DE3913159A1 - Measuring wave-shaped rail deformation - using vehicle with two sensors measuring height difference of two rail top points - Google Patents

Measuring wave-shaped rail deformation - using vehicle with two sensors measuring height difference of two rail top points

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DE3913159A1
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Abstract

A self-propelled or towed rail vehicle (1) has horizontally separate guide rollers (1', 1") and a measurement arrangement with two sensors (4,5) at a defined horizontal separation distance in the direction of travel defining corresp. rail top measurement points. The sensors measure height differences to determine deformation. The associated measurement signals are electronically evaluated to detect waviness information. The height difference signal can be generated optically, electron optically and/or electronically, e.g. using video signal generation. USE/ADVANTAGE - For accurate measurement of wave-shaped deformations of rail surfaces independently of height of vehicle w.r.t. theoretical rail plane.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von wellenförmigen Deformationen an wenigstens einer Schienenoberseite (Schienenlauffläche) eines zu vermessenden Schienenweges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for measuring wavy deformations on at least one Rail top (rail running surface) of one to be measured Rail track with the features of the generic term of claim 1.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Messung von wellenförmigen Deformationen an wenigstens einer Schienenoberseite (Schienenlauffläche) eines zu vermessenden Schienenweges, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 16, insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.The invention further relates to a device for Measurement of wavy deformations at least one rail top (rail running surface) one to surveying rail track, with the features of the generic term of claim 16, in particular a device to carry out the method according to the invention.

Der Stand der TechnikThe state of the art

Es ist eine bekannte Erscheinung, daß die durch schienengebundene Fahrzeuge beanspruchten Schienenlaufflächen, d. h. also beispielsweise die Kontaktflächen von Eisenbahnschienen od. dgl., mit der Zeit plastische Deformationen erleiden, die letztendlich in einer Welligkeit der Schienenoberseite des Schienenweges resultieren. Bei derartigen, an der Schienenlauffläche oder Schienenrolloberfläche auftretenden wellenförmigen Deformationen wird allgemein unterschieden zwischen drei Wellenlängenbereichen und zwar einmal zwischen einem kurzwelligen Bereich mit Wellenlängen von ca. 30 bis 80 mm, einen mittleren Bereich mit Wellenlängen bis ca. 500 mm und schließlich einem langwelligen Bereich, der bis zu Wellenlängen von 3000 mm reicht. It is a well known phenomenon that through rail-bound vehicles use rail treads, d. H. for example the contact areas of railroad tracks or the like, with time undergo plastic deformations that ultimately result in a ripple on the top of the rail track result. With such, on the rail tread or rail rolling surface occurring undulating Deformations are generally distinguished between three Wavelength ranges and once between one short-wave range with wavelengths of approx. 30 to 80 mm, a medium range with wavelengths up to approx. 500 mm and finally a long wave range that up is sufficient for wavelengths of 3000 mm.  

Die Amplituden derartiger Deformationen können z. B. bei sehr stark verschlissenen Schienenoberseiten, in Abhängigkeit von der Wellenart, Werte bis zu 2 mm erreichen.The amplitudes of such deformations can e.g. B. at very heavily worn rail tops, depending of the wave type, values up to 2 mm.

Verschleißerscheinungen der wie vorstehend erläuterten Art führen in erster Linie dazu, daß die Standzeit der gesamten Schiene nicht ausreichend ist, daß der Fahrtwiderstand erhöht wird, was energetische Nachteile mit sich bringt, und daß darüber hinaus sowohl der Fahrkomfort als auch die Umwelt sehr stark durch das Geräuschniveau und die Vibrationen der auf diesen Schienen verkehrenden Schienenfahrzeugen stark belastet werden.Signs of wear and tear as explained above Art lead primarily to the fact that the service life of the entire rail is not sufficient that the driving resistance is increased, which has energetic disadvantages brings itself, and that in addition both the driving comfort as well as the environment very strongly through that Noise level and the vibrations of these Rail vehicles operating on rails are heavily loaded will.

Um eine Schieneninstandsetzung zielgerecht durchführen zu können, ist eine genaue und schnelle Messung der an den Schienenoberseiten aufgetretenen Welligkeiten erforderlich.To carry out a rail repair in a targeted manner To be able to, is an accurate and quick measurement of the ripples that occur on the top of the rails are required.

Aus der DE 30 08 440 C2 ist bereits eine Vorrichtung zur Messung von wellenförmigen Deformationen der Schienenrolloberfläche eines Schienenweges mit wenigstens einer Wellenlänge innerhalb eines ausgewählten Bereiches von Wellenlängen bekannt. Diese Vorrichtung weist insbesondere an einem Rollwagen derart angeordnete Meßfühler oder Abstandsdetektoren auf, daß diese Detektoren die Entfernungen zwischen einer Bezugshöhe am Rollwagen und der zu vermessenden Schienenoberseite erfassen. Insbesondere sind bei der bekannten Vorrichtung an dem Rollwagen in der Fahrtrichtung versetzt mehrere Abstandsdetektoren angeordnet, wobei die Wellen je nach Länge in Gruppen eingeteilt sind. Beispielsweise ist für die Indizierung einer charakteristischen Welle der Rollwagen, der sich auf den Schienen eines Schienenweges mittels zweier Führungsrollen abstützt, mit zwei elektronischen, kontaktlosen Meßfühlern ausgestattet, die zwischen den beiden Führungsrollen des Rollwagens gegenüber einer Erzeugenden der Schienen und in einem horizontalen Abstand voneinander angeordnet sind, welche kleiner ist als die kürzeste Wellenlänge der Deformierungen innerhalb eines gewählten Wellenlängenbereiches. Zur Indizierung der Wellenhöhen wird sodann die Höhendifferenz der beiden Meßfühler erfaßt, die mit einer elektronischen Meßschaltung verbunden sind, wodurch letztlich Ausgangssignale abgegeben werden, die zum einen die mittlere tatsächliche Wellenlänge der erfaßten Deformierung und zum anderen auch die tatsächliche Deformierungstiefe darstellen.DE 30 08 440 C2 already discloses a device for Measurement of wavy deformations of the rail rolling surface a track with at least one Wavelength within a selected range of Wavelengths known. This device particularly has on a trolley so arranged sensors or distance detectors that these detectors Distances between a reference height on the trolley and the top of the rail to be measured. In particular are in the known device on the Trolleys in the direction of travel offset several distance detectors arranged, the waves depending on the length in Groups are divided. For example, for the Indexing a characteristic wave of trolleys, who is on the rails of a railroad track  supported by two guide rollers, with two equipped with electronic, contactless sensors, between the two guide rollers of the trolley towards a generator of the rails and in one horizontal distance from each other, which is smaller than the shortest wavelength of the deformations within a selected wavelength range. Then to index the wave heights the difference in height of the two sensors, which with an electronic measuring circuit are connected, whereby ultimately output signals are given that on the one hand the mean actual wavelength of the detected deformation and on the other hand also the actual Show depth of deformation.

