DE3007949C2 - Fahrbare Maschine zum Überwachen und gegebenenfalls Korrigieren der Höhenlage und Querneigung eines Gleises - Google Patents

Description

ser, der auf dem Rahmen der Empfänger über der schon behandelten Gleiszone angeordnet ist Dieser KontroU-neigungsmesser ermöglicht, die Übereinstimmung der im Niveau der Sender angezeigten Neigungen mit den Neigungen im Niveau der Empfänger zu überprüfen, ohne jedoch den von ihm festgestellten Zustand ändern zu können.

In den Verbindungsrampen mit linearer Zunahme der Querneigung des Gleises ist die rechtwinklig aim angehobenen Gleis vorgeschriebenen Neigung von derjenigen, die beim schon behandelten Gleis eingestellt ist, verschieden. Dadurch bilden die Bezugsgeraden der Meßbasis eine verwundene Fläche und es ergibt sich daraus, daß die rechtwinklig zum nicht behandelten Gleis durch den Höhenunterschied der Sender angezeigte Querneigung nicht der vorgeschriebenen Neigung rechtwinklig zum angehobenen Gleis entspricht Dieses Problem wird in der Praxis gelöst durch Einstellung der Sender auf dem nicht gestopften Gleis auf eine vorbestimmte Bezugsneigung rechtwinklig zu diesen Sendern, die von der Sollneigung rechtwinklig zu angehobenen Gleis abweicht. Jedoch ergeben sich Schwierigkeiten in den Übergangs- und Verbiidungsbereichen, in denen die Zunahme der Querneiguog nicht linear ist, da in diesen Bereichen wenigstens eine Schiene, nämlich die äußere in der Kurve, in der Meßebene nicht mehr erfaßt wird und in bezug auf diese Meßebene einwärts gebogen ist Man muß also die Biegung berücksichtigen, welche diese Schiene rechtwinklig zu dem angehobenen Gleis aufweisen muß, und zwar in einer Funktion, weiche die vorbestimmte Bezugsneigung festlegt, die von der Sollneigung des gehobenen Gleises abweicht Das setzt die Kenntnis der mathematischen Gesamtmäßigkeit des Verlaufs der Schienen in der behandelten Verbindung voraus, die in der Praxis nicht immer vorliegen dürfte und macht die Verwendung eines Rechengerätes oder von Tabellen erforderlich. Schließlich kann auf dieser bekannten Stopf-Nivelliermaschine die Messung der effektiven Querneigung rechtwinklig zum angehobenen und gestopften Gleis, d.h. rechtwinklig zu dem die Abschattblenden tragenden Rahmen, nur durch direktes Ablesen eines an diesem Rahmen angeordneten Neigungsmessers erhalten werden, da diese Neigung, wie soeben beschrieben, nicht unbedingt der angezeigten Neigung entspricht. Hierbei ergibt sich auch das Problem der Zuverlässigkeit eines cierart gemessenen Kontroilwertes, da das an diesem Rahmen befestigte Klinometer beträchtlichen Erschütterungen ausgesetzt ist, welche von der Arbeit der Stopfwerkzeuge herrühren. Das gleiche Problem stellt sich auch bei einer Schotter- und Bettungsreinigungsmaschine, die mit einer Nivelliervorrichtung der beschriebenen An ausgerüstet ist. durch die Arbeit der Schürfketten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine der bekannten Art ohne aufwendige Gegenmaßnahmen so zu verbessern, daß ein zuverlässiges Überwachen und Korrigieren der Höhenlage und Querneigung eines Gleises sowohl in den Geraden und in den Kurven mit konstanter Krümmung als auch in den Verbindungsrampen und den Übergangs- und Verbindungsbereichen ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspiuchs 1.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die beiden Bezugsgeraden unabhängig von der Geometrie des Gleises, sowohl in geraden Gleisabschnitten und in Kurven mit konstanter Krümmung als auch in den

Verbindungsrampen mit linearer Zunahme der Querneigung des Gleises und in den Übergangs- " und Verbindungsbereichen mit nicht linearer Zunahme der Querneigung, stets parallel in einer Ebene mit gleicher Querneigung gehalten werden, die der Sollquerneigung rechtwinklig zur anzuhebenden und zu stopfenden Gleiszone entspricht Die Verwindung der Bezugsfläche bei bestimmten geometrischen Gestaltungen des Gleises ist abgeschafft Ein Meßgerät zur Prüfung der Querneigung des Gleises im Bereich der angehobenen und gestopften Gleiszone kann wegfallen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Gesamtdarstellung des Erfindungsgegenstandes in Perspektrransicht und

Fig.2 eine detaillierte Ansicht eines Elementes aus Fig. I.

