Reflexionsspiegel zum Lichtempfang und der Lichtempfänger sind derart angeordnet, daß das von der Lichtquelle im Lichtprojektor ausgesandte Licht durch den Schlitz fällt und vom Reflexionsspiegel zur Lichtprojektion reflektiert an wenigstens einer der

K 0 9 8 3 9 / f) 3 2 4

2 6 η 9 ? B η

Schient auf eine Meßachse trifft, die Meßpunkte auf den gegenüberliegenden Schienen, die das Gleis bilden, verbindet, so daß sich ein heller Fleck oder ein Lichtband am Meßpunkt auf der Schiene ergibt. Der Lichtempfänger empfängt über den Reflexionsspiegel zum Lichtempfang und den. Schlitz im Lichtempfänger Licht von der Schiene nur von der Meßachse. Während des Laufes des Spurwagens längs des Gleises wird im Lichtempfänger die Abweichung der Meßpunkte ermittelt, die durch eine Bewegung des hellen Fleckes oder des Lichtbandes infolge einer Abweichung der Lage der Schiene angezeigt wird. Durch einen Vergleich der Abweichung mit der Lage von Vergleichsmeßpunkten bei einer richtigen Lage der Schieren "kämen die Schienenverschiebung, die Änderung der Spurweite und die Fehlausrichtung gemessen werden.

Vorzugsweise sind der Lichtprojektor, der Reflexionsspiegel zur Lichtprojektion, der Reflexionsspiegel zum Lichtempfang und der Lichtempfänger auf einem Meßtisch befestigt. Die Oberseite des Meßtisches . steht über eine Gelenkverbindung mit einer Einrichtung zum Messen der Verschiebung an der Unterseite des Spurwagens in Verbindung. Beide Seiten des Lichtmeßtisches sind mit einer Überwachungseinrichtung aus einem schwingungsfreien Gummi versehen, durch die der 'Tisch in einem Meßrahmen angebracht ist, der über einen Stift mit den Innenseiten zweier Ausgleichsarme verbunden ist, die zwischen den Achslagern der Vorder- und Hinterräder auf der rechten und linken Seite in Laufrichtung des Spurwagens befestigt sind.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1a und 1b zeigen schematische Vorderansichten eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur optischen Messung der Schienenverschiebung.

Fig. 2a zeigt ein schematisches Schrägbild zur Erläuterung des Arbeitsprinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens.

609839/0324

Fig. 2b zeigt eine schematische Draufsicht zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung auf der Grundlage des in Fig. 2a dargestellten Prinzips.

Fig. 3a zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 3b zeigt eine Schnitt ansicht längs der Linie 3b-3b in Fig. 3a.

Fig. 4a zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen der in den Fig. 3a und 3b dargestellten und an den Achslagern befestigten Ausgleichsarme.

Fig. 4b zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 4b-4b in Fig. 3a.

Fig. 4c zeigt die perspektivische Ansicht der Meßeinrichtung zum Bestimmen der seitlichen Verschiebung des Meßtisches relativ zum Wagenkörper.

Fig. 4d zeigt eine Draufsicht auf einen Schnitt des in Fig. 4c dargestellten Winkelmessers.

Fig. 5a zeigt in einer schematischen Vorderansicht ein Ausführungsbeispiel der im Lichtempfänger vorgesehenen Einrichtung zur Bestimmung der seitlichen Schienenverschiebung.

Fig. 5b zeigt eine Seitenansicht des Schlitzes der in Fig. 5a dargestellten Einrichtung.

Fig. 6 zeigt das Schaltbild einer Schaltung zur Messung der Abweichung der Spurweite.

Fig. 7a zeigt eine Draufsicht zur Erläuterung der Messung der Fehlausrichtung mit Hilfe des sogenannten "mid-chord-Systems".

Fig. 7b zeigt das schematische Schaltbild einer Schaltung zur Messung der Fehlausrichtung mit Hilfe des sogenannten "midchord-Systems".

Zur kontaktfreien Messung der Schienenverschiebung stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung. Diese Messung kann beispielsweise mit Hilfe von Funkwellen, Schallwellen oder über Änderungen einer elektrischen Kapazität oder Induktivität erfolgen. Radaroder Sonarmessungen, bei denen Funkwellen oder Schallwellen verwandt werden, sind zur Messung relativ großer Streckenunter-

609 83 9/0324

_ 5 —

schiede, jedoch nicht zur Messung geringer Streckenunterschiede, beispielsweise von Änderungen in der Spurweite, geeignet. Für diese Messungen wurden bereits Änderungen einer elektrischen Kapazität oder Induktivität ausgenutzt. Wenn beispielsweise die Abweichung der Spurweite gemessen werden soll, werden gewöhnlich bestimmte Stellen an den Innenseiten der gegenüberliegenden Schienen, die das Gleis bilden, beispielsweise Stellen 14 mm unter der Schienenlauffläche, als Meßpunk-ce gewählt und wird eine Änderung des Abstandes zwischen diesen Punkten mit einer Standard Spurweite verglichen, um die Abweichung zu messen. Zu diesem Zweck muß sich ein Sensor auf der die Meßpunkte auf den gegenüberliegenden Schienen verbindenden Meßachse befinden. Das bedeutet, daß der Sensor außerhalb des Hauptkörpers oder Rahmens des Spurwagens angeordnet sein muß. Somit ist die Sicherheit des mit einem derartigen Sensor ausgerüsteten Spurwagens während seines Laufes längs des Gleises nicht ausreichend.

Um die Schienenverschiebung kontaktfrei mit einem optischen Verfahren zu messen, ist es denkbar, Lichtprojektoren 2 und 4 in der in Fig. 1a dargestellten Weise auf einer imaginären Meßachse 20 anzuordnen, die die Meßpunkte 6 auf den gegenüberliegenden Schienen 1 und 1^! verbindet, die das Gleis bilden. Das von den Lichtprojektoren 2 und 4 längs der Meßacbse 20 auf die Meßpunkte 6 ausgesandte Licht kann von lichtempfangenden Elementen 312 und 512 durch Linsen 311 und 511 von Lichtempfängern 3 und 5 empfangen werden, die im Wagen oberhalb der Projektoren angeordnet sind. Die Schienenverschiebung kann als S'törung des auf den lichtempfangenden Elementen erscheinenden Bildes gemessen werden. Bei einem derartigen Verfahren wird das Ldcht von den sich auf der Meßachse befindenden Lichtprojektoren. 2 und 4 unabhängig von der seitlichen Versetzung der Schienen längs der Meßachse 20 nur auf die Meßpunkte 6 auf den Schienen projiziert. Diesbezüglich liefert dieses Verfahren eine genaue Messung der Verschiebung der Schienen. Es ist jedoch nicht frei von demselben Nachteil, den die Verfahren aufweisen, die Änderungen einer elektrischen

60 983Ü/D324

2 6 Π 9 2 B Π

Kapazität oder Induktivität aufweisen, nämlich, daß sich die Lichtprojektoren 2 und 4, die auf der Meßachse 20 liegen müssen, unvermeidlich außerhalb des Fahrzeugkörpers und Fahrzeugrahmens befinden.

