DE3239031C2 - Gleisbehandlungsmaschine - Google Patents

Abstract

Die Maschine ist eine Stopfmaschine, welche mit einer Nivelliervorrichtung für das Gleis (6) ausgerüstet ist. Die Bewegungen eines Hebewerkzeuges (7) dieser Vorrichtung sind abhängig von der Höheneinstellung einer Zielscheibe (23), die an einem von einem Motor (19) betätigbaren, beweglichen Teil eines Schienentasters (12) befestigt ist. Dieser Motor wird von einem entfernt gelegenen Punkt (P) aus von einer Bedienungsperson ferngesteuert, um den Zielpunkt der Zielscheibe in den Kollimator eines optischen Visiergerätes (20) zu bringen. Die Fernsteuerung geschieht mittels eines Infrarot-Strahlenbündels mit Modulation der Impulslagen, welches durch die Optik des Visiergerätes (20) gebündelt und gerichtet wird und dessen Wirkungsfeld dadurch auf das Sichtfeld dieses Gerätes begrenzt ist. Dadurch werden jegliche Risiken von Interferenzen mit benachbarten radio-elektrischen Anlagen sowie mit Fernsteuerungen von auf der gleichen Baustelle arbeitenden Maschinen gleichen Typs ausgeschlossen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleisbehandlungsmaschine, beispielsweise eine Stopfmaschine, mit einer Vorrichtung zum Verschieben des Gleises zur Korrektur der geometrischen Fehler, bei der die Bewegungen mindestens eines Werkzeuges von der Lage einer Zielscheibe abhängig sind, welche an einem beweglichen Organ angeordnet ist, das von mindestens einem Motor angetrieben ist, der von einer Bedienungsperson ferngesteuert wird, um den Visierpunkt dieser Zielscheibe in den Kollimator eines vor der Maschine am Ende eines zu korrigierenden Gleisabschnittes angeordneten optischen Visiergerätes zu bringen, wobei die Orientierung der optischen Achse in Abhängigkeit von der Soll-Richtung des Gleises voreingestellt ist.

Bei den Maschinen dieser Art, die als bekannt vorausgesetzt werden, ist das vom ferngesteuerten Motor angetriebene bewegliche Organ entweder unmittelbar der Träger eines Werkzeuges zum Verschieben einer Schiene, beispielsweise der höhenverstellbare Werks zeugträger einer Hebezange, oder aber eine Stange oder ein Hebel eines Schienentasters mit verstellbarer Länge, wenn die Maschine mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Bewegungen des Verschiebewerkzeuges auf einer Meßbasis mit mindestens drei im Abstand voneinander liegenden Bezugspunkten ausgerüstet ist, an denen eine entsprechende Anzahl von Schienentastern angesetzt ist. Im ersten Fall ist die mit dem Werkzeugträger verbundene Zielscheibe entweder unmittelbar auf diesem befestigt oder an einem in unmittelbarer Nähe angeordneten Schienentaster angebracht. Im zweiten Fall ist die Zielscheibe mit der Stange oder mit dem einstellbaren Hebel des Tasters verbunden und unmittelbar auf diesem einstellbaren Element befestigt.

Die verwendeten Fernbedienungen für die Steuerung des Antriebsmotors des beweglichen Organs, mit welchem die Zielscheibe verbunden ist, haben sich mit der Zeit von einer Fernsteuerung mittels elektrischer Kabel bis zur Fernsteuerung über Radiowellen entwickelt.

Die zwischen der Maschine und dem Visierpunkt angeordneten Fernsteuerungen mittels elektrischer Kabel weisen alle mit der In- und Außerbetriebsetzung eines solchen Kabels, dessen Länge zwischen 100 und 150 m betragen kann, verbundenen Unannehmlichkeiten auf sowie das oft auftretende Risiko, daß dieses Kabel durch Unfall zerschnitten wird.

Die Fernbedienungen mittels Radiowellen mit einem auf der Maschine angeordneten Empfänger und einem am Visierpunkt gelegenen Sender weisen die vorgenannten Mangel nicht auf. Diese Maschinen haben jedoch ebenfalls zum Teil schwerwiegende Nachteile:

Sie setzen die Verwendung von Geräten voraus, die von den Postverwaltungen des Verwendungslandes genehmigt sind, welche von Fall zu Fall die Frequenzen bestimmen sowie jährlich zu entrichtende Benutzungsgebühren festlegen.
Sie sind verhältnismäßig teuer und kompliziert und ihr Unterhalt erfordert qualifiziertes Personal, das zudem mit Spezialapparaturen ausgerüstet sein muß.