Diese bekannte Vorrichtung besitzt jedoch eine Reihe von Nachteilen. Insbesondere können beträchtliche Meßfehler dadurch auftreten, daß der Rollwagen beim Durchfahren der Meßstrecke, bedingt durch die Kontaktpunkte seiner Führungsrollen zur welligen Schienenoberseite, seine Höhenposition zur theoretischen Schienenebene ändert. Infolgedessen kann z. B. die Situation eintreten, daß die eine Führungsrolle sich im Wellental und die andere Führungsrolle sich gleichzeitig an einer oberen Flanke einer Welle befindet. In diesem Fall ist die Bezugshöhe der Abstandsdetektoren ungleichmäßig, so daß auch die gesuchte Höhendifferenz Δ₁ nicht genau erfaßt werden kann. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Meßvorrichtung liegt auch darin, daß zu jeder charakteristischen Wellenart separate Meßfühler und Auswertungseinheiten verwendet werden müssen. Insgesamt betrachtet, ist die bekannte Vorrichtung nicht dazu geeignet, die Deformierungen im gesamten Wellenlängenbereich zwischen 30 und 3000 mm exakt vermessen zu können, wobei vor allen Dingen auch die tatsächlichen Wellentiefen und -formen nicht genau erfaßt werden können.However, this known device has a number of disadvantages. In particular, considerable measurement errors can occur due to the fact that the trolley changes its height position to the theoretical rail plane when passing through the measurement section due to the contact points of its guide rollers with the undulating rail top. As a result, e.g. B. the situation arises that the one guide role is in the trough and the other guide role is simultaneously on an upper flank of a shaft. In this case, the reference height of the distance detectors is uneven, so that the desired height difference Δ 1 cannot be detected precisely. Another disadvantage of this known measuring device is that separate sensors and evaluation units must be used for each characteristic wave type. Viewed overall, the known device is not suitable for being able to measure the deformations exactly in the entire wavelength range between 30 and 3000 mm, and above all the actual wave depths and shapes cannot be precisely recorded.

Die AufgabenstellungThe task

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß eine exakte Vermessung der Schienenlauffläche mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht ist, wobei insbesondere eine sehr genaue Bestimmung der Welligkeit an den Schienenoberseiten beim Durchfahren einer Meßstrecke mit Hilfe zweier Sensoren und einer elektronischen Auswerteeinheit bei allen vorkommenden Wellenlängen und der Wellenkonfigurationen gewährleistet sein und darüber hinaus auch eine Fahrzeugabhängigkeit der Ausgangssignale der Sensoren eliminiert werden soll.The present invention is based on the object a method with the features of the preamble of Claim 1 to further develop that a exact measurement of the rail running surface with high Speed is made possible, in particular a very precise determination of the ripple on the top of the rails when driving through a measuring section with the help two sensors and an electronic evaluation unit with all occurring wavelengths and the wave configurations be guaranteed and moreover a vehicle dependency of the output signals of the sensors should be eliminated.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 16 zu schaffen, insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei sich diese Vorrichtung insbesondere dadurch auszeichnen soll, daß sie eine exakte Vermessung der Welligkeit an Schienenlaufflächen mit hoher Geschwindigkeit gewährleistet, während gleichzeitig aber auch genaue Welligkeitsinformationen bei sämtlichen in der Praxis auftretenden Wellenlängen und -konfigurationen erhalten werden sollen.Furthermore, the invention is based on the object improved device with the features of the preamble of claim 16 to create, in particular a Device for carrying out the method according to the invention, this device being characterized in particular should distinguish that they are an exact measurement the ripple on rail treads at high speed guaranteed while at the same time also accurate ripple information for all in wavelengths and configurations occurring in practice should be preserved.

Die LösungThe solution

Die wie vorstehend definierte Erfindungsaufgabe wird bei einem Verfahren erfindungsgemäß durch die Maßnahmen in Übereinstimmung mit dem kennzeichenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.The invention task as defined above is at a method according to the invention by the measures  in accordance with the characteristic part of claim 1 solved.

Weitere vorteilhafte, verfahrensgemäße Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den Ansprüchen 2-15.Further advantageous, procedural further developments and configurations result from the claims 2-15.

Darüber hinaus wird die wie oben definierte Erfindungsaufgabe bei einer Vorrichtung durch die Kombination der Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 16 gelöst.In addition, the invention task as defined above in one device by combining the Features according to the characterizing part of claim 16 solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich jeweils aus den Ansprüchen 17-20.Further advantageous embodiments of this invention Device result from the claims 17-20.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die folgende Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiele, wobei gleiche Bezugsziffern durchgehend gleiche Komponenten und Teile bezeichnen.The following serves to explain the invention in more detail Description of the illustrated in the accompanying drawings, preferred embodiments, wherein same reference numerals same components throughout and designate parts.

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht die Komponenten einer auf einem Schienenfahrzeug installierten Vorrichtung zur Messung von wellenförmigen Deformationen an Schienenoberseiten eines Schienenweges; Figure 1 is a schematic side view of the components of a device installed on a rail vehicle for measuring undulating deformations on the top of a rail track.

Fig. 2 u. 3 jeweils verschiedene grafische Darstellungen zur Erläuterung der Prinzipien, die einem bei der Meßvorrichtung nach Fig. 1 angewandten Meßverfahren zugrundeliegen; und Fig. 2 u. 3 each show various graphic representations to explain the principles on which a measuring method used in the measuring device according to FIG. 1 is based; and

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Messung von wellenförmigen Deformationen an Schienenoberseiten eines Schienenweges. Fig. 4 is a block diagram of a further embodiment of a device for measuring wave-shaped deformations on the top of a rail track.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist ein als Meßfahrzeug dienendes Schienenfahrzeug 1 im Abstand voneinander angeordnete Führungsrollen 1′ und 1′′ auf, mittels derer das Schienenfahrzeug 1 auf Schienen 2 eines zu vermessenden Schienenstranges in fahrbarer Weise angeordnet ist, wobei mit dem Pfeil V die Fahrtrichtung angedeutet ist.As can be seen from Fig. 1, a serving as a measuring vehicle rail vehicle 1 spaced guide rollers 1 ' and 1'' , by means of which the rail vehicle 1 is arranged on rails 2 of a rail track to be measured in a mobile manner, with the arrow V the direction of travel is indicated.

Das Schienenfahrzeug 1 ist weiterhin mit einer insgesamt mit der Bezugsziffer 6 bezeichneten Meßvorrichtung ausgestattet, welche dazu dient, irgendwelche aufgrund von Verschleißerscheinungen aufgetretene, wellenförmige Deformationen an einer Schienenoberseite 2 a der den Schienenweg bildenden Schienen 2 zu erfassen. Hauptbestandteil dieser Meßvorrichtung 6 ist hierbei eine Sensorik, die zwei in der Fahrtrichtung V in vorgegebenem, horizontalem Abstand A voneinander angeordnete, erste und zweite Sensoren 4 und 5 aufweist, die vorzugsweise als federnd gelagerte, die Schienenoberseite 2 a kontaktierende Berührungstaster ausgebildet sind.The rail vehicle 1 is further equipped with a measuring device, generally designated by the reference number 6 , which serves to detect any undulating deformations that have occurred due to wear and tear on a rail top 2 a of the rails 2 forming the rail path. The main component of this measuring device 6 is a sensor system which has two first and second sensors 4 and 5 which are arranged in the direction of travel V at a predetermined, horizontal distance A from one another and which are preferably designed as spring-mounted touch buttons that contact the top of the rail 2 a .

Hierbei sind die ersten und zweiten Sensoren 4 und 5 an einer der Schienenoberseite 2 a mit Abstand gegenüberliegenden Grundplatte 6 d eines Gehäuses 6 c der Meßvorrichtung 6 angebracht. Insbesondere ist der erste Sensor 4 mit einem in dem Gehäuse 6 c untergebrachten ersten Führungsglied 6 a und der zweite Sensor 5 mit einem entsprechenden, zweiten Führungsglied 6 b verbunden. Here, the first and second sensors 4 and 5 at a top of rail 2 a at a distance opposite the base plate 6 d 6 c of a housing of the measuring device 6 is mounted. In particular, the first sensor 4 is connected to a first guide member 6 a housed in the housing 6 c and the second sensor 5 is connected to a corresponding second guide member 6 b .