In F i g. 1 ist lediglich die Nivellierv-vnichtung, welche Bestandteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Stopf-Nivellier-Richtmaschine ist dargestellt

Dic^: - Vorrichtung weist in der Figur von rechts nach links, d. h. von der Vorderseite zur Rückseite der Maschine hin angeordnet, einen ersten Maßrahmen 1, Hebewerkzeuge 4, für die Schienen 6 und 7 des Gleises, Werkzeuge 5 für das Stopfen des Schotters unter die gehobenen Schwellen, einen zweiten Meßrahmen 2 sowie einen dritten Meßrahmen 3 auf.

Die drei Rahmen 1,2 und 3 stützen sich auf die beiden Schienen 6 und 7 mittels Rollen 8 ab und tragen für jede Schiene drei Detektoren für die Ermittlung der Höhenlage der Schienen, wobei der erste und der dritte eine Bezugsgerade Oi bzw. D₂ bilden.

Die drei dargestellten Höhenlage-Detektoren sind hier ein Sender 9 (90) von Lichtstrahlen R, eine Abschattblende 10 (100) mit Schlitz, sowie ein Empfänger 11 (110). Letzterer ist mit Differ»ntia!zellen ausgerüstet, die auf Belichtungsänderungen ansprechen, welche durch die senkrechten Abweichungen des Schubes der Abschattblende 10 (100) in bezug auf die Bezugsgerade D\ (D)i bewirkt werden, und die zur Erzeugung von elektrischen Signalen dienen, welche abhängig von diesen Abweichungen sind. Die Zellen der beiden Empfänger 11 und 110 sind mit einer Steuervorrichtung 12 für die Senkrechtverschiebung der Hebewerkzeuge 4 verbunden, die durch die von diesen Zellen ausgehenden Signale gesteuert ist.

Der erste Rahmen 1, der die beiden Sender 9 und 90 trägt, und der dritte Rahmen 3, der die beiden Empfänger 11 und 110 trägt, sind je mit einem Meßgerät 13 zur Bestimmung der Querneigung des Gleises ausgerüstet. Dieses Meßgerät 13, beispielsweise ein elektronisches Klinometer, erzeugt elektrische Signale in Abhängigkeit de- Neigungsabweichungen von der Bezugshorizontalen.

Die beiden Rahmen 1 und 3 sind auch mit zwei Höheneinstellvorrichtungen 14 und 140 für ihre Detektoren verseht .1, während der zweite Rahmen 2 die beiden Abschattblenden 10 und 100 auf gleicher und konstanter Höhe zu den beiden Schienen hält.

Das Klinomeier-Meßgerät 13 und die beiden Höheneinstellvorrichtungen 14 und 140 der beiden äußeren Rahmen 1 und 3 sind je mit zwei Steuervorrichtungen 15 und 16 verbunden, welche Signale für den Steuerausgleich der Höheneinstellvorrichtiingen erzeugen, wobei der Unterschied proportional zum Unter-

schied zwischen der tatsächlichen, mit Hilfe des Klinometers gemessenen Neigung des Gleises und einer Sollneigung ist, die beispielsweise auf den Steuervorrichtungen angezeigt werden kann.

Der erste Rahmen 1 und der dritte Rahmen 3 weisen hier die Besonderheit auf, daß sie aus zwei Teilen bestehen, welche in der Querebene des Gleises verschiebbar aufeinander angeordnet sind.

Diese Ausbildung ist ausführlicher in Fig. 2 dargestellt. Ein unterer Teil 17 dieser beiden Rahmen ist unterhalb des Chassis 18 der Maschine angeordnet und mittels Rollen 8 geführt, die sich auf die beiden Schienen 6 und 7 des Gleises abstützen, während ein oberer Teil 19 das Chassis umgibt und die Detektoren dieser beiden Rahmen trägt, im dargestellten Ausführungsbeispiel r> sind das die beiden Empfänger 11 und 110.

Der untere Teil 17 weist einen Querträger 20 auf, der durch die Rollen 8 abgestützt ist und der das

Stellvorrichtungen 14 und 140 trägt. Letztere sind nach :o außen versetzt um ihren Abstand auf ein Maximum zu bringen und dadurch die Präzision der Einstellung der Querneigung zu erhöhen. Die beiden Höheneinstellvorrichtungen sind je durch einen Rotationsmotor 21 gebildet, welcher ein Potentiometer 22 betätigt und eine y, senkrechte Stange 23 verschiebt, die an ihrem oberen Ende eine Stützrolle 24 trägt.