Um das zu verhindern ist es denkbar, die Lichtprojektoren 2 und 4 in der in Fig. 1b dargestellten Yieise im Fahrzeug anzuordnen und das Licht schräg von den Lichtprojektoren 2 und 4 über Reflexionsspiegel 7 und 8 auf die Meßpunkte 6 zu projizieren. Das reflektierte Licht kann dann über Reflexionsspiegel von nicht dargestellten Lichtempfängern innerhalb des Fahrzeugs empfangen werden. Da bei einer derartigen Anordnung sich die Projektoren 2 und 4 und die Lichtempfänger innerhalb des Fahrzeuges befinden, ergibt sich nicht der bei der Anordnung gemäß Fig. 1a auftretende Nachteil bezüglich der Laufsicherheit des Fahrzeuges.

Da sich die Lichtprojektoren 2 und 4 jedoch außerhalb der Meßachse befinden, kann zwar das Licht -von den Projektoren 2 und 4 bei fehlender Schienenverschiebung auf die Meßpunkte 6 treffen, bei einer seitlichen Verschiebung der Schienen jedoch wird das Licht von den Projektoren 2 und 4 nicht immer auf die Meßpunkte 6 treffen. Es ist viel wahrscheinlicher, daß das Licht die Schienen an Punkten neben den Meßpunkten 6 trifft, was die Messung der Schienenverschiebung ungenau oder möglicherweise sogar unmöglich macht.

Erfindungsgemäß können die oben erwähnten Nachteile, die den kontaktfreien optischen Meßverfahren der Schienenverschiebung anhaften, leicht überwunden werden.

Das Arbeitsprinzip der Erfindung wird im folgenden anhand von Fig. 2a beschrieben.

Ein Lichtprojektor 9 wandelt das Licht von einer Lampe 16 über eine Kondenserlinse 15, eine Schlitzplatte 14 und eine Linse 13

ΰ09839/032ϋ

um. Dieses Licht wird von einem Reflektor 10 auf die Meßachse 20 reflektiert, die die Meßpunkte 6 "beispielsweise 14 mm unterhalt) der Schienenlauffläche auf den gegenüberliegenden Schienen verbindet. Die Länge des Schlitzes in der Platte 14 ist derart gewählt, daß das Licht nicht nur auf einen Punkt auf der Schiene 1 fällt. Ein Lichtempfänger 12, der aus einem lichtempfangenden Element' 19, einer Schlitzplatte 18 und einer Linse 17 besteht, empfängt nur das von einem Reflektor 11, der auf die Meßachse gerichtet ist, reflektierte, konvergierte Licht.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung des Lichtprojektors 9 und des Lichtempfängers 12 eine schmale Platte zum Reflektieren des Lichtes in einer Linie mit der Meßachse 20 angeordnet wird, können die relativen Lagen des Lichtprojektors 9 und des Lichtempfängers 11,die Lichtquelle 16 und die Breite des Schlitzes in der Schlitzplatte 14 im LichtproRektor 9, die Neigung der Schlitzplatte 14 und die relativen Lagen des Iichtempfangenden Elementes 19, der Linse 17 und des Reflektionsspiegels 11 im Lichtempfänger 12 so eingestellt werden, daß das Licht vom Lichtprojektor 9 nur auf der schmalen Platte konvergiert und das auf der schmalen Platte konvergierte Licht reflektiert und vom Lichtempfänger 12 empfangen wird. Wenn die schmale Platte fortgenommen wird, konvergiert das vom Lichtprojektor 9 projizierte Licht nur auf der Meßachse 20, so daß der Lichtempfänger 12 nur Licht von der Meßachse empfangen kann.

Da diese Meßachse 20 tatsächlich eine imaginäre Linie ist, wird in Wirklichkeit das auf eine Seite 101 der Schiene 1 in Fig. 2a projizierte Licht beim Fehlen eines das Licht an der Meßachse abschirmenden Objektes über die Meßachse 20 hinaus bei 21 auf die Seitenfläche der Schiene fallen. Wenn sich andererseits die Schienenlauffläche beispielsweise 14 mm oberhalb des Meßpunktes befindet und der Meßpunkt 6 direkt unterhalb der Schienenlauffläche nicht zur Beleuchtung freiliegt, trifft das vom Lichtpro·?· jektor in Richtung auf die Schienenlauffläche projizierte Licht

6098 3 9/0324

vor einer Konvergenz auf der Meßachse auf,die Schienenlauffläche. Es tritt somit die Erscheinung auf, daß das Licht vom Lichtprojektor in der in Fig. 2a bei 21 dargestellten Weise auf die Schienenlauffläche vor einer Konvergenz auf der Meßachse 20 und nach einer Konvergenz auf der Meßachse 20 auf die Schienenseitenfläche fällt. Das hat zur Folge, daß sich ein heller Lichtfleck oder ein schmales, helles Lichtband am Meßpunkt 6 auf der Schiene ergibt.

In der gleichen Weise fällt das Licht, das die Meßachse 20 passiert hat, auch auf den Schotter neben den Schienen. Erfindungsgemäß konvergiert zwar das Licht vom Lichtprojektor 9 auf der Meßachse 20, es fällt jedoch auch auf andere Stellen als die Meßachse. Wichtig ist jedoch, daß erfindungsgemäß das Licht vom Lichtprojektor 9 immer in einer Linie mit der Meßachse konvergiert. Unter der genannten Meßachse ist eine Linie zu verstehen, die die Meßpunkte auf den das Gleis bildenden Schienen verbindet. Tatsächlich ist es ein Flächenbereich längs der gedachten Meßachse mit einer bestimmten Breite, d.h. mit einer bestimmten Ausdehnung in Längsrichtung der Schienen. Selbst wenn daher die Schiene seitlich versetzt ist, fallen die Meßpunkte 6 auf " den Schienen 1 unverändert in den Flächenbereich der Meßachse, d.h. in den Bereich der Linie, längs dem das Licht vom Projektor 9 konvergiert. Mit anderen Worten befinden sich die Meßpunkte 6 immer irgendwo dort auf der Meßachse, wo das Licht vom Lichtprojektor konvergiert.

Wie bereits erwähnt, ist der Lichtempfänger 12 derart angeordnet, daß er nur dasjenige Licht vom Lichtprojektor 9 empfangen kann, das zu einem hellen Fleck oder zu einem hellen Band am auf der Meßachse 20 liegenden Punkt 6 auf der Schiene geformt ist. Der Lichtempfänger 12 empfängt daher nicht das Licht, das auf die Schienenlauffläche fällt, ohne die Meßachse 20 zu erreichen, oder dasjenige Licht, das die Meßachse 20 passiert und auf die Schienenseite des Schotters fällt, da dieses Licht

609839/032 4

26Π92Β0

nicht an der Meßachse 20 reflektiert wird. Der Lichtempfänger 12 empfängt daher nur dasjenige Licht, das von den Meßpunkten reflektiert wird, die sich immer irgendwo auf der Meßachse 20 befinden.