Zwischen dem ersten Führungsglied 6 a und dem ersten Sensor 4 sind eine erste Feder 3 a und zwischen dem zweiten Führungsglied 6 b und dem zweiten Sensor 5 eine zweite Feder 3 b angeordnet, wobei diese beiden Federn 3 a und 3 b jeweils vorgespannt sind und die ihnen zugeordneten Sensoren 4 und 5 in Richtung zur Schienenoberseite 2 a zum Zwecke der entsprechenden Kontaktgabe drücken. Diese federnde Lagerung ist im übrigen so getroffen, daß die beiden Sensoren 4 und 5 bei der Bewegung des Meßfahrzeuges in der Fahrtrichtung V eine gegebene verschleißbedingte Welligkeit der Schienenoberseite 2 a sukzessive abtasten. Im einzelnen weisen hierbei die ersten und zweiten Sensoren 4 und 5 jeweils zugeordnete, erste und zweite Bewegungsachsen 4′ und 5′ auf, wie in den jeweiligen ersten und zweiten Führungsgliedern 6 a und 6 b geführt sind und parallel zueinander verlaufen, während andererseits diese beiden Bewegungsachsen 4′ und 5′ jeweils i. w. senkrecht zur theoretischen Schienenebene und damit praktisch auch zur vorgegebenen Fahrtrichtung V ausgerichtet sind, wie insbesondere die Fig. 1 bis 3 zeigen.Between the first guide member 6 a and the first sensor 4 , a first spring 3 a and between the second guide member 6 b and the second sensor 5 a second spring 3 b are arranged, these two springs 3 a and 3 b are each biased and press sensors 4 and 5 assigned to them towards the top of the rail 2 a for the purpose of making the appropriate contact. This resilient mounting is made in such a way that the two sensors 4 and 5 successively scan a given wear-related ripple of the rail top 2 a during movement of the measuring vehicle in the direction of travel V. Specifically, the first and second sensors 4 and 5 each have associated first and second movement axes 4 ' and 5' , as are guided in the respective first and second guide members 6 a and 6 b and run parallel to one another, while on the other hand these two Movement axes 4 ' and 5' are each aligned perpendicular to the theoretical rail plane and thus practically also to the predetermined direction of travel V , as shown in particular in FIGS. 1 to 3.

Die die beiden Schienenoberseite 2 a berührenden Enden der ersten und zweiten Sensoren 4 und 5 können beispielsweise mit verschleißfesten Belägen oder mit Rollen versehen sein.The ends of the first and second sensors 4 and 5 touching the two rail top 2 a can be provided, for example, with wear-resistant coverings or with rollers.

Durch die beiden ersten und zweiten Sensoren 4 und 5 werden, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, z. B. zwei in dem festen Abstand A voneinander liegende erste und zweite Meßpunkte M₁ und M₂ auf der Schienenoberseite 2 a definiert, denen jeweils SchienendeformationshöhenThe two first and second sensors 4 and 5 , as shown in particular in FIG . B. two at a fixed distance A from each other first and second measuring points M ₁ and M ₂ defined on the top of the rail 2 a , each of which the height of the rail deformation

zugeordnet sind, und zwar gegenüber einer festgelegten Bezugslinie B. are assigned, namely with respect to a fixed reference line B.

Beim Durchfahren des zu vermessenden Schienenweges, d. h. also der Meßstrecke, mit dem Schienenfahrzeug 1 wird somit die Schienenoberseite 2 a mit ihren Wellenamplituden durch die beiden als Berührungstaster ausgebildeten Sensoren 4 und 5 ständig verfolgt, wobei durch die Meßvorrichtung 6 mit ihrer Sensorik eine relative Höhendifferenz δ H bezüglich der jeweiligen Höhenpositionen der beiden im Abstand A aufeinanderfolgenden Meßpunkte M₁ und M₂ genau gemessen und ein diese Höhendifferenz δ H darstellendes Ausgangssignal erzeugt wird, wie weiter unten im einzelnen noch erläutert wird.When traversing the rail path to be measured, that is to say the measuring section, with the rail vehicle 1 , the top side of the rail 2 a with its wave amplitudes is thus constantly tracked by the two sensors 4 and 5 designed as touch sensors, with the measuring device 6 with its sensor system having a relative height difference δ H measured with respect to the respective height positions of the two successive measuring points M ₁ and M ₂ at a distance A and an output signal representing this height difference δ H is generated, as will be explained in more detail below.

Zur Meßvorrichtung gehöhren ferner zwei am Fahrgestell des Schienenfahrzeugs 1 angebrachte, erste und zweite Strahlungsquellen 9 a und 9 b, die vorzugsweise jeweils mit einem LASER ausgestattet sind und somit zwei erste Die primären Strahlrichtungen der ersten und zweiten Laser-Strahlen 9 c und 9 d sind zunächst sowohl parallel zueinander als auch parallel zu den ersten und zweiten Bewegungsachsen 4′ und 5′ der Sensoren 4 und 5 ausgerichtet, wie in der Fig. 1 dargestellt. Gegebenenfalls können diese primären Strahleinrichtungen der ersten und zweiten Laser-Strahlen 9 c und 9 d auch mit diesen ersten und zweiten Bewegungsachsen 4′ und 5′ koinzidieren.The measuring device also includes two first and second radiation sources 9 a and 9 b attached to the chassis of the rail vehicle 1 , which are preferably each equipped with a LASER and thus two first. The primary beam directions of the first and second laser beams 9 c and 9 d are initially aligned both parallel to each other and parallel to the first and second axes of movement 4 ' and 5' of the sensors 4 and 5 , as shown in FIG. 1. If necessary, these primary beam devices of the first and second laser beams 9 c and 9 d can also coincide with these first and second movement axes 4 ' and 5' .

Weiterhin sind nun ebenfalls mit den ersten und zweiten Bewegungsachsen 4′ und 5′ gekoppelte, erste und zweite optische Umlenkmittel 10 a und 10 b vorgesehen, z. B. in Form von Prismen oder Spiegeln, durch welche die ersten und zweiten Laserstrahlen 9 c und 9 d so jeweils um 90° umgelenkt werden, daß erste und zweite umgelenkte Laserstrahlen 7 und 8 mit sekundären, jeweils senkrecht zu den Bewegungsachsen 4′ und 5′ der Sensoren 4 und 5 ausgerichteten Strahlrichtungen entstehen. Furthermore, now also with the first and second axes of movement 4 ' and 5' coupled, first and second optical deflection means 10 a and 10 b are provided, for. B. in the form of prisms or mirrors through which the first and second laser beams 9 c and 9 d are deflected by 90 ° so that first and second deflected laser beams 7 and 8 with secondary, each perpendicular to the axes of movement 4 ' and 5 'Of the sensors 4 and 5 aligned beam directions arise.

Infolgedessen werden die durch das Abtasten der Schienenoberseite 2 a bedingten vertikalen Auf- und Abbewegungen der beiden Sensoren 4 und 5 mit Hilfe der geschilderten, laseroptischen Mittel quasi sichtbar dargestellt, oder, mit anderen Worten, es erfolgt eine Indizierung der jeweiligen Höhenpositionen der durch die beiden Sensoren 4 und 5 definierten Meßpunkte M₁ und M₂ auf der Schienenoberseite 2 a mittels der senkrecht zu den Bewegungsachsen 4′ und 5′ ausgerichteten Laserstrahlen 7 und 8. Insbesondere besteht hierbei die Möglichkeit, den vertikalen Abstand zwischen diesen beiden Laserstrahlen 7 und 8 zu erfassen und die jeweilige Höhendifferenz δ H zwischen den Höhenpositionen der beiden im Abstand A aufeinanderfolgenden Meßpunkte M₁ und M₂ zu ermitteln. Der vertikale Abstand zwischen den beiden Laserstrahlen 7 und 8 ist gleich dieser Höhendifferenz δ H.As a result, the vertical up and down movements of the two sensors 4 and 5 caused by the scanning of the rail top 2 a are shown in a quasi-visible manner with the aid of the laser-optical means described, or, in other words, the respective height positions are indicated by the two Sensors 4 and 5 defined measuring points M ₁ and M ₂ on the top of the rail 2 a by means of the laser beams 7 and 8 aligned perpendicular to the axes of movement 4 ' and 5' . In particular, there is the possibility of detecting the vertical distance between these two laser beams 7 and 8 and of determining the respective height difference δ H between the height positions of the two measuring points M ₁ and M ₂ which are successive at distance A. The vertical distance between the two laser beams 7 and 8 is equal to this height difference δ H.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, läßt sich diese Höhendifferenz δ H vorzugsweise mit Hilfe eines videotechnischen Abtastverfahrens erfassen, wobei zu diesem Zweck am Fahrgestell des Schienenfahrzeugs 1 eine entsprechende Abtastvorrichtung ortsfest angebracht ist, die eine Videokamera 12 aufweist.As can be seen from FIG. 1, this height difference δ H can preferably be recorded with the aid of a video-technical scanning method, for which purpose a corresponding scanning device, which has a video camera 12 , is fixedly attached to the chassis of the rail vehicle 1 .