- Schließlich besteht bei diesen Maschinen die Gefahr, daß sie den verschiedensten Interferenzen unterworfen sind und selber auch Interferenzen erzeugen, da die Sendung und der Empfang nicht richtungsgebunden sind, beispielsweise mit auf derselben Baustelle oder auf benachbarten Baustellen arbeitenden Maschinen und mit Funkanlagen auf dem Gebiet des Rundfunks, des Fernsehens, des Flugbetriebes oder der Armee.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gleisbehandlungsmaschine der eingangs genannten Art

zu schaffen mit einer einfach zu handhabenden, kostengünstigen Fernsteuerung ohne elektrische Kabel, bei der keine störenden Interferenzen auftreten.

Diese Aufgabe wird bei einer Gleisbehindlungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Fernsteuerung des Motors zum Antrieb des beweglichen Organs ein Sender und ein Empfänger für ein Infrarot-Strahlenbündel mit Modulation der Impulslagen vorgesehen sind, wobei der Sender mit dem optischen Visiergerät und der Empfänger mit der Zielscheibe verbunden sind, daß dem Sender eine Optik zugeordnet ist, durch die das ausgestrahlte modulierte Infrarot-Strahlenbündel in die gleiche Richtung wie das Visiergerät gebündelt ist, und daß der Empfänger ein für die Infrarotstrahlung empfindliches Organ aufweist, welches im Wirkungsfeld des Strahlenbündels liegt, wenn das optische Visiergerät auf die Zielscheibe ausgerichtet ist.

Auf diese Weise ist es möglich, außer der Beseitigung der Gefahr von Interferenzen mit Funkanlagen durch die Verwendung von Infrarotstrahlen als Übertragungselement auch jede Gefahr von Interferenzen mit anderen, benachbarten Anlagen gleicher Art zu verhindern, wie sie beispielsweise durch mehrere Maschinen auf der gleichen Baustelle entstehen können. Diese Möglichkeit bietet sich durch die Bündelung des Infrarot-Strahlenbündels durch eine Optik, wie diejenige des Visiergerätes selbst oder durch eine zweite, zu der Optik dieses Visiergerätes parallele Optik zur Orientierung in die gleiche Richtung. Das Wirkungsfeld wird dabei allein auf das Arbeitsfeld beschränkt, d. h. auf das Sichtfeld des optischen Visiergerätes. Außerdem ist diese Art von Fernbedienung keiner administrativen Kontrolle durch Postbetriebe und Fernmeldeämter unterstellt; somit ist auch kein zugelassenes Personal für dessen Wartung erforderlich und es sind auch keine Spezialgebühren zu entrichten. Diese Anlage kann mit der gleichen Ausrüstung für alle Benutzungsländer hergestellt werden. Sie ist einfacher, ökonomischer und betriebssicherer als sämtliche Funk-Fernsteuerungen und die Herstellung und die Wartung kann ohne hochqualifizierte Apparaturen erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Ansicht der gesamten Anordnung,

Fig. 2 ein Schema des mit einem optischen Visiergerät verbundenen Senders der Fernbedienung und

F i g. 3 ein Schema des mit der Zielscheibe verbundenen Empfängers dieser Fernbedienung sowie seiner Verbindungsleitungen.

Die in Fig. 1 dargestellte Gleisbehandlungsmaschine ist eine Stopf-Nivellier-Richtmaschine, deren Fahrgestell 1 über zwei Radachsen 2 und 3 auf einem Gleis 4 verfahrbar ist und die mit einer Stopfvorrichtung S und einer Vorrichtung zum Verschieben des Gleises 6 ausgerüstet ist, von welcher ein Hebewerkzeug 7 und dessen Kolben-Zylinder-Hubantrieb 8 dargestellt sind. Eine Energiezentrale 9 erzeugt die notwendige Energie für den Vorschub der Maschine und die Versorgung der Werkzeuge. Ein Stand für die Bedienung und die Kontrolle der Werkzeuge ist in einer Kabine 10 untergebracht, von der aus diese Werkzeuge überblickbar sind. Ein Führerstand befindet sich in einer vorderen Kabine H. Die Arbeitsvorschubrichtung ist mit einem Pfeil/ angedeutet.

Die Verschiebung des Gleises zur Korrektur seiner gegenüber der Soll-Lage des Gleises festgestellten geometrischen Fehler wird unter Kontrolle einer die Ausrichte- und Krümmungsfehler ermittelnden Überwachungseinrichtung durchgeführt, welcher die Organe für die Einstellung der Gleis-Verschiebewerkzeuge zugeordnet sind, beispielsweise zur Nivellierung des Gleises das Ventil oder das Servoventil für die Beaufschlagung des Kolben-Zylinder-Hubantriebs 8 des Hebewerkzeuges 7.