Damit der Lichtempfänger 12 nur von den Punkten auf der Meßachse 20 reflektiertes Licht empfangen kann, muß die Bedingung erfüllt sein, daß die Lichtempfangsebene des Lichtempfängers 12 und die Lichtprojektionsebene des Lichtprojektors 9 nicht in einer Linie liegen. Sonst würde der Lichtempfänger 12 nicht nur das an der Meßachse reflektierte Licht, sondern auch dasjenige Licht empfangen, das die Meßachse passiert und hinter der Meßachse rückreflektiert v/ird. Daher müssen der Lichtempfänger 12 und der Lichtprojektor 9 nacheinander bezüglich der Meßpunkte in Längsrichtung der Schienen derart angeordnet werden, daß der Lichtempfänger 12 nur dasjenige Licht vom Lichtprojektor 9 empfängt, das auf die Meßachse projiziert wird.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung keine vertikale Verschiebung des Lichtempfängers 12 und des Lichtprojektors 9 während des Laufes des Spurwagens auftritt, ist es möglich, durch dieses kontaktfreie Verfahren immer und genau die seitliche Verschiebung der Schienen zu bestimmen. Dabei erfassen der Lichtempfänger 12 und der Lichtprojektor 9 die seitliche Bewegung des hellen Fleckes oder Bandes am Meßpunkt 6 längs der Achse 20.

Bei der in Fig. 2a dargestellten Anordnung ist eine genaue Messung der Schienenverschiebung möglich, da sowohl der Lichtprojektor 9 als auch der Lichtempfänger 12 innerhalb des Fahrzeugkörpers oder Rahmens angeordnet werden können und die seitlichen Verschiebungen der Schienen in Verschiebungen der Meßpunkte auf der Meßachse ausgedrückt werden können.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung, das auf dem oben beschriebenen Grundgedanken basiert, ist in den Fig. 3a

0 0 9839/0324

bis 7t» dargestellt.

Der Körper V des Spurwagens wird durch Federn S auf dem Wagen T gehalten, der seinerseits durch weitere Federn S auf Achslagergehäusen 28 bis 31 gehalten ist.

In den Fig. 3a und 3b ist ein Ausgleichs arm 32 vorgesehen, dessen jeweilige Enden an den Achslagergehäusen 28 und 30 der Räder 22 und 24 auf einer Seite des Viagens in Laufrichtung des Spurwagens V befestigt sind, während ein Ausgleichsarm 33 mit seinen jeweiligen Enden an den Achslagergehäusen 29 und 31 der Räder 23 und 25 auf der anderen Seite des Wagens befestigt ist.

Eine spezielle Art der Befestigung der Enden der Ausgleichsarme

32 und 33 an den Achslagergehäusen ist in Fig. 4a dargestellt. Ein Metallteil 131 ist am Boden des Lagergehäuses 31 angebracht. Die Außenseite des Metallteils 131 und die Innenseite eines Endes des Ausgleichsarms 33 sind mit Hilfe einer Verbindungsstange 132 aneinander befestigt, die durch diese Teile hindurchläuft, während das andere Ende des Ausgleichsarms 33 in ähnlicher Weise am Boden des Achslagergehäuses 29 befestigt ist. Der Ausgleichsarm 33 wird somit über seine gesamte Länge parallel zur Lauffläche der Schiene 1' und in einem konstanten Abstand in vertikaler Richtung zur Lauffläche der Schiene 1' gehalten.

In ähnlicher Weise ist ein Ausgleichsarm 32 zwischen den Achslagergehäusen 28 und 30 und mit dem gleichen konstanten Abstand in vertikaler Richtung zur Lauffläche ^wie ihn. der Ausgleichsarm

33 aufweist, angebracht.

Zwischen den Ausgleichsarmen 32 und 33 ist ein Meßrahmen 34 drehbar an Stiften 38 an der Innenseite der Arme 32 und 33 angebracht, der aus einem rechteckigen Rahmen besteht, wie es in der Draufsicht dargestellt ist. Im Innern des innen hohlen,

609839/0 324

rechteckigen Meßrahmens 34 befindet sich ein rechteckiger Meßtisch 35, der- dem Umriß des hohlen, rechteckigen Meßrahmens folgt. Ein bestimmter Zwischenraum wird zwischen den Innenseiten der Rahmenteile des Meßrahmens 34 und den gegenüberliegenden Außenwänden des Meßtisches 35 beibehalten. Wie es in Fig. 4b dargestellt ist, liegt die Oberseite des Meßrahmens 34 etwas unterhalb der Oberseite des Meßtisches 35. An bestimmten Stellen am Rand der Oberseite des Meßtisches 35 sind Verbindungsplatten 371 angebracht, die sich vom Rand nach außen erstrecken. Die Unterseiten der nach außen vorstehenden Teile der Verbindungsplatten 371 und die gegenüberliegende Oberseite des Meßrahmens 34 stehen über einen Schwingungsabsorber 37 aus einem schwingungsfreien Gummi in Verbindung. Bei einer derartigen Anordnung bewegen sich der Meßtisch 35 und der Meßrahmen 34 mit den Rädern und Achsen 26 und 37 nur seitlich und nicht vertikal, so daß das Licht vom Lichtprojektor 9 immer auf der Achse 20 konvergiert.

Wie es in den Fig. 3a, 3b und 4c dargestellt ist, ist an einer bestimmten Stelle auf der Oberseite des Meßtisches 35 neben seiner mittleren Achse in Längsrichtung der Schienen 1 und 1' ein Verbindungsteil 40 angebracht. An einer bestimmten Stelle auf der in Laufrichtung mittleren Achse des Bodens des Wagenkörpers V ist ein Detektor 43 zwischen Halteelementen 44 und vorgesehen, der von einem Verbindungsteil 430 gehalten wird und die seitliche Verschiebung des Meßtisches 35 relativ zur mittleren Achse des Wagenkörpers in Laufrichtung während des Laufes des Wagens bestimmt. Das V_erbindungsteil 40 und der Detektor sind über ein Gelenkteil 42 gekoppelt.