Diese Videokamera ist nun mit ihrer Blickrichtung 12 c in der Weise ausgerichtet, daß ein Beobachtungsfeld 11 definiert ist, durch welches die beiden umgelenkten, ersten und zweiten Laserstrahlen 7 und 8 verlaufen. Infolgedessen läßt sich im Beobachtungsfeld 11 der Videokamera 12 der jeweilige vertikale Abstand zwischen beiden umgelenkten Laserstrahlen 7 und 8 permanent erfassen, wobei ein die entsprechende Höhendifferenz δ H darstellendes Ausgangssignal erzeugt wird. Aufgrund der geschilderten, laseroptischen Maßnahmen in Verbindung mit der Videosignalerzeugung lassen sich von der momentanen Höhenlage des bewegten Schienenfahrzeugs 1 bzw. dessen Fahrgestells relativ zur theoretischen Schienenwegebene unabhängige Meßergebnisse erreichen.This video camera is now aligned with its viewing direction 12 c in such a way that an observation field 11 is defined, through which the two deflected, first and second laser beams 7 and 8 run. As a result, the respective vertical distance between the two deflected laser beams 7 and 8 can be permanently detected in the observation field 11 of the video camera 12 , an output signal representing the corresponding height difference δ H being generated. Due to the laser-optical measures described in connection with the video signal generation, independent measurement results can be achieved from the current altitude of the moving rail vehicle 1 or its chassis relative to the theoretical rail.

Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist ein Ausgang 12 a der Videokamera 12 über eine Leitung 12 b mit einem ersten Eingang 13 a einer elektronischen Auswerteeinheit 13 verbunden, so daß also die Ausgangssignale der Videokamera 12 während der Durchführung des Meßverfahrens laufend zu der Auswerteeinheit 13 übertragen werden, in der sodann die Ausgangssignale der Videokamera 12 durch ein vorgegebenes Objekterkennungsprogramm zur maßgerechten Erfassung der gesuchten, tatsächlichen Schienendeformationshöhen verarbeitet werden, wie dies weiter unten im einzelnen noch erläutert wird.As further shown in FIG. 1, an output 12 a of the video camera 12 is connected via a line 12 b to a first input 13 a of an electronic evaluation unit 13 , so that the output signals of the video camera 12 are continuously transmitted to the evaluation unit 13 while the measuring method is being carried out are transmitted, in which the output signals of the video camera 12 are then processed by a predefined object recognition program for the dimensionally correct detection of the sought, actual rail deformation heights, as will be explained in more detail below.

Insbesondere werden im Zuge der weiteren Signalverarbeitung die die gemessenen Höhendifferenzen δ H darstellenden Ausgangssignale der Videokamera 12 nach Maßgabe eines vorwählbaren Meßrasters S (vgl. Fig. 2) erfaßt und verarbeitet, das vorzugsweise von einem digitalen Weggeber 14 erzeugt wird, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Dieser digitale Weggeber 14 ist vorzugsweise mit der zweiten Führungsrolle 1′′ des Schienenfahrzeugs 1 gekoppelt, wobei andererseits der Weggeber 14 einen Ausgang 14 a aufweist, der über eine Leitung 14 b mit einem zweiten Eingang 13 b der Auswerteeinheit 13 verbunden ist.In particular, in the course of further signal processing, the output signals of the video camera 12 representing the measured height differences δ H are recorded and processed in accordance with a preselectable measurement grid S (see FIG. 2), which is preferably generated by a digital displacement sensor 14 , as shown in FIG. 1 evident. This digital displacement sensor 14 is preferably coupled to the second guide roller 1 '' of the rail vehicle 1 , on the other hand the displacement sensor 14 has an output 14 a , which is connected via a line 14 b to a second input 13 b of the evaluation unit 13 .

Wie anhand der Fig. 2 näher erläutert wird, werden von diesem digitalen Weggeber 14 impulsförmige Wegsignale s mit ganzzahliger Impulszahl n und in periodischen Abständen s′ abgegeben, wobei diese Wegsignale s das Meßraster S definieren und über die Leitung 14 b zu der elektronischen Auswerteeinheit 13 geleitet werden.As will be explained in more detail with reference to FIG. 2, 14 digital pulse signals s with integral number of pulses n and at periodic intervals s' are emitted by this digital displacement sensor 14 , these displacement signals s defining the measuring grid S and via line 14 b to the electronic evaluation unit 13 be directed.

In dieser Auswerteeinheit 13 werden sodann die die Höhendifferenzen δ H darstellenden Ausgangssignale der Videokamera 12 nach der Maßgabe des Meßrasters S zu den Wegsignalen s des digitalen Weggebers 14 nebengeordnet verarbeitet.In this evaluation unit 13 , the output signals of the video camera 12 representing the height differences δ H are then processed in a subordinate manner in accordance with the measurement grid S in relation to the travel signals s of the digital travel sensor 14 .

Bezüglich des Meßrasters S gelten die folgenden Beziehungen:The following relationships apply to the measuring grid S.

s′ « A s ′ « A

undand

mit s′=Abstand zwischen je zwei Wegsignalen s und A=horizontaler Abstand der Meßpunkte M₁ und M₂ und gleichzeitig Länge des Meßrasters S.with s' = distance between two path signals s and A = horizontal distance between the measuring points M ₁ and M ₂ and at the same time the length of the measuring grid S.

Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich, ist der elektronischen Auswerteeinheit 13 noch eine Dateneingabeeinheit 15 vorgeschaltet, welche einen Ausgang 15 a aufweist, der über eine Leitung 15 b gekoppelt ist. Diese Dateneingabeeinheit 15 dient zum Eingeben von bekannten, tatsächlichen SchienendeformationshöhenAs can further be seen from FIG. 1, the electronic evaluation unit 13 is preceded by a data input unit 15 which has an output 15 a , which is coupled via a line 15 b . This data entry unit 15 is used to enter known, actual rail deformation heights

relativ zu einer vorgegebenen, horizontalen Bezugslinie B (vgl. Fig. 2), wobei die Schienendeformationshöhenrelative to a predetermined, horizontal reference line B (see FIG. 2), the rail deformation heights

anhand einer vorgegebenen, dem zu vermessenden Schienenweg, d. h. der Meßstrecke, vorgelagerten Eichstrecke E vorab gemessen werden. Hierbei wird die Länge der Eichstrecke E mindestens gleich dem horizontalen Abstand A zwischen zwei Meßpunkten M₁ und M₂ auf der Schienenoberseite 2 a gewählt und insbesondere gilt z. B. gemäß Fig. 2:be measured beforehand using a predetermined calibration path E which is upstream of the rail path to be measured, ie the measuring path. Here, the length of the calibration distance E is selected at least equal to the horizontal distance A between two measuring points M ₁ and M ₂ on the top of the rail 2 a and in particular applies z. B. according to FIG. 2:

E = S + 2s′. E = S + 2 s ′ .