Diese Überwachungseinrichtung, welche im Beispiel für die Nivellierung eines vor der Maschine befindlichen Gleisabschnittes gezeigt ist, ist hier gebildet durch Kombination einer mit der Maschine verbundenen, sogenannten »relativen« Meßbasis mit Lichtstrahlenbündel und mit drei Tastpunkten A, B, C zur Abtastung der effektiven Lage des Gleises und einer sogenannten »absoluten« Bezugsbasis, welche am Ende P des Gleisabschnittes vorgesehen ist und die den Soll-Verlauf des Gleises in diesem Abschnitt definiert.

Die Lichtstrahlenbündel-Meßbasis besteht in bekannter Weise für jede Schiene aus einer Serie von drei Tastern 12, 13 und 14, welche hintereinander an drei Punkten A B und C angeordnet sind. Mit diesen Tastern sind in dieser Reihenfolge jeweils verbunden: ein Meßbasis-Sender 15 für die Lichtstrahlen mit punktförmiger Lichtquelle, ein Schirm 16, der einen Teil dieser Strahlen abgrenzt, und ein Meßbasis-Empfänger 17 für die vom Schirm begrenzten Strahlen mit lichtempfindlichen Zellen 18. Dieser Empfänger 17 kann Fehlersignale abgeben, die repräsentativ sind für die Ausrichtefehler dieser drei Elemente 15,16,17 auf ihrer geometrischen Bezugsachse X. Die Längen, d. h. die Abstände zwischen den Abtastpunkten und der geometrischen Bezugsachse sind bei den an den Punkten B und C befindlichen Tastern 13 und 14 gleich und konstant, während die Länge des Tasters 12 über dem Punkt A einstellbar ist. Zu diesem Zweck besteht die Stange des Tasters 12 aus zwei parallelen, axial verschiebbaren Teilen, welche durch einen Motor 19 verbunden sind, der an einem dieser beiden Teile befestigt ist und durch den der andere Teil beziehungsweise das bewegliche Organ 43 axial linear verschoben werden kann.

Die von den lichtempfindlichen Zellen 18 des Meßbasis-Empfängers 17 erzeugten Fehlersignale werden in eine nicht dargestellte Verarbeitungsschaltung eingegeben, welche in an sich bekannter Weise Steuersignale für das Ventil oder das Servoventil für die Beaufschlagung des Kolben-Zylinder-Hubantriebs 8 des Hebewerkzeuges 7 erzeugt, bis diese Signale aufgehoben sind, d. h. bis der Punkt B auf einer parallel zur Bezugsachse X des Lichtstrahlenbündels liegenden und durch den Punkt C gehenden Gerade ausgerichtet ist.

Die Höheneinstellung des Meßbasis-Senders 15, welcher die Richtung der Bezugsachse X, also des korrigierten Gleisabschnittes BC, definiert, wird durch die absolute Bezugsbasis geregelt.

Die absolute Bezugsbasis, dargestellt durch eine optische Zielachse Y, wird mit Hilfe eines optischen Visiergerätes 20 hergestellt, das senkrecht zum Punkt P am Ende des zu korrigierenden Gleisabschnittes auf einem Träger 21 angeordnet ist, der auf einem Vorwagen 22 befestigt ist, und zwar durch Einstellen der Orientierung der optischen Achse Y in Funktion von dem Soll-Verlauf des Gleises in diesem Abschnitt, hier in einer Parallelen zur vorgegebenen Soll-Fluchtlinie D des Gleises. Eine Zielscheibe 23 ist auf dem oberen, beweglichen als Stange ausgebildeten Organ 43 des den Meßbasis-Sender 15 tragenden Tasters 12 angebracht. Die das optische Visiergera't 20 bedienende Person

besitzt eine Fernsteuerung, um den Antriebsmotor 19 dieser beweglichen Stange 43 zu betätigen, bis der Visierpunkt der Zielscheibe 23 in den Kollimator dieses Visiergerätes gebracht ist, und um die so erreichte Ausrichtung während des Arbeitsvorschubes entlang des zu korrigierenden Gleisabschnittes aufrecht zu erhalten.

Diese erfindungsgemäße Fernsteuerung arbeitet mit Hilfe eines Infrarot-Strahlenbündels mit Modulation der Impulslagen, deren Sender 24 mit dem optischen Visiergerät 20 verbunden und an dessen Träger 21 befestigt ist und deren Empfanger 25 mit der Zielscheibe 23 verbunden und auf der beweglichen Stange 43 des Tasters 12 angebracht ist.