Um die seitliche Verschiebung des Meßtisches relativ zur mittleren Achse des Wagenkörpers V während des Laufes des Spurwagens zu bestimmen, kann ein Detektor bekannter Bauart verwandt werden. Ein bekannter Detektor, der zu diesem Zweck verwandt werden kann, wird im folgenden kurz anhand von Fig. 4d beschrieben. In Fig. 4d ist ein bewegliches Teil 431 in Form eines massiven,

R 0 9 8 3 9 / Γ) 3 2 k

26G9260

zylindrischen Körpers in einem ortsfesten, hohlzylindrischen Körper 432 vorgesehen. Das "bewegliche Teil 431 weist am oberen Abschnitt zwei diametral einander gegenüberliegende Pole 433 und

434 auf, die mit einer Wechselstromquelle verbunden sind. An der Innenseite des ortsfesten Körpers 432 befinden sich in gleichen Abständen entlang des Umfanges Pole 435 bis 437. Bei einer Drehung des beweglichen Teiles 431 bewegen sich die Pole 433 und 434 relativ zu den Polen 435 bis 437 am ortsfesten Körper 432 mit einem bestimmten Zwischenraum zwischen einander gegenüberliegenden Polen. Der untere Abschnitt des beweglichen Teiles 431 ragt vom Boden des Detektors 43 vor, so daß dann, wenn sich das bewegliche Teil 431 von der Soll-Stellung um einen bestimmten Winkel, beispielsweise in die durch den Pfeil a oder b dargestellte Richtung dreht, sich in bekannter Weise die Ausgangsspannungen der Pole 435,436 und 437 am ortsfesten Körper sinusförmig ändern. Wenn somit die relativen Abmessungen zwischen den Polen 433 und 434 am beweglichen Teil 431 und den Polen

435 bis 437 am ortsfesten Teil 432 sowie die Zwischenräume zwischen den Polen 433 und 434 und den Polen 435 und 437 geeignet gewählt sind, können die Drehrichtung und der Drehwinkel in diese Richtung des beweglichen Teiles 431 dadurch bestimmt werden, daß die Ausgangsspannungen der Pole 435 bis 437 mit Hilfe geeigneter bekannter Meßeinrichtungen gemessen werden.

Wenn sich in Fig. 4c der Meßtisch 35 relativ zum Wagenkörper V seitlich bewegt, wird das Verbindungsteil 40 auch seitlich verschoben und bewegt sich gleichzeitig das Teil 421 des Verbindungsgelenkes 42 in die Richtung der Pfeile c-d.

Da ein Ende des Teiles 422 des Verbindungs ge lenke s 42 am unteren Ende des beweglichen Teiles 431 im Detektor 43 befestigt ist, während sein anderes Ende drehbar m±-b dem Ende des Teiles 421 in Verbindung steht, bewirkt eine Verschiebung des Teiles 421 in die Richtung c-d eine Verschwenkung des Teils 422 in Richtung der Pfeile e-f um das untere Ende des beweglichen Tei-

609839/0324

26(19260

les 431 als Drehmittelpunkt, so daß sich das bewegliche Teil 431 dreht.

Wenn daher die relative Lage der Teile 421 und 422 des Verbindungsgelenkes 42 und des beweglichen Teiles 431 geeignet gewählt sind, kann durch eine Messung der Ausgangsspannung der Pole 435 bis 437 des ortsfesten Körpers 432 die seitliche Verschiebung des Meßtisches 35 relativ zum Wagenkörper V bestimmt werden.

Wie bereits erwähnt, ist erfindungsgemäß der Rahmen 34 schwenkbar mit Hilfe von Stiften 38 zwischen die Innenseiten der Ausgleichsarme 32 und 33 eingesetzt, sind die Enden der Arme jeweils an den Achslagergehäusen 28 und 30 und 29 und 31 befestigt, während der Meßtisch 35, der über das Verbindungsgelenk 42 mit dem Körper V verbunden ist, in einem Stück über die Schv/ingungsabsorber 37 mit dem Meßrahmen 34 verbunden ist. Wenn bei dieser Anordnung der Wägen auf den Schienen läuft, kann der Meßtisch 35 bezüglich der Schienen 1 und 1' und relativ zum Wagenaufbau T und zum Wagenkörper V seitlich, jedoch nicht in vertikaler Richtung verschoben werden.

Wie es in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist, befinden sich an der Unterseite des Meßtisches 35 längs der linken Schiene 1 ein Lichtprojektor 9 und ein Lichtempfänger 12 in Richtung der linken Schiene im Abstand voneinander. Wie es in Fig. 2a dargestellt ist, besteht der Lichtprojektor 9 aus der Lichtquelle 16, der Kondenserlinse 15, der Schlitzplatte 14 und der Linse 13, während der Lichtempfänger 12 aus dem lichtempfangenden Element 19, der Schlitzplatte 18 und der Linse 17 besteht. Ein lichtempfangender Reflexionsspiegel 11 befindet sich am Boden des Meßtisches 35 in einer Linie mit dem Lichtempfänger 12 an einer Stelle auf der Innenseite der linken Schiene, während ein lichtübertragender Reflexionsspiegel 10 am Boden des Meßtisches 35 in einer Linie mit dem Lichtprojektor 9 an einer Stelle auf

609839/032A

2 6 η 9 2 6 O

der Innenseite der linken Schiene vorgesehen ist. Die relative Lage der Elemente des Lichtprojektors 9 zum lichtübertragenden Reflexionsspiegel 10 ist derart gewählt, daß der Lichtstrahl von der Lichtquelle 16 mit einer Breite und einer Länge, die den Abmessungen des Schlitzes 14 entsprechen, nach Passieren des Schlitzes 14 und der Linse 13, die das Licht auf der Meßachse 20 konvergiert, die die Meßpunkte 6 beispielsweise 14 mm unterhalb der Schienenlauffläche auf den gegenüberliegenden Schienen 1 und 1¹ verbindet, vom Spiegel 10 reflektiert wird. Da sich der Lichtprojektor 9 am Boden des Meßtisches 35 längs der linken Schiene befindet, und der Reflexionsspiegel 10 auf der Innenseite der linken Schiene angeordnet ist, konvergiert das Licht vom Lichtprojektor 9 auf der Meßachse 20 mit einer bestimmten Breite, die der Breite des Schlitzes 14 entspricht, so daß sich ein heller Fleck oder ein helles Band am Meßpunkt auf der linken Schiene ergibt. Der lichtempfangende Reflexionsspiegel 11, der zum Lichtempfänger 12 ausgerichtet ist, empfängt nur das Licht, das auf der Meßachse konvergiert und das dort, wo es auf der Meßachse auf die Schiene 1 trifft, im Vergleich zu dem Licht, das an anderen Stellen auf die Schiene trifft oder auf das Gleisbett auftrifft, sehr hell ist. Das vom Reflexionsspiegel 11 empfangene Licht wird durch die Linse 17 fokussiert und über den Schlitz 18 vom lichtempfangenden Element 19 empfangen.

Die Breite des Schlitzes 14 ist für die Breite des schließlich auf der Meßachse 20 von der Lichtquelle 16 des Lichtprojektors konvergierenden Lichtstrahles geeignet gewählt. In Abhängigkeit von den speziellen Erfordernissen ist die Breite des Lichtstrahles derart gewählt, daß der auf der Meßachse 20 konvergierende Lichtstrahl so schmal und intensiv wie möglich ist. Wenn das Licht auf der Meßachse 20 streut, geht nicht nur die Schärfe des Lichtfleckes verloren, sondern erscheint die Meßachse selbst auch breiter als erforderlich, was eine ungenaue Messung zur Folge hat. Um die Lage des Meßpunktes 6 genau zu bestimmen,

G09 0 3 0/032A

hat der Schlitz 18 im Lichtempfänger 12 dieselbe Breite wie der Schlitz im Lichtprojektor.