Es werden somit am Anfang des Meßverfahrens die tatsächliche Welligkeit der Schienenoberseite 2 a, auf die relativ kurze Eichstrecke E bezogen, und damit also die tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf dieser Eichstrecke E vorzugsweise mit Hilfe eines tragbaren Schienenwelligkeitsmeßgeräts 17 (vgl. Fig. 4) erfaßt, wobei diese sodann bekannten Welligkeitsinformationen bei der weiteren Verarbeitung der Ausgangssignale der Videokamera 12 in der Auswerteeinheit 13 berücksichtigt werden, um die tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf der gesamten Meßstrecke und damit deren Welligkeit exakt ermitteln zu können.Thus, at the beginning of the measuring process, the actual ripple of the rail top 2 a, based on the relatively short calibration distance E , and thus the actual rail deformation heights on this calibration path E are preferably recorded with the aid of a portable rail ripple measuring device 17 (see FIG. 4), whereby this then known ripple information is taken into account in the further processing of the output signals of the video camera 12 in the evaluation unit 13 in order to be able to exactly determine the actual rail deformation heights over the entire measuring section and thus their ripple.

Auf diese Weise ist ein präziser Zusammenhang zwischen den zu ermittelnden Schienendeformationshöhen und den mittels der Sensorik der Meßvorrichtung 6 gemessenen Höhendifferenzen δ H nicht nur auf die Eichstrecke E bezogen, sondern aufgrund einer gegebenen Korrelation beim weiteren Durchfahren der gesamten Meßstrecke auch auf die Meßstrecke bezogen a priori festlegbar, um die Deformationshöhen rechnerisch ermitteln zu können.In this way, a precise relationship between the rail deformation heights to be determined and the height differences δ H measured by means of the sensor system of the measuring device 6 is not only related to the calibration distance E , but also a priori based on a given correlation when driving through the entire measuring distance definable in order to be able to determine the deformation heights mathematically.

Wie Fig. 1 ferner zeigt, weist die elektronische Auswerteeinheit 13 noch einen Ausgang 13 d auf, der über die Leitung 13 e mit einem Eingang 16 a einer Datenausgabeeinheit 16 verbunden ist, durch welche die verarbeiteten Informationen zur genauen Analyse der Meßstrecke hinsichtlich ihrer Welligkeit zur Verfügung gestellt werden.As FIG. 1 also shows, the electronic evaluation unit 13 also has an output 13 d , which is connected via line 13 e to an input 16 a of a data output unit 16 , through which the processed information for precise analysis of the measuring section with regard to its ripple Will be provided.

Fig. 4 zeigt schematisch ein komplettes Blockschaltbild einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens beispielsweise dienenden Meßanordnung, welche in ähnlicher Weise, wie bereits anhand der Fig. 1 erläutert, auf einem als Meßfahrzeug dienenden Schienenfahrzeug installiert ist, wobei zu dieser Meßanordnung auch noch ein tragbares Schienenwelligkeitsmeßgerät zur Erfassung der tatsächlichen Welligkeit auf der Eichstrecke E (vgl. Fig. 2 oder 3) gehört. Fig. 4 shows schematically a complete block diagram of a measuring arrangement, for example for the implementation of the measuring method according to the invention, which is installed in a similar manner, as already explained with reference to Fig. 1, on a rail vehicle serving as a measuring vehicle, with this measuring arrangement also a portable rail ripple measuring device belongs to the detection of the actual ripple on the calibration path E (see FIG. 2 or 3).

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind wiederum eine Dateneingabeeinheit 15, ein digitaler Weggeber 14 sowie eine Meßeinheit 22 für w H-Werte vorgesehen, wobei diese Meßeinheit 22 praktisch sämtliche Komponenten der in Fig. 1 dargestellten Meßvorrichtung 6 einschließlich deren Sensorik, die Strahlungsquellen zur Erzeugung der Laserstrahlen sowie die videotechnische Abtastvorrichtung umfaßt, wie im einzelnen bereits anhand der Fig. 1 weiter oben erläutert wurde.As can be seen from FIG. 4, a data input unit 15 , a digital displacement sensor 14 and a measuring unit 22 for w H values are again provided, this measuring unit 22 practically all components of the measuring device 6 shown in FIG. 1 including its sensors, the radiation sources for Generation of the laser beams and the video-technical scanning device comprises, as has already been explained in detail above with reference to FIG. 1.

Dateneingabeeinheit 15, digitaler Weggeber 14 und Meßeinheit 22 sind jeweils mit der elektronischen Auswerteeinheit 13 verbunden.Data input unit 15 , digital displacement sensor 14 and measuring unit 22 are each connected to the electronic evaluation unit 13 .

Im einzelnen ist hierbei die Dateneingabeeinheit 15 über die Leitung 15 b mit einem ersten Berechnungsmodul 20 verbunden, welches seinerseits über eine Leitung 20 a an einen Speicher 21 angeschlossen ist. Specifically, the data input unit 15 is connected via line 15 b to a first calculation module 20 , which in turn is connected to a memory 21 via line 20 a .

Das erste Berechnungsmodul 20 steht ferner über eine Leitung 20 b mit einem Datenbus 32 in Verbindung.The first calculating module 20 also communicates via a line 20 b to a data bus 32 in connection.

Der Speicher 21 ist nun über eine Leitung 21 a mit einem ersten Komparator 27 a sowie über eine weitere Leitung 21 b mit dem Datenbus 32 gekoppelt.The memory 21 is now coupled via a line 21 a to a first comparator 27 a and via a further line 21 b to the data bus 32 .

Der digitale Weggeber 14 ist über die Leitung 14 b an ein Modul 23 angeschlossen, mit welchem die Meßeinheit 22 über eine Leitung 22 a ebenfalls verbunden ist. Das Modul 23 ist über eine Leitung 23 a mit einem Streckenspeicher 24 verbunden, ferner besteht eine Verbindung zwischen Modul 23 und Datenbus 32 über eine Leitung 23 b.The digital displacement sensor 14 is connected via line 14 b to a module 23 , to which the measuring unit 22 is also connected via a line 22 a . The module 23 is connected via a line 23 a to a track memory 24 , there is also a connection between the module 23 and the data bus 32 via a line 23 b .

Von dem Streckenspeicher 24 aus führen eine Leitung 24 a zu dem ersten Komparator 27 a, sowie eine abgezweigte Leitung 24 b zu einem dritten Berechnungsmodul 28 b. Auch der Streckenspeicher 24 ist über eine Leitung 24 c an den Datenbus 32 angeschlossen.Of the route memory 24 a line lead 24 a to the first comparator 27a and a branched line 24 b to a third calculation module 28 b. Also the route storage 24 is connected via a line 24 c connected to the data bus 32nd

Die Auswerteeinheit 13 enthält ferner einen Betriebsmoduswähler 25, welchem mittels einer Leitung 25 a ein Verknüpfungsglied 31 nachgeschaltet ist.The evaluation unit 13 also contains an operating mode selector 25 , which is followed by a link 31 by means of a line 25 a .

Dieses Verknüpfungsglied 31 ist seinerseits über eine Leitung 31 a an ein Eichmodul 26 und ferner über eine weitere Leitung 31 b an einen zweiten Komparator 27 b angeschlossen.This link 31 is in turn connected via a line 31 a to a calibration module 26 and also via a further line 31 b to a second comparator 27 b .