Im dargestellten Fall mit einer Dreipunkt-Meßbasis auf jeder der beiden Schienen des Gleises sind für die Fernsteuerung je ein Empfänger 25 und eine Zielscheibe 23 in ähnlicher Weise für jede Schiene vorgesehen.

Das vom Sender 24 der Fernsteuerung modulierte Infrarot-Strahlenbündel wird durch die Optik des Visiergerätes gebündelt und gemäß dessen optischer Achse Y gerichtet. Das für diese Infrarotstrahlen empfindliche Organ 38 des Empfängers 25 befindet sich im Wirkungsfeld des Strahlenbündels, wenn das optische Visiergerät auf die Zielscheibe 23 ausgerichtet ist. Diese Bedingung wird hier durch Vereinigung der Zielscheibe 23 und des Empfängers 25 auf der beweglichen Stange 43 des Tasters 12 erreicht.

Der schematisch in Fig. 2 in Verbindung mit dem optischen Visiergerät 20 dargestellte Sender 24 enthält eine Tastatur 26 mit zwei Impulstasten 27 und 28 zur Steuerung der Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Stange 43 des Tasters 12, mit welcher die Zielscheibe 23 verbunden ist. Ein Digitalcodierer 29 gibt als Funktion des der Tastatur 26 eingegebenen Befehls ein moduliertes Signal ab. Außerdem weist der Sender einen Verstärker 30 und eine Batterie 31 für die Versorgung dieser drei Elemente auf. Der Ausgang des Verstärkers 30 ist mit einem äußeren Stromabnehmer 32 verbunden, an welchen ein elektrischer Leiter 33 angeschlossen ist. Der Leiter 33 ist an einen zweiten Stromabnehmer 34 angeschlossen, der an der Wand des optischen Visiergerätes 20 befestigt ist. Dieser zweite Stromabnehmer 34 ist mit einer inneren Diode 35 verbunden, welche Infrarotstrahlen abgibt, die durch den Sender 24 in die Impulslage moduliert werden und deren Strahlen nach der optischen Achse Y dieses Gerätes unter Zwischenschaltung eines in diese Optik integrierten Prismas 44 gerichtet werden. Daraus ergibt sich, daß das Wirkungsfeld des Infrarotstrahlenbündels auf das Sichtfeld des optischen Visiergerätes beschränkt ist.

Der schematisch in F i g. 3 in Verbindung mit der Zielscheibe 23 jeder der beiden Schienen sowie mit einer Steuerschaltung 36 des Motors 19 für die Betätigung der beweglichen Stange 43 des Tasters 12 dargestellte Empfänger 25 der Fernsteuerung weist ein optisches Infrarotstrahlen-Filler 37 auf sowie als lichtempfindliches Organ 38 eine Zelle mit Verstärker in einem Gehäuse 39, auf welchem die Zielscheibe 23 in unmittelbarer Umgebung der lichtempfindlichen Zelle angebracht ist. Das verstärkte Ausgangssignal der lichtempfindlichen Zelle 38 jedes Empfängers 25 wird durch die Steuerschaltung 36 hindurch zu dem entsprechenden Motor 19 geleitet. Diese Steuerschaltung 36 umfaßt einen Wähler 40 für die zu behandelnde Schiene, einen Decodierer 41 und einen Leistungsverstärker 42. Der Schienen-Wähler 40 ist dazu bestimmt, jegliche unerwünschte, zufällige Betätigung des Motors 19 zu verhindern, der sich an der Seite der nichtführenden Schiene befindet, d. h. derjenigen Schiene, die nicht für die Längsnivellierung des Gleises ausgewählt ist. Dieser Wähler 40 ist allerdings nicht unentbehrlich; er macht jedoch - zusätzlich zu seiner Sicherheitsfunktion - die Anordnung von zwei Decodierer 41 - Verstärker 42 Einheiten entbehrlich.

Die vorstehend allein für das Nivellieren beschriebene Erfindung ist aber auch für das Richten sowie auch für das kombinierte Nivellieren - Richten verwendbar. Im letzteren Fall wird der Lichtstrahlen-Sender 15 der Dreipunkt-Meßbasis nicht in einer Richtung, sondern in zwei zueinander senkrechten Richtungen von zwei Motoren verstellt. Die Tastatur 26 weist zwei zusätzliche Impulstasten - rechts und links - auf zum Steuern des Motors zur Regelung des Richtens. Dieser Motor ist ebenfalls mit der Steuerschaltung 36 verbunden.