Am Boden des Meßtisches 35 längs der rechten Schiene 1' und in Richtung der Länge dieser Schiene im Abstand voneinander sind ein Lichtprojektor 9^f und ein Lichtempfänger 12' vorgesehen, die den gleichen Aufbau wie der Lichtprojektor 9 und der Lichtempfänger 12 aufweisen. Ein lichtübertr-agender Reflexionsspiegel 10', der dem Reflexionsspiegel 10 gleicht, ist zum Lichtprojektor 9' ausgerichtet, und ein lichtempfangender Reflexionsspiegel 11', der dem Reflexionsspiegel 11 gleicht, ist zum Lichtempfänger 12 ausgerichtet. Die relative Lage dieser Elemente ist die gleiche, wie die des Lichtprojektors 9 und des Lichtempfängers 10 in Längsrichtung der linken Schiene 1. Das Licht vom Lichtprojektor 9¹ wird über den Schlitz, die Kondenserlinse und den Reflektor 10» auf der Meßachse am Bezugspunkt auf der rechten Schiene konvergiert. Der Reflexionsspiegel 11', der zum Lichtempfänger 12· ausgerichtet ist, empfängt nur das am besagten Bereich am Vergleichspunkt auf der Meßachse konvergierte Licht. Dieses Licht wird vom lichtempfangenden Element 19 des Lichtempfängers 12' über die Linse und den Schlitz empfangen.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die relative Lage des Lichtprojektors und des Lichtempfängers in Längsrichtung der Schiene für die rechte Schiene im Vergleich zur linken Schiene umgekehrt. Eine derartige Anordnung ist jedoch nicht immer notwendig, und das Ziel der Erfindung kann auch dann erreicht werden, wenn sich der Lichtprojektor und der Lichtempfänger sowohl entlang der linken Seite als auch entlang der rechten Seite des Spurwagens in entsprechender Lage befinden.

Wenn bei einer derartigen Anordnung der Spurwagen V in Betrieb gesetzt und .von den Lichtquellen der Lichtprojektoren 9 und 9^! Licht ausgesandt wird, wird dieses Licht von den Reflexionsspiegeln 10 und 10¹ an den Abschnitten der Meßachse konvergiert,

(SQ983Ü/Q324

an denen sie die linke und die rechte Schiene schneidet. Da die Lichtprojektoren 9 und 9', die Lichtempfänger 12 und 12' und die Reflexionsspiegel 10 und 10¹ sowie 11 und 11^! am Boden des Meßtisches 35 zu jedem Zeitpunkt der Bewegung des Spurwagens längs des Gleises symmetrisch bezüglich der Längsachse der Schiene angebracht sind, bilden der Bereich der Meßachse, auf dem das Licht vom Lichtprojektor 9 auf der linken Schiene konvergiert, und der Bereich der Meßachse, auf dem das Licht auf der rechten Schiene konvergiert, diejenigen Punkte der Meßachse, an denen die Meßachse die gegenüberliegenden Schienen, die das Gleis bilden, jeweils schneidet. Wie es anhand von Fig. 2a bereits beschrieben wurde, empfangen die Lichtempfänger 12 und 12' jeweils nur das Licht von dem hellen Fleck oder dem hellen Lichtband am Meßpunkt auf der zugehörigen Schiene, so daß jede Verschiebung der Meßpunkte infolge einer seitlichen Versetzung der Schiene längs der Meßachse auftreten muß. Durch die Bestimmung der Verschiebung der Meßpunkte in den Lichtempfängern und durch einen Vergleich dieser Verschiebung mit der Lage der Meßpunkte bei einer richtigen Anordnung der Schienen kann die Schienenverschiebung gemessen werden. Daraus läßt sich eine Abweichung der Spurweite und eine Fehlausrichtung bestimmen.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen der Verschiebung der Meßpunkte auf den Schienen, der Abweichung der Spurweite und einer Fehlausrichtung wird im folgenden anhand der Fig. 5 bis 7b beschrieben.

Fig. 5a zeigt den Fall, in dem das Licht vom Lichtprojektor 9' am Meßpunkt 6 der rechten Schiene 1' konvergiert und dieses auf dem Meßpunkt 6 konvergierte Licht zum Reflexionsspiegel 11' und von diesem zum Lichtempfänger 12' reflektiert wird. Es wird angenommen, daß die rechte Schiene 1' mit dem Meßpunkt 6 in der Darstellung in ausgezogenen Linien von der normalen

B09 839/0324

26U9260

richtigen Schienenlage, die durch unterbrochene Linien IS dargestellt ist, um die Strecke P in Fig. 5a nach links verschoben ist. Wenn sich dieser Schienenabschnitt in der normalen Lage befindet, verläuft der Lichtstrahl vom nicht dargestellten Lichtprojektor am Meßpunkt auf der Schiene 6 entlang der Achse 59. Dieser Lichtstrahl wird vom Reflexionsspiegel 11' _f der Fokussierungslinse 17^! und dem Schlitz 18 empfangen und reflektiert und fällt an der Stelle 190 auf das lichtempfangende Element 19. Wenn die Schiene 1¹ um die Strecke P von der normalen Lage nach links verschoben ist, verläuft der Lichtstrahl vom Lichtprojektor vom Punkt 6 längs der Achse 58. Dieser Lichtstrahl wird über den Reflexionsspiegel 11', die Linse 17 und den Schlitz 18 an der Stelle 196 vom lichtempfangenden Element empfangen. Daher repräsentiert der Abstand zwischen den Punkten 190 und 196 auf dem lichtempfangenden Element die Schienenverschiebung.

In Fig. 6 ist eine Einrichtung zur Berechnung der Größe der Schienenverschiebung dargestellt. In Fig. 6 besteht das lichtempfangende Element 19 von Fig. 2a aus einer Reihe von Photodioden herkömmlicher Art. Diese Reihe besteht aus mehreren parallelen Photodioden 180 bis 200,und Transistorschaltungen 180T bis 200T sind mit jeder Photodiode in der Reihe verbunden. Wenn auf die Photodioden 180 bis 200 Licht fällt, entwickelt jede eine unterschiedliche Ausgangsspannung. Jeder Ausgang der Photodioden steht mit einer Transistorschaltung in Verbindung, die eine bestimmte Spannung erzeugt, wenn sie ein Ausgangssignal von der zugehörigen Photodiode empfängt. Wenn die Photodioden 180 bis 200 und die zugehörigen Transistorschaltungen 180T bis 200T in dieser Weise angeordnet sind, fällt das vom Meßpunkt auf der Schiene reflektierte Licht bei einer normalen Lage der Schiene beispielsweise auf die Photodiode 190 im lichtempfangenden Element 19. Das Ausgangssignal der Photodiode 190 liegt an der Transistorschaltung 190T, die mit dieser Photodiode verbunden ist, so daß dieser Transistor 190T