Von dem Eichmodul 26 aus führt eine Leitung 26 a zu dem ersten Komparator 27 a. Dieser erste Komparator 27 a weist somit drei Eingänge auf, durch welche er mit dem Speicher 21, mit dem Streckenspeicher 24 und mit dem Eichmodul 26 gekoppelt ist. Andererseits ist der erste Komparator 27 a über eine Leitung 27 e mit einem zweiten Berechnungsmodul 28 a verbunden. Ferner besteht zwischen dem ersten Komparator 27 a und dem Datenbus 32 eine Verbindung über eine Leitung 27 d.From the calibration module 26 from a line 26 a leading to the first comparator 27 a. This first comparator 27 a thus has three inputs through which it is coupled to the memory 21 , to the distance memory 24 and to the calibration module 26 . On the other hand, the first comparator 27 a is connected via a line 27 e to a second calculation module 28 a . Furthermore, there is a connection between the first comparator 27 a and the data bus 32 via a line 27 d .

Der zweite Berechnungsmodul 28 a ist über eine Leitung 28 d mit dem dritten Berechnungsmodul 28 b verbunden, ferner ist der zweite Komparator 27 b über eine Leitung 27 c ebenfalls mit dem dritten Berechnungsmodul 28 b verbunden. Dieser dritte Berechnungsmodul 28 b weist somit drei Eingänge auf, durch welche er mit dem zweiten Berechnungsmodul 28 a, dem Streckenspeicher 24 und dem zweiten Komparator 27 b gekoppelt ist.The second calculation module 28 a is connected via a line 28 d to the third calculation module 28 b , furthermore the second comparator 27 b is likewise connected to the third calculation module 28 b via a line 27 c . This third calculation module 28 b thus has three inputs, through which it is coupled to the second calculation module 28 a, the distance memory 24 and the second comparator 27 b .

Weiterhin ist der dritte Berechnungsmodul 28 b über eine Leitung 28 e mit dem Datenbus 32 verbunden, ferner besteht eine Verbindung zwischen dem dritten Berechnungsmodul 28 b und einem Speicher 29 über eine weitere Leitung 28 c. Furthermore, the third calculation module 28 b via a line 28 e to the data bus 32 is connected, further, there is a connection between the third calculation module 28 b and a memory 29 via a further line c 28th

Der Speicher 29 ist seinerseits über eine Leitung 29 a mit einer Ausgabeeinheit 30 verbunden. Weiterhin ist der Speicher 29 über eine Leitung 29 b an den Datenbus 32 angeschlossen, an den im übrigen auch der zweite Berechnungsmodul 28 a über eine Leitung 28 f angeschlossen ist.The memory 29 is in turn connected to an output unit 30 via a line 29 a . Furthermore, the memory 29 is connected via a line 29 b to the data bus 32 , to which the second calculation module 28 a is also connected via a line 28 f .

Der Datenbus 32 ist schließlich an einen Rechner (CPU) 33 angeschlossen.The data bus 32 is finally connected to a computer (CPU) 33 .

Das zur Vorab-Vermessung der Eich-Strecke E dienende, tragbare Schienenwelligkeitsmeßgerät 17 ist über eine Leitung 17 a mit einem Meßstreifen 18 verbunden, der seinerseits über eine Leitung 19 an die Dateneingabeeinheit 15 anschließbar ist. The preliminary measurement for the calibration distance E serving portable Schienenwelligkeitsmeßgerät 17 is connected via a line 17 a with a strain gauge 18 which is in turn connected via a line 19 to the data input unit 15 °.

Die Funktionsweise der in Fig. 4 mit ihrem Blockschaltbild dargestellten Meßanordnung ist wie folgt, wobei gleichzeitig auch die grafischen Darstellungen gemäß den Fig. 2 und 3 Bezug genommen wird:The method of operation of the measuring arrangement shown in FIG. 4 with its block diagram is as follows, reference also being made to the graphical representations according to FIGS. 2 and 3:

Fig. 2 zeigt hierbei in einer gegenüber Fig. 3 etwas vergrößerten Darstellung den Verlauf der Eichstrecke E, auf der am Anfang des Meßverfahrens die tatsächlichen Schienendeformationshöhen mit Hilfe des tragbaren Schienenwelligkeitsmeßgeräts 17 erfaßt werden. Fig. 2 shows this in a comparison with FIG. 3 is somewhat enlarged view of the course of the calibration segment E, the actual end of the rail formation heights with the aid of the portable Schienenwelligkeitsmeßgeräts 17 are detected on the at the beginning of the measurement process.

In der Fig. 3 ist die wellige Schienenoberseite 2 a mit den beiden, mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Meßfahrzeuges, d. h. also des Schienenfahrzeugs 1 gemäß Fig. 1, auf der Schienenoberseite 2 a gleitenden Sensoren bzw. Berührungstastern 4 und 5 schematisch dargestellt, wobei diese Sensoren mit ihren zueinander parallelen Bewegungsachsen 4′ und 5′ im fest vorgegebenen, horizontalen Abstand A von einander angeordnet sind und zwar entsprechend der Anordnung gemäß Fig. 1.In Fig. 3 the wavy rail top 2 a with the two, with the speed of movement of the measuring vehicle, that is, the rail vehicle 1 according to FIG. 1, on the rail top 2 a sliding sensors or touch buttons 4 and 5 is shown schematically, these sensors with their mutually parallel movement axes 4 ' and 5' are arranged at a fixed, predetermined horizontal distance A from one another, in accordance with the arrangement according to FIG. 1.

Die Höhendifferenzen w H, δ H′₁. . . δ H′ n werden hierbei jeweils in der Art und Weise gemessen, wie dies bereits weiter oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert ist.The height differences w H, δ H ' ₁. . . δ H ' n are each measured in the manner in which this is explained in more detail above with reference to FIGS. 1 and 2.

Die diese δ H-Werte darstellenden Ausgangssignale werden beim Durchfahren der kompletten Meßstrecke mit dem Schienenfahrzeug 1 in gleichmäßigen Abständen s′ nach Maßgabe der Wegsignale s des digitalen Weggebers 14 erfaßt. Beim Durchlaufen der Meßstrecke werden daher durch den entgegengesetzt zur Fahrtrichtung V gelegenen ersten Sensor 4 nach Maßgabe der Wegsignale s des digitalen Weggebers 14 jeweils die gleichen Meßpunkte kontaktiert, die bereits mit dem in der Fahrtrichtung V gelegenen zweiten Sensor 5 in der gegebenen Impulszahl n entsprechenden, früheren Meßpositionen kontaktiert worden sind. Bei bekannten Höhenpositionen der Wellen an der Schienenoberfläche 2 a im Bereich des Abstandes A zwischen den beiden ersten und zweiten Sensoren 4 und 5, d. h. bei bekannten tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf der Eichstrecke E (vgl. Fig. 2), werden daher beim Weiterfahren auf der Meßstrecke die entsprechenden, jeweils darauffolgend erfaßten Höhendifferenzen δ H′₁, w H′₂ . . . δ H′ n für die Berechnung der tatsächlichen gesuchten SchienendeformationshöhenThe output signals representing these δ H values are detected when the rail vehicle 1 travels through the entire measuring section at regular intervals s' in accordance with the travel signals s of the digital travel sensor 14 . When passing through the measuring path, the first sensor 4, which is opposite to the direction of travel V , contacts the same measuring points in accordance with the path signals s of the digital displacement sensor 14 , which are already corresponding with the second sensor 5 in the given direction V in the given number of pulses n , earlier measuring positions have been contacted. With known height positions of the waves on the rail surface 2 a in the area of the distance A between the two first and second sensors 4 and 5 , ie with known actual rail deformation heights on the calibration path E (see FIG. 2), therefore, when continuing on the measuring path the corresponding, in each case subsequently detected height differences δ H ' ₁, w H' ₂. . . δ H ′ n for the calculation of the actual rail deformation heights sought

benutzt.used.