Die Erfindung ist auch bei Maschinen anwendbar, welche nicht mit einer Dreipunkt-Meßbasis ausgerüstet sind. In diesem Fall wird das bewegliche Organ, mit welchem die Zielscheibe verbunden ist, entweder durch den Träger des Werkzeuges für die Gleisverschiebung selbst oder durch einen Taster gebildet, der sich in unmittelbarer Nähe dieses Werkzeuges befindet. Der Empfänger ist in diesem Fall der Zielscheibe zugeordnet, in gleicher Weise, wie dies für das bewegliche Organ in der Nähe der Zielscheibe beschrieben wurde, und die Signale des Empfangers werden zur unm ittel baren Steuerung des Motors oder der Kolben-Zylinder-Einheit für die Betätigung der Verschiebewerkzeuge verwendet.

Ausführungsvarianten können vorgesehen sein. So kann das Infrarot-Strahlenbündel durch eine zweite Optik gebündelt und gerichtet werden, welche parallel zu derjenigen des optischen Visiergerätes angeordnet ist, beispielsweise wenn man dieses Strahlenbündel in einem Öffnungswinkel richten will, der von demjenigen des Visiergerätes verschieden ist.

Die die Infrarotstrahlen abgebende Diode 35, welche die punktförmige Lichtquelle dieser Strahlen darstellt, kann in das Gehäuse des Senders 24 der Fernsteuerung integriert sein anstatt in das Gehäuse der verwendeten Optik. In diesem Fall wird der elektrische Leiter 33 durch eine Lichtleitfaser ersetzt, weiche die Lumineszenz der Diode auf die Optik überträgt, durch welche das Strahlenbündel in gleicher Weise, unter Zwischenschaltung eines Prismas 44, gerichtet wird. Diese Variante kann vorgezogen werden, um die Kontrolle der Bestandteile des Senders zu erleichtern, die so in einem gemeinsamen abnehmbaren Gehäuse zusammengefaßt sein können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gleisbehandlungsmaschine mit einer Vorrichtung zum Verschieben des Gleises zur Korrektur der geometrischen Fehler, bei der die Bewegungen mindestens eines Werkzeuges von der Lage einer Zielscheibe (23) abhängig sind, welche an einem beweglichen Organ (43) angeordnet ist, das von mindestens einem Motor (19) angetrieben ist, der von einer Bedienungsperson ferngesteuert wird, um den Visierpunkt dieser Zielscheibe in den Kollimator eines vor der Maschine am Ende eines zu korrigierenden Gleisabschnittes angeordneten optischen Visiergerätes (20) zu bringen, wobei die Orientierung der optischen Achse in Abhängigkeit von der Soll-Richtung des Gleises vcreingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fernsteuerung des Motors (19) zum Antrieb des beweglichen Organs (43) ein Sender (24) und ein Empfänger (25) Tür ein Infrarot-Strahlenbündel mit Modulation der Impulslagen vorgesehen sind, wobei der Sender (24) mit dem optischen Visiergerät (20) und der Empfänger (25) mit der Zielscheibe (23) verbunden sind, daß dem Sender (24) eine Optik zugeordnet ist durch die das ausgestrahlte modulierte Infrarot-Strahlenbündel in die gleiche Richtung wie das Visiergerät (20) gebündelt ist, und daß der Empfänger (25) ein für die Infrarotstrahlen empfindliches Organ (38) aufweist, welches im Wirkungsfeld des Strahlenbündels liegt, wenn das optische Visiergerät (20) auf die Zielscheibe (23) ausgerichtet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sender (24) zugeordnete Optik ein Prisma (44) aufweist, durch das das vom Sender (24) ausgehende Infrarot-Strahlenbündel entlang der optischen Achse des Visiergerätes (20) gerichtet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, daurch gekennzeichnet, daß das vom Sender (24) ausgehende Infrarot-Strahlenbündel durch eine zweite Optik gebündelt wird, welche parallel zu derjenigen des Visiergerätes (20) liegt.

4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sender (24) ausgehende Strahlenbündel von einer punktförmigen Infrarot-Strahlenquelle (35) erzeugt wird, die in die Optik integriert ist, durch welche das Strahlenbündel gerichtet wird und die über einen elektrischen Leiter (33) mit dem Gehäuse des Senders (24) verbunden ist.

5. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sender (24) ausgehende Strahlenbündel von einer punktförmigen Infrarot-Strahlenquelle erzeugt wird, welche in das Gehäuse des Senders (24) integriert und welche mit der das Strahlenbündel richtenden Optik über eine Lichtleitfaser verbunden ist.