Der obere Teil 19 dieser beiden Rahmen weist einen Querträger 25 auf, der sich auf die Rollen 24 stützt und an dessen Enden zwei hier die beiden Empfänger 11 und jo UO tragende Vertikalträger 26 angelenkt sind, die in zwei Lagern 27 verschiebbar gehalten sind, welche an den äußeren Wandungen des Chassis 18 der Maschine befestigt sind.

Die Steuervorrichtungen 15 und 16 (Fig. 1) der J5 beiden Höheneinstellvorrichtungen 14 und 140 dienen zur automatischen Kompensation der Wirkung; daß jede Anhebung des einen der beiden von den Rahmen 1 und 3 getragenen Detektoren eine Senkung des anderen Detektors mit sich bringt wegen der Versetzung der -to Vertikalträger 26 nach außen gegenüber den senkrechten Stangen 23 der Höheneinstellvorrichtungen.

Der zweite Rahmen 2 (F i g. 1) weist einen Querträger

28 auf. der die beiden Abschattblenden 10 und 100 verbindet und in der Querrichtung durch eine am Chassis der Maschine angreifende Dreieckverbindung

29 festgelegt ist, während der übrige Teil dieses Rahmens als Gelenk-Parallelogramm ausgebildet ist, das sich auf die Rollen 8 abstützt.

Auf diese Weise können die beiden Sender 9 und 90, so die beiden Abschätzenden 10 und 100 und die beiden Empfänger 11 und 110 auf gleichen Abständen von der Längsmittelebene der Maschine gehalten werden, unabhängig von den Querverschiebungen der Rollen 8 in bezug auf diese Ebene, die insbesondere in den Kurven auftreten. Aus diesem Grunde kann die Breite der Schlitze der Abschattblenden 10 und 100 auf ein für die Belichtung der Ansprechzellen der Empfänger erforderliches Minimum reduziert werden. Dadurch können die seitlichen Abmessungen der Abschattblenden in vorteilhafter Weise gering gehalten werden.

Andererseits macht die Versetzung der Sender und der Empfänger zur Außenseite des Maschinenchassis eine Überquerung desselben überflüssig, was insbesondere in Höhe der Kabine von Vorteil ist, wo solche Überquerungen platzbeanspruchend sind und die Probleme der Klimatisierung vergrößern.

In Fig. I ist die Schiene 6 als Leitschiene zu betrachten, von welcher aus die Längs- und Quernivellierung eingestellt wird.

Da sich die Stopfmaschine von links nach rechts gemäß dem eingezeichneten Pfeil / bewegt, sind die beiden Sender 9 und 90 auf dem noch nicht behandelten Gleis abgestützt, während sich die beiden Abschattblenden 10 und 100 auf die Gleitzonc abstützen, die von den Stopf werkzeugen 5 bearbeitet und von den Hebewerkzeugen 4 angehoben wird.

Die Nullage dieser Nivelliervorrichtung ist für die Längsnivellierung in üblicher Weise um einen gewissen, eingestellten Anhebungswert h versetzt angenommen, während die Nullage der Quernivellierung als der Horizontalen entsprechend angenommen ist.

In dieser Ausbildung erfolgt die Nivellierung des Gleises, wie dies bereits beschrieben worden ist, bei gleichzeitiger Anzeige der Sollquerneigung λ des

ne, auf welcher der zweite, die Abschattblenden 10 und 100 tragende Rahmen 2 abgestützt ist, erreicht werden soll, auf den beiden Steuervorrichtungen 15 und 16 der Höheneinstellvorrichtungen 14 und 140 für die die beiden Bezugsgeraden D\ und Di definierenden Sender und Empfänger. Dieser Neigungswert ä ist somit für die beiden die Sender bzw. Empfänger tragenden Rahmen 1 und 3 der gleiche. Es ergibt sich daraus, daß die Bezugsysraden D\ und Di immer parallel gehalten sind und in einer Ebene j°mit gleicher Querneigung λ liegen, unabhängig von der geometrischen Formgebung des Gleises, insbesondere in den Übergangsbereichen und in den Verbindungsrampen, in welchen die Zunahme der Querneigung des Gleises nicht einem linearen Gesetz folgt, wodurch sich die zu Beginn der Beschreibung geschilderten Probleme ergeben.