Zu Beginn des Meßverfahrens werden zunächst die tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf der vorgegebenen Eichstrecke E an den im Abstand A voneinander liegenden Meßpunkten M₁ und M₂, die durch das Meßraster S definiert M₁ und M₂, die durch das Meßraster S definiert sind, gemessen, wobei diese Messung unabhängig von dem Schienenfahrzeug 1 und von dessen Meßvorrichtung 6 erfolgt und zwar mit Hilfe des gesonderten, tragbaren Schienenwelligkeitsmeßgerätes 17. Die von diesem Schienenwelligkeitsmeßgerät 17 gelieferten Informationen werden in der Form des anschließenden Meßstreifens 18 erstellt, dessen Daten sodann über die Leitung 19 in die Dateneingabeeinheit 15 eingegeben werden, in welcher diese Informationen entsprechend dem Meßraster S für die weitere Datenverarbeitung vorbereitet werden. In dem auf die Dateneingabeeinheit 15 folgenden, ersten Berechnungsmodul 20 werden sodann aufgrund der vom Meßstreifen 18 gelieferten Welligkeitsinformationen die theoretischen Höhendifferenzen δ H berechnet und in dem darauffolgenden Speicher 21 abgespeichert, und zwar nach Maßgabe des Meßrasters S, wie in Fig. 2 gezeigt. At the beginning of the measuring process, the actual rail deformation heights are first measured on the predetermined calibration path E at the measuring points M ₁ and M ₂ which are at a distance A from one another and which are defined by the measuring grid S M ₁ and M ₂ which are defined by the measuring grid S , this measurement being carried out independently of the rail vehicle 1 and of its measuring device 6 with the help of the separate, portable rail ripple measuring device 17th The information provided by this rail waviness measuring device 17 is created in the form of the subsequent measuring strip 18 , the data of which are then input via line 19 into the data input unit 15 , in which this information is prepared according to the measuring grid S for further data processing. In the first calculation module 20 following the data input unit 15 , the theoretical height differences δ H are then calculated on the basis of the ripple information provided by the measuring strip 18 and stored in the subsequent memory 21 , in accordance with the measurement grid S, as shown in FIG. 2.

Nach der Durchführung dieser Eichmessung mit Hilfe des tragbaren Schienenwelligkeitsmeßgeräts 17 wird sodann die Eichstrecke E oder zumindest ein Teilabschnitt davon, der wenigstens gleich dem horizontalen Abstand A ist, mit dem Schienenfahrzeug 1 durchfahren, wobei mit Hilfe dessen Meßvorrichtung, d. h. mit Hilfe der Meßeinheit 22, wie in Fig. 4 dargestellt, jeweils ein die gemessene Höhendifferenz darstellendes Ausgangssignal erzeugt wird.After this calibration measurement has been carried out with the aid of the portable rail ripple measuring device 17 , the calibration section E or at least a partial section thereof, which is at least equal to the horizontal distance A, is then traversed by the rail vehicle 1 , with the aid of its measuring device, ie with the aid of the measuring unit 22 , As shown in Fig. 4, an output signal representing the measured height difference is generated.

Gleichzeitig werden von dem digitalen Weggeber 14 die impulsförmigen Wegsignale s mit der ganzzahligen Impulszahl n und in periodischen Abständen s′ abgegeben.At the same time, the digital path encoder 14 emits the pulse-shaped path signals s with the integer number of pulses n and at periodic intervals s' .

Sowohl die Ausgangssignale der Meßeinheit 22 als auch die Wegsignale des digitalen Weggebers 14 werden in das Modul 23 eingegeben, in welchem die gelieferten Informationen nach Maßgabe des Meßrasters S zueinander geordnet werden, wobei sodann die resultierenden Signale in dem nachfolgenden Streckenspeicher 24 abgespeichert werden.Both the output signals of the measuring unit 22 and the path signals of the digital path encoder 14 are input into the module 23 , in which the information supplied is arranged in relation to one another in accordance with the measurement grid S , the resulting signals then being stored in the subsequent path memory 24 .

Zu Beginn des Meßverfahrens wird der Betriebsmoduswähler 25 mit Hilfe des Verknüpfungsgliedes 31 auf den Eichmodul 26 eingestellt, von welchem aus über die Leitung 26 a der erste Komparator 27 a aktiviert wird. In diesem ersten Komparator 27 a werden gleichzeitig die aus dem Speicher 21 und dem Streckenspeicher 24 ausgelesenen Signale geleitet. Infolgedessen werden die durch den ersten Berechnungsmodul 20 berechneten, im Speicher 21 abgespeicherten Höhendifferenzen δ H mit den durch die Meßeinheit 22 gemessenen, im Streckenspeicher 24 abgespeicherten δ H-Ausgangssignale im ersten Komparator 27 a miteinander verglichen. Aufgrund dieses Vergleiches werden sodann in dem anschließenden, zweiten Berechnungsmodul 28 a die tatsächlichen Strecken- und Höhenpositionen der Sensoren 4 und 5 der Meßeinheit 22 auf der Eichstrecke berechnet, ferner werden die tatsächlichen SchienendeformationshöhenAt the start of the measuring process, the operating mode selector 25 is set with the aid of the link 31 to the calibration module 26 , from which the first comparator 27 a is activated via the line 26 a . In this first comparator 27 a , the signals read out from the memory 21 and the section memory 24 are simultaneously conducted. As a result, the height differences δ H calculated by the first calculation module 20 and stored in the memory 21 are compared with the δ H output signals measured by the measuring unit 22 and stored in the path memory 24 in the first comparator 27 a . Because this comparison of the sensors 4 and 5 of the measuring unit 22 are then in the subsequent, second calculation module 28 a, the actual distance and altitude positions calculated on the calibration track, further, the actual end of the rail formation heights

entsprechend dem Abstand A und dem Meßraster S in dem zweiten Berechnungsmodul 28 a berechnet.calculated in accordance with the distance A and the measurement grid S in the second calculation module 28 a .

Diese anhand der Eichstrecke E somit bekannten, tatsächlichen Schienendeformationshöhen werden dann der Berechnung aller weiteren, gesuchten Schienendeformationshöhen auf der sich daran anschließenden kompletten Meßstrecke zugrundegelegt.These actual rail deformation heights thus known on the basis of the calibration path E are then used as a basis for the calculation of all further rail deformation heights sought on the subsequent complete measuring path.

Es wird daher der auf die Eichstrecke E folgende, weitere Schienenweg und damit also die vollständige Meßstrecke mit dem Schienenfahrzeug 1 gemäß Fig. 1 durchfahren, wobei beim Anfahren der Betriebsmoduswähler 25 über das Verknüpfungsglied 31 in den Meß- und Auswertungszustand in dem zweiten Komparator 27 b gesetzt wird.The further rail path following the calibration path E and thus the complete measuring path with the rail vehicle 1 according to FIG. 1 is therefore traversed, the operating mode selector 25 being approached via the link 31 in the measuring and evaluation state in the second comparator 27 b is set.