G09339/0324

2 6 0 9 2 8

eine Vergleichsausgangsspannung liefert. Wenn sich der Meßpunkt 6 beispielsweise nach rechts bei einer Versetzung der Schiene nach rechts verschiebt, ändert sich der Verlauf des vom Meßpunkt 6 reflektierten und vom Lichtempfänger empfangenen Lichtstrahles derart, daß er auf eine oder mehrere Dioden 190 bis 200 fällt, während eine Versetzung der Schiene nach links' zu einer Verschiebung des Meßpunktes 6 nach links und folglich zu einer derartigen Veränderung des Verlaufes des vom Meßpunkt reflektierten und vom Lichtempfänger empfangenen Lichtstrahles führt, daß der Lichtstrahl auf eine oder mehrere Photodioden 189 bis 180 fällt, was von der Größe der Verschiebung des Meßpunktes abhängt. Die Ausgangsspannung pro Diode relativ zur Diode 190 kann +d oder -d betragen, je nachdem, ob sich die Photodiode oberhalb oder unterhalb der Photodiode 190 befindet. Wenn beispielsweise die Vergleichsspannung des Transistors 190T beim Empfang des Lichtes durch die Photodiode D beträgt, kann die Ausgangsspannung des Transistors 191T für die Diode 191 D + d und die des Transistors 192T für die Diode 192 D + 2d usw. betragen. Wenn der Abstand zwischen den Dioden 180 und 200 im lichtempfangenden Element 19 relativ zur Schienenversetzung geeignet gewählt ist, kann die Schienenversetzung als Ausgangssignal des Transistors ausgedrückt werden, der mit derjenigen Photodiode verbunden ist, auf die der Lichtstrahl fällt. Eine Abweichung der Spurweite kann somit dadurch gemessen werden, daß die Schienenverschiebung aus dem Ausgangssignal des lichtempfangenden Elementes 19 im Lichtempfänger 9 und aus dem Aus gangs signal des lichtempfangenden Elementes 19 im Lichtempfänger 9' in den Fig. 3a und 3b bestimmt wird und das entsprechende Signal einem bekannten Spannungsaddierer 46 geliefert wird. D.h., daß das Ausgangssignal des Lichtempfängers 9 und das Ausgangssignal des Lichtempfängers 9' im Spannungsaddierer 46 addiert werden, um die Abweichung der Spurweite zu bestimmen.

In den Fig. 7a und 7b ist ein Beispiel für die Messung der

6 09 83 9/0324

26097BfJ

Fehlausrichtung mittels des sogenannten "mid-chord Systems" oder"mid-ordinate-to-chord Systems" unter Verwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei einer derartigen Anlage werden drei gleichbeabstandete Punkte längs einer Bezugslinie auf der Längsachse des Gleises gewählt. Die Hälfte der Summe der Schienenverschiebung am ersten und dritten Punkt wird zu der Schienenverschiebung am zweiten Punkt zuaddiert und davon subtrahiert .Das Ergebnis wird als Fehlausrichtung am zweiten Punkt herangezogen. Zu diesem Zweck ist der Spurwagen, wie es in Fig. 7a dargestellt ist, mit drei Geräteeinheiten A,B,C zum Messen der Schienenverschiebuhg ausgerüstet. Jede Einrichtung zum Messen der Schienenverschiebung ist genau die gleiche, wie sie in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist. Sie umfaBt einen Meßrahmen 34, einen Meßtisch 35, Lichtprojektoren 9 und 9', Lichtempfänger 12 und 12', Reflexionsspiegel 10 und 11 und 10' und 11' und einen Detektor 43, die alle in der gleichen Weise, wie es.in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist, angeordnet sind. Diese Meßeinrichtungen A,B und C sind zwischen Ausgleichsarmen, die den Ausgleichsarmen 33 und 32 in den Fig. 3a und 3b gleichen, in gleichen Abständen in Laufrichtung des Wagens angebracht.

Wie es bereits anhand der Fig. 3a und 3b beschrieben wurde, bestimmen die Meßeinrichtungen A bis C die seitliche Verschiebung des Gleises an drei Stellen, beispielsweise an den Stellen a bis c auf der Schiene 1.

Unter Verwendung des Detektors 43 bekannter Bauart, wie er anhand der Fig. 3a und 3b und 4c und 4d beschrieben wurde, wird die seitliche Verschiebung des Meßtisches 35 für jede Meßeinrichtung zum Meßzeitpunkt bestimmt. In diesem Fall ist der Detektor 43 derart aufgebaut, daß die Beziehung der Ausgangsspannung zur Größe der Verschiebung im Detektor 43 und den Meßeinrichtungen A bis C die gleiche ist. Danach werden die Verschiebung des Punktes a auf der Schiene 1, die durch

60983ü/0324

die Meßeinrichtung A bestimmt wird, und die seitliche Abweichung des die Meßeinrichtung A tragenden Meßtisches von der mittleren Achse des Wagenkörpers V, die durch den Detektor bestimmt wird, sowie die Verschiebung des Punktes c auf der Schiene 1 * die durch die Meßeinrichtung C bestimmt wird, und die Abweichung des die Meßeinrichtung C tragenden Meßtisches von der mittleren Achse des Wagenkörpers, die durch den Detektor bestimmt wird, jeweils den Addiereinrichtungen 52 und 53 geliefert, wie es im Schaltbild von Fig. 7b dargestellt ist. Danach werden die Ausgangssignale der Addiereinrichtungen 52 und 53 zur Addition einer Addiereinrichtung 54 geliefert. Die addierten Abweichungen werden dann einer durch 2 teilenden Teileinrichtung 55 zugeführt. Andererseits mißt die Meßeinrichtung B die seitliche Verschiebung des Punktes b auf der Schiene 1. Deren Detektor 43 mißt die seitliche Abweichung des Meßtisches 35 in dieser Einrichtung von der mittleren Achse des Wagenkörpers. Die Verschiebung des Punktes b und die seitliche Abweichung des Meßtisches werden in einer Addiereinrichtung 56 addiert, und das Ergebnis wird einer Subtraktionseinrichtung 57 geliefert, der ebenfalls das Ausgangssignal der Teileinrichtung 55 zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Fehlausrichtung am zweiten Punkt b dadurch berechnet werden, daß das Ausgangssignal der Teileinrichtung 55 vom Ausgangssignal der Addiereinrichtung in der Subtraktionseinrichtung 57 subtrahiert wird.

Auf dieselbe Weise wird die Fehlausrichtung am zweiten Punkt b¹ auf der rechten Schiene bestimmt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Schienenverschiebung hat die folgenden Vorteile:

(1) Die Schienenverschiebung, die Abweichung der Spurweite oder die Fehlausrichtung können kontäktfrei geraessen werden. Es besteht daher im Gegensatz zu den bekannten Verfahren absolut keine Gefahr, daß die Meßräder den Schienen bei einer Hochge-

6Q9839/Q324

2 6 fJ 9 2 R Π

schwindigkeitsmessung nicht mehr richtig folgen können, so daß die Geschwindigkeit des Spurwagens auf über 200 km/h erhöht werden kann.