Die Querneigung des Gleises rechtwinklig zu der angehobenen Stopfzone wird dadurch in den Linearitätsgrenzen der Ansprechzellen der Empfänger 11 und 110 immer auf die Sollneigung λ eingestellt. Somit ist ein Kontrollgerät für diese Neigung auf dem Rahmen 2, der sich auf diese durch die Stopfwerkzeuge bearbeitete Zone abstützt, nicht erforderlich. Der sich dadurch ergebende Vorteil ist bereits vorstehend erläutert worden.

Es versteht sich, daß die beschriebene Nivelliervorrichtung für alle Nivelliermethoden Anwendung finden kann, die entweder auf der Wahl einer Leitschiene basieren, wie dies in der F i g. 1 dargestellt ist, oder aber auf einer fiktiven mittleren Bezugslinie.

Falls der Durchgang der Rahmen quer zum Chassis der Maschine kein Problem darstellt, können als Ausführungsvariante die Vertikalträger 26 der Rahmen im Lot zu den Vertikalstangen 23 der Einstellvorrichtungen 14 und 140 angeordnet werden.

Schließlich könnten in diesem Fall auch die Rahmen 1 bis 3 nicht aus zwei verschiebbaren Teilen, sondern einteilig ausgebildet werden und am Chassis der Maschine in ähnlicher Weise wie der Rahmen 2 angelenkt werden, um eine Querbewegbarkeit der Stützrollen 8 gegenüber dem Chassis zu ermöglichen. In einer solchen Ausführung bilden die Höheneinstellvorrichtungen 14 und 140 beispielsweise die beiden senkrechten Seiten eines Gelenkparallelogramms, dessen zwei andere Seiten durch einen unteren, von den Stützrollen 8 getragenen Querträger und durch einen oberen, die beiden Detektoren miteinander verbindenden Querträger, gebildet sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fahrbare Maschine zum Oberwachen und gegebenenfalls Korrigieren der Höhenlage und Querneigung eines Gleises, mit Hebewerkzeugen (4) zum Anheben der Schienen des Gleises, mit Werkzeugen (5) für die Verteilung des Schotters unter die angehobenen Schwellen, mit einer Vorrichtung zum Messen und Kontrollieren der Abhebungshöhe, weiche für jede der beiden Schienen des Gleises drei ein Bezugssystem für die Korrektur der Gleislage bildende Höhenlage-Detektoren (9,10,11; 90,100,110) aufweist, von denen vorzugsweise der erste (9,90) als Sender ausgebildet und höhenverstellbar am Vorderteil der Vorrichtung oberhalb des nicht behandelten Gleisabschnittes angeordnet ist, der zweite (10,100) als Abschattblende ausgebildet und in der Vorrichtung oberhalb der Anhebungszone des Gleises in einem zu den Schienen unveränderlichen Abstand angeordnet ist und der dr>*te (U, 110) als Empfänger ausgebildet und im hinteren Teii der Vorrichtung oberhalb des bereits behandelten Gleises angeordnet ist, wobei der eine dieser drei Detektoren Organe aufweist, die Signale in Abhängigkeit der Höhenabweichungen des zweiten Detektors (10,100) von einer Bezugsgeraden erzeugen, die jeweils eicä den ersten Detektor (9, 90) mit dem dritten Detektor (11, 110) verbindende, vorzugsweise von einem Lichtstrahl (R) gebildete Gerade ist, und wobei die drei Paare zusammenwirkender Detektoren (9,90; 10,100; U, 110) von je -inern auf die beiden Schienen sich abstützenden Rahmen ^1,2,3} getragen sind, und mit einer Steuervorrichtung (12) für die Höhenverschiebung der Hebewerkzeuge (4), dir ron den genannten Höhenabweichungssignalen gesteuert ist, d a durch gekennzeichnet, daß der vordere Rahmen (1) und der hintere Rahmen (3) mit je einem Meßgerät (13) zur Bestimmung der Querneigung des Gleises versehen sind, das elektrische Signale in Abhängigkeit der Neigungsabweichungen von einer Bezugshorizontalen erzeugt, daß die beiden Rahmen (1, 3) mit je zwei Höheneinstellvorrichtungen (14, 140) für ihre Detektoren (9, 90; 11, 110) versehen sind und daß der Neigungsmesser (13) und die beiden Höheneinstellvorrichtungen (14, 140) eines jeden Rahmens (1, 3) jeweils mit einer Steuervorrichtung (15,16) verbunden sind, die zur Ausgleichssteuerung der Höheneinstellvorrichtungen (14, 140) Signale aussendet, deren Differenz proportional zur Differenz zwischen der effektiven, vom Meßgerät (13) gemessenen Neigung des Gleises und einer auf der Steuervorrichtung (15, 16) jeweils angezeigten Sollquerneigung des Gleises im Bereich der Anhebungszone ist, wobei mit Hilfe der Steuervorrichtungen (15, 16) die beiden Bezugsgeraden unabhängig von der Geometrie des Gleises stets zueinander parallel in einer Ebene (P) mit der Querneigung («), die der Sollquerneigung rechtwinklig zur anzuhebenden und zu stopfenden Gleiszone f>o entspricht, gehalten sind.

2. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der vordere Rahmen (1) und der hintere Rahmen (3) aus zwei relativ zueinander quer verschiebbaren Teilen (17, 19) bestehen, von &5 denen der untere Teil (17) mit auf den Schienen sich abstützenden Rollen (8) versehen ist und der obere Teil (19) mit dem Chassis (18) verbunden ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (17) einen auf die beiden Rollen (8) sich abstützenden und den Neigungsmesser (13) sowie die beiden Höheneinstellvorrichtungen (14, 140) tragenden Querträger (20) aufweist und der obere TeU (19) einen sich auf die beweglichen Organe der Höheneinstellvorrichtungen (14, 140) abstützenden Querträger (25) aufweist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (9, 90) des vorderen Rahmens (1) und die Detektoren (11, 110) des hinteren Rahmens (3) an den oberen Enden von Vertikalträgern (26) gehalten sind, die in an den Außenwänden des Chassis (18) befestigten Lagen» (27) senkrecht verschiebbar geführt sind und daß die unteren Enden der Vertikalträger (26) an den seitlichen Enden des Querträgers (25) angelenkt sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fahrbare Maschine zum Überwachen und gegebenenfalls Korrigieren der Höhenlage und Querneigung eines Gleises, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Maschinen sind beispielsweise Stopfmaschinen oder Schotter- und Bettungsreinigungsmaschinen, die die Nivellierung des Gleises in Längs- und Querrichtung entsprechend ihrem Arbeitsvorschub durchführen. Es ist bereits eine Stopf-Nivelliermaschine dieser Art bekannt (DE-AS 20 57 119), die gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ausgebildet ist und in welcher die drei Höhenlage-Detektoren für jede Schiene durch drei Elemente: Sender, Empfänger und Abschattblende eines Meßbasis mit Lichtstrahlenbündel gebildet ist Der Empfänger dieser Basis besitzt Zellen, die auf Belichtungsunterschiede ansprechen, wie sie durch Verfinsterung der vom Sender kommenden Lichtstrahlenbündel durch die Abschattblenden bewirkt werden. In dieser bekannten Maschine weist der die beiden Sender tragende Querrahmen ein Querneigungsmeßgerät auf und die beiden Sender sind mit je einem selbständigen Elektromechanismus für die Höheneinstellung versehen, während die beiden anderen Rahmen, welche die beiden Abschattblenden bzw. die beiden Empfänger tragen, diese Elemente in gleicher und konstanter Höhe in bezug auf die Schienen halten. Die beiden Elektromechanismen für die Höheneinstellung der Sender sind mit einer Steuervorrichtung verbunden, die einen Ausgleich der Höhe dieser Sender bewirkt in Abhängigkeit von der Sollquerneigung rechtwinklig zum angehobenen Gleis, d. h. rechtwinklig zu den Abschattblenden, und durch Bezugnahme auf das Neigungsmeßgerät, wodurch die Ausrichtung und die Anhebung auf die vorgeschriebene Ebene, sowohl in Längs- als auch in Querrichtung erreicht werden kann.
Diese Nivelliervorrichtung arbeitet durchaus befriedigend, insbesondere in geraden Gleisabschnitten und in Kurvenabsehnitten, wo die Querneigung des Gleises konstant ist, d. h. wo die angezeigte Querneigung durch die Höhenverstellung der auf das noch nicht behandelte Gleis abgestützten Sender theoretisch mit der Querneigung des behandelten Gleises übereinstimmt, auf welchem sich die Empfänger abstützen.
Zur Kontrolle, ob diese Bedingung eingehalten ist, dient ein zweiter Neigungsmesser, der Kontrollneigungsmes-