(2) Im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren der kontaktfreien Messung, bei denen die Geräteteile außerhalb des Fahrzeugkörpers und Fahrzeugrahmens installiert werden müsssen, was die Sicherheit des Spurwagens während des Hochgeschwindigkeitsbetriebes stark herabsetzt, können erfindungsgemäß die Ausrüstungsgegenstände ohne weiteres innerhalb des Fahrzeugkörpers und Rahmens installiert werden. Die seitlichen Verschiebungen der Schienen können zu jedem Zeitpunkt als seitliche Verschiebung der Meßpunkte bestimmt werden, was eine genaue und zuverlässige Messung der Schienenverschiebung sicherstellt.

Zur optischen Messung der Schienenverschiebung sind somit ein Lichtprojektor mit einer Schlitzplatte, ein Reflexionsspiegel zur Lichtprojektion, ein Reflexionsspiegel zum Lichtempfang und ein Lichtempfänger mit einer Schlitzplatte in bestimmten Abständen zueinander an der Unterseite des Körpers eines Spurwagens auf beiden Seiten in Längsrichtung vorgesehen. Der Lichtprojektor, der Reflexionsspiegel zur Lichtprojektion, der Reflexionsspiegel zum Lichtempfang und der Lichtempfänger sind derart angeordnet, daß das von der Lichtquelle des Lichtprojektors ausgesandte Licht durch den Schlitz fällt und vom Reflexionsspiegel zur Lichtprojektion reflektiert und in Form eines hellen Fleckes oder eines hellen Lichtbandes auf wenigstens einer der Schienen des Gleises auf einer Meßachse konvergiert, die die Meßpunkte auf gegenüberliegenden Schienen, die das Gleis bilden, verbindet. Der Lichtempfänger empfängt über den Reflexionsspiegel zum Lichtempfang und den Schlitz im Lichtempfänger von den Schienen nur das Licht von der Meßachse. Im Lichtempfänger wird eine Abweichung von Vergleichsmeßpunkten, die sich durch eine Bewegung des hellen Fleckes oder hellen Bandes während des Laufes des Spurwagens längs des Gleises ergibt, bestimmt. Durch einen Vergleich

G 09839/0324

2 6 Π 9.2 6 η

der Abweichung mit der Lage der Vergleichsmeßpunkte, wenn sich die Schienen in der richtigen Lage befinden, kann die Schienenvers chiebung gemessen werden.

G09839/0324

Claims

2 6 η 9 2 6 η

Patentansprüche

Vorrichtung zur optischen Messung der Verschiebung der Schienen eines Schienengleises, gekennzeichnet durch eine Lichtprojektionseinrichtung zum Anbringen am Fahrgestell eines Schienenwagens über der Höhe des Schienengleises in der Weise, daß sie sich nur seitlich mit dem Fahrgestell bewegt, wobei die Lichtprojektionseinrichtung eine Lichtquelle aufweist und derart angeordnet ist, daß sie Licht auf eine der Schienen wirft, und wobei die Lichtprojektionseinrichtung das Licht von der Lichtquelle zu einem Lichtstrahl formt, der auf einer Meßachse, die die Punkte auf den Schienen des Schienengleises verbindet, an denen die Verschiebung gemessen wird, und über eine Strecke der Meßachse konvergiert, die die Lage des Meßpunktes auf einer Schiene, wenn sie sich in der richtigen Lage befindet, einschließt, und wobei das Licht auf die Schiene am Meßpunkt in Form eines hellen Fleckes oder eines hellen Lichtbandes auftrifft, durch eine lichtempfangende Einrichtung zum Anbringen am Fahrgestell, und zwar nicht in einer Linie zur Achse des Lichtstrahles von der Lichtprojektionseinrichtung, wobei die lichtempfangende Einrichtung ein Bild empfängt, um die Verschiebung der Lage des Bildes des hellen Fleckes oder Lichtbandes zu erfassen, und durch eine Vergleichseinrichtung, die mit der lichtempfangenden Einrichtung gekoppelt ist und die Verschiebung der Lage des Bildes mit der normalen Lage des Bildes vergleicht, um die Größe der Verschiebung der einen Schiene zu bestimmen.
2. Vorrichtung zur optischen Messung der Verschiebung der Schienen eines Schienengleises, gekennzeichnet durch einen Lichtprojektor zum Anbringen am Fahrgestell eines Schienenwagens

B09839/0324

oberhalb der Höhe des Schienengleises, und zwar derart, daß er sich nur seitlich mit dem Fahrgestell bewegt, wobei der Lichtprojektor eine Lichtquelle, eine Schlitzplatte und eine dazu in einer Linie ausgerichtete Linseneinrichtung aufweist, durch einen lichtübertragenden Reflexionsspiegel zum Anbringen am Fahrgestell, und zwar derart, daß er zum Projektor ausgerichtet und so angeordnet ist, daß er das Licht vom Projektor auf eine der Schienen reflektiert, wobei die Schlitzplatte und die Linseneinrichtung das Licht von der Lichtquelle zu einem Strahl formen, der von dem lichtübertragenden Reflexionsspiegel reflektiert auf einer Meßachse, die die Punkte auf den Schienen des Schienengleises verbindet, an denen die Verschiebung gemessen wird, und längs einer Strecke der Meßachse konvergiert, die die Lage des Meßpunktes auf einer Schiene bei der richtigen Lage der Schiene einschließt, wobei das Licht in Form eines hellen Fleckes oder hellen Lichtbandes am Meßpunkt auf diese eine Schiene fällt, durch einen lichtempfangenden Reflexionsspiegel zum Anbringen am Fahrgestell, und zwar derart, daß er nicht in einer Linie zur Achse des Lichtstrahles vom lichtübertragenden Reflexionsspiegel liegt, wobei der lichtempfangende Reflexionsspiegel ein Bild des hellen Fleckes oder Lichtbandes am Meßpunkt auf einer Schiene empfängt, durch einen Lichtempfänger zum Anbringen am Fahrgestell, und .zwar in der Weise, daß er zum lichtempfangenden Reflexionsspiegel ausgerichtet ist, wobei der Lichtempfänger das Bild des hellen Fleckes oder Lichtbandes empfängt,und eine Schlitzplatte, die der Schlitzplatte des Lichtprojektors entspricht, sowie eine Linseneinrichtung und eine Einrichtung aufweist, die die Verschiebung der Lage des Bildes des hellen Fleckes oder Lichtbandes erfaßt und so angeordnet ist, daß sie das Bild von der Schlitzplatte und der Linseneinrichtung empfängt, und durch eine Vergleichseinrichtung, die mit der Einrichtung, die die Verschiebung des Bildes des hellen Lichtfleckes oder Bandes erfaßt, gekoppelt ist, und die Verschiebung der Lage des Bildes

ÜQ9839/Q324

mit der normalen Lage des Bildes vergleicht, um die Größe der Verschiebung einer Schiene zu bestimmen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Meßtischeinrichtung zum Anbringen am Fahrgestell, und zwar derart, daß sie sich mit dem Fahrgestell nur seitlich bewegen kann, wobei der Lichtprojektor, der Lichtempfänger und die Reflexionsspiegel an der Meßtischeinrichtung an Stellen in Längsrichtung des Schienengleises im Abstand voneinander angebracht sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die eine Drehbewegung wahrnimmt und am Schienenwagen angebracht werden kann, und durch eine Gelenkverbindung, die die Einrichtung zum Wahrnehmen der Drehbewegung mit der Meßtischeinrichtung verbindet, um die seitliche Bewegung der Meßtischeinrichtung mit dem Fahrgestell relativ zum Schienenwagen während des Laufes des Schienenwagens längs des Schienengleises in eine Drehbewegung zu übersetzen, wodurch das Ausgangssignal der die Drehbewegung wahrnehmenden Einrichtung dazu verwandt werden kann, die seitliche Verschiebung des Schienengleises relativ zu einer Bezugslinie zu erfassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell Achslagergehäuse an beiden Enden der Achsen der Räder des Wagens aufweist, und daß die Meßtischeinrichtung Ausgleichsarme, die starr zwischen zwei in Laufrichtung des Wagens längs des Schienengleises auf gegenüberliegenden Seiten des Wagens befindlichen Achslagergehäusen befestigt sind, einen Meßrahmen, der um horizontale Drehachsen drehbar zwischen gegenüberliegenden Ausgleichsrahmeη angebracht ist, einen Meßtisch, der im Meßrahmen angeordnet ist und eine Einrichtung zur Absorption von Schwingungen aufweist, durch die der Meßtisch im Meßrahmen derart angebracht ist, daß

6QÖ839/Q324

die Ränder des Meßtisches sich im Abstand vom Meßrahmen befinden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen weiteren Lichtprojektor zum Anbringen am Fahrgestell über der Höhe des Schienengleises, und zwar derart, daß er sich mit dem Fahrgestell nur seitlich bewegen kann, wobei der weitere Lichtprojektor eine Lichtquelle, eine Schlitzplatte und eine dazu ausgerichtete Linseneinrichtung aufweist, durch einen weiteren lichtübertragenden Reflexionsspiegel zum Anbringen am Fahrgestell, und zwar derart, daß er zum weiteren Lichtprojektor ausgerichtet ist und sich in einer derartigen Lage befindet, daß er das Licht vom weiteren Lichtprojektor auf die andere der beiden Schienen reflektiert, wobei die Schlitzplatte und die Linseneinrichtung des weiteren Lichtprojektors das Licht von der Lichtquelle zu einem weiteren Lichtstrahl formen, der von dem weiteren lichtübertragenden Reflexionsspiegel reflektiert auf der Meßachse am Schnittpunkt mit der anderen Schiene und über eine Strecke der Meßachse konvergiert, die die Lage des Schnittpunktes der anderen Schiene bei richtiger Lage dieser Schiene einschließt, wobei das Licht auf die andere Stelle am Schnittpunkt in Form eines hellen Fleckes oder hellen Lichtbandes fällt, durch einen weiteren lichtempfangenden Reflexionsspiegel zum Anbringen am Fahrgestell, und zwar derart, daß er nicht in einer Linie zur Achse des weiteren Lichtstrahles ausgerichtet ist, wobei der weitere Reflexionsspiegel ein Bild des hellen Fleckes oder Lichtbandes am Schnittpunkt auf der anderen Schiene empfängt, durch einen weiteren Lichtempfänger zum Anbringen am Fahrgestell, und zwar derart, daß er zum weiteren lichtempfangenden Reflexionsspiegel ausgerichtet ist, wobei der weitere Lichtempfänger das Bild des hellen Fleckes oder Lichtbandes auf der anderen Schiene empfängt,und eine Schiitplatte, die der Schlitzplatte des weiteren Lichtprojektors entspricht,

C09839/Q32A

eine Linseneinrichtung und eine Einrichtung aufweist, die die Verschiebung der Lage des Bildes des hellen Fleckes oder Lichtbandes wahrnimmt und derart angeordnet ist, daß sie das Bild von der Schlitzplatte und der Linseneinrichtung empfängt, und durch eine weitere Vergleichseinrichtung, die mit der Einrichtung im weiteren Lichtempfänger, die die Verschiebung des Bildes des Lichtfleckes oder Lichtbandes wahrnimmt, gekoppelt ist und die Verschiebung der Lage des Bildes mit der normalen Lage des Bildes vergleicht, um die Größe der Verschiebung der anderen Schiene zu bestimmen.
7. Verfahren zum optischen Messen der Verschiebung der Schienen eines Schienengleises, dadurch gekennzeichnet, daß Licht zu einem Lichtstrahl geformt und dieser anschließend auf eine Stelle auf einer Schiene gerichtet wird, an der die Verschiebung gemessen werden soll, daß das zu einem Lichtstrahl geformte Licht auf einer Meßachse, die die Punkte auf den Schienen des Schienengleises verbindet, an denen die Messung erfolgen soll, und längs einer Strecke der Meßachse konvergiert, die die Lage des Meßpunktes auf einer Schiene bei richtiger Lage der Schiene einschließt, daß das Licht auf die eine Schiene am Meßpunkt in Form eines hellen Fleckes oder eines hellen Lichtbandes auftrifft, daß die Bewegung des hellen Fleckes oder Lichtbandes längs der Meßachse während der Bewegung des Lichtstrahles längs der Schiene wahrgenommen wird und die veränderte Lage des Lichtfleckes oder Lichtbandes mit der normalen Lage des Meßpunktes verglichen wird, um die Verschiebung der Schiene zu bestimmen.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß beim Richten des Lichtstrahles auf eine Schiene dieser Lichtstrahl von einem Spiegel reflektiert wird, und daß beim Wahrnehmen der Bewegung des hellen Lichtfleckes oder Lichtbandes das Bild des hellen Fleckes oder Lichtbandes in einem Spiegel

6 0 9 8 3 9/ f) 324

^609260

aufgenommen und zu einer lichtempfindlichen Einrichtung reflektiert wird.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Licht zu einem weiteren Lichtstrahl geformt und dieser weitere Lichtstrahl auf die andere Schiene am Schnittpunkt der Meßachse mit dieser Schiene gerichtet wird, daß das zu einem weiteren Lichtstrahl geformte Licht auf der Meßachse und über eine Strecke konvergiert, die die Lage des Schnittpunktes auf der anderen Schiene bei einer richtigen Lage dieser Schiene einschließt, daß das Licht auf die andere Schiene am Schnittpunkt in Form eines hellen Fleckes oder Lichtbandes fällt, daß die Bewegung dieses hellen Fleckes oder Lichtbandes längs der Meßachse während der Bewegung des weiteren Lichtstrahls längs der anderen Schiene wahrgenommen wird, und daß die veränderte Lage dieses Lichtfleckes oder Lichtbandes mit der normalen Lage des Schnittpunktes verglichen wird, um die Verschiebung der anderen Schiene zu bestimmen.

60 9839/Π324

, ^S5 ·♦

Leerseite