Beim weiteren Ablauf des Meßverfahrens werden daher die von dem zweiten Berechnungsmodul 28 a geliefertenAs the measuring process continues, the second calculation module 28 a delivers

zu dem folgenden dritten Berechnungsmodul 28 b weitergeleitet, welcher über das Glied 27 b aktiviert ist, wobei gleichzeitig auch die vom Streckenspeicher 24 herkommenden Signale in den dritten Berechnungsmodul 28 b geleitet werden. Bei diesen vom Streckenspeicher 24 herrührenden Signalen handelt es sich um die die Höhendifferenzen δ H′₁, Δ H′₂ . . . w H′ n darstellenden Ausgangssignale, die von der Meßeinheit 22 aufgrund der Messung der jeweiligen Höhendifferenzen zwischen den zwei aufeinanderfolgenden, durch das Meßraster S definierten, in gegebenem Abstand A voneinander liegenden Meßpunkten auf der Meßstrecke geliefert werden, d. h. also zwischen den Meßpunktenforwarded to the following third calculation module 28 b , which is activated via the link 27 b , at the same time the signals coming from the track memory 24 are also routed to the third calculation module 28 b . These signals originating from the section memory 24 are the height differences δ H ' ₁, Δ H' ₂. . . w H ' n representing output signals, which are supplied by the measuring unit 22 based on the measurement of the respective height differences between the two successive measuring points defined by the measuring grid S , at a given distance A from one another on the measuring section, that is to say between the measuring points

In dem dritten Berechnungsmodul 28 b werden somit die durch die Meßeinheit 22 auf der Meßstrecke gemessenen Höhendifferenzen in Korrelation mit den im zweiten Berechnungsmodul 28 a berechneten und damit bereits bekannten Werten der Schienendeformationshöhe verarbeitet, so daß nunmehr ohne weiteres die an den auf der Meßstrecke aufeinander folgenden MeßpunktenIn the third calculation module 28 b , the height differences measured by the measuring unit 22 on the measurement section are processed in correlation with the values of the rail deformation height calculated and thus already known in the second calculation module 28 a , so that the successive ones on the measurement section are now easily processed Measuring points

zu erfassenden, unbekannten Schienendeformationshöhen berechnet werden können, wobei die folgenden Beziehungen zugrundegelegt werden:to be recorded, unknown rail deformation heights can be calculated can, using the following relationships will:

Die in dem dritten Berechnungsmodul 28 b berechneten Werte für die zu erfassenden Schienendeformationshöhen auf der Meßstrecke werden sodann in den nachgeschalteten Speicher 29 weitergeleitet, wo diese Werte den entsprechenden Meßstreckenpositionen nebengeordnet zur nachfolgenden Ausgabeeinheit 30 geliefert werden.The values calculated in the third calculation module 28 b for the rail deformation heights to be recorded on the measuring section are then forwarded to the downstream memory 29 , where these values are delivered to the subsequent output unit 30 in a manner corresponding to the corresponding measuring section positions.

Die Funktionen der Komponenten der elektronischen Auswerteeinheit 13 werden hierbei durch den Rechner bzw. den CPU 33 gesteuert, welcher über den Datenbus 32 mit dem ersten Berechnungsmodul 20, dem Speicher 21, dem Modul 23, dem Streckenspeicher 24, dem ersten Komparator 27 a, dem zweiten Berechnungsmodul 28 a, dem dritten Berechnungsmodul 28 b und dem Speicher 29 in Verbindung steht, wie bereits weiter oben im einzelnen erläutert.The functions of the components of the electronic evaluation unit 13 are controlled by the computer or the CPU 33 , which uses the data bus 32 with the first calculation module 20 , the memory 21 , the module 23 , the track memory 24 , the first comparator 27 a, the second calculation module 28 a, the third calculation module 28 b and the memory 29 are connected, as already explained in detail above.

Aufgrund der wie oben beschriebenen, beim Verfahren nach der Erfindung angewandten Meßmethodik werden die in der Fahrtrichtung V des Meßfahrzeuges bzw. Schienenfahrzeuges 1 nach Maßgabe des vorgegebenen Meßrasters S auf der Meßstrecke gelegenen MeßpunkteOn the basis of the measurement methodology used in the method according to the invention as described above, the measurement points located in the direction of travel V of the measurement vehicle or rail vehicle 1 according to the predetermined measurement grid S on the measurement section

mit den entsprechenden unbekannten Schienendeformationshöhen in Korrelation zu den jeweils unmittelbar vorangehenden Meßpunkten mit bekannten Schienendeformationshöhen erfaßt, wobei jeweils nur die Höhendifferenzen δ H′₁, δ H′₂,. . . δ H′ n zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Meßpunkten gemessen werden. Infolgedessen läßt sich für jeden neuen Meßpunkt die dortige Schienendeformationshöhe im Vergleich zur bereits bekannten, berechneten Schienendeformationshöhe an dem im Abstand A voranliegenden Meßpunkt ermittelt und berechnen, und zwar allgemein gemäß der Formel: with the corresponding unknown rail deformation heights in correlation to the immediately preceding measuring points with known rail deformation heights, wherein in each case only the height differences δ H ′ ₁, δ H ′ ₂ ,. . . δ H ' n can be measured between successive measuring points. As a result, the rail deformation height there can be determined and calculated for each new measuring point in comparison to the already known, calculated rail deformation height at the measuring point located at a distance A , generally according to the formula:

wobei n1.where n 1.

Durch das erfindungsgemäße Meßverfahren bzw. die erfindungsgemäße Meßvorrichtung werden vor allen Dingen die folgenden Vorteile erzielt:
Ermöglichung eines Meßfrequenzbereiches (Sensorik) weit über 100 Hertz;
unmittelbare Erfassung der Höhendifferenzen δ H, δ H′₁,. . . bezüglich der Höhenposition 2 aufeinanderfolgenden Meßpunkten ohne Einfluß des Fahrgestells des auf dem zu vermessenden Schienenstrang fahrenden Meßfahrzeugs, wodurch von der momentanen Höhenlage dieses Meßfahrzeugs relativ zur theoretischen Schienenwegebene unabhängige Meßergebnisse erzielbar sind;
exakte Vermessung der gesamten Meßstrecke mit hoher Geschwindigkeit und mit relativ einfachen Mitteln;
Erfassung des gesamten, bei wellenförmigen Deformationen an Schienenlaufflächen auftretenden Wellenlängenbereiches zwischen 30 und 3000 mm mit ein- und demselben Meßverfahren bzw. mit ein- und derselben Meßvorrichtung;
einfache rechnerische und/oder geometrische Darstellbarkeit der ermittelten Welligkeitsinformationen;
sehr genaue Höhendifferenzmessung mit einem Sensoren- Paar und bei fahrzeugunabhängiger Bezugshöhe.
The following advantages are achieved by the measuring method according to the invention and the measuring device according to the invention:
Enabling a measuring frequency range (sensor technology) well over 100 Hertz;
immediate detection of the height differences δ H, δ H ′ ₁ ,. . . with respect to the height position 2 successive measuring points without the influence of the chassis of the measuring vehicle traveling on the rail track to be measured, whereby independent measurement results can be achieved from the current altitude of this measuring vehicle relative to the theoretical rail;
exact measurement of the entire measuring section at high speed and with relatively simple means;
Detection of the entire wavelength range between 30 and 3000 mm that occurs in the case of wavy deformations on rail running surfaces with one and the same measuring method or with one and the same measuring device;
simple arithmetic and / or geometric representability of the determined ripple information;
Very precise height difference measurement with a pair of sensors and with a vehicle-independent reference height.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

 1 Schienenfahrzeug
 1′ erste Führungsrolle
 1′′ zweite Führungsrolle
 2 Schiene
 2 a Schienenoberseite
 3 a erste Feder
 3 b zweite Feder
 4 erster Sensor
 4′ erste Bewegungsachse
 5 zweiter Sensor
 5′ zweite Bewegungsachse
 6 Meßvorrichtung
 6 a erstes Führungsglied
 6 b zweites Führungsglied
 6 c Gehäuse (v. 6)
 6 d Grundplatte (v. 6 c)
 7 erster umgelenkter Laserstrahl
 8 zweiter umgelenkter Laserstrahl
 9 a erste Strahlungsquelle
 9 b zweite Strahlungsquelle
 9 c erster Laserstrahl
 9 d zweiter Laserstrahl
10 a erste Umlenkmittel
10 b zweite Umlenkmittel
11 Beobachtungsfeld
12 Videokamera
12 a Ausgang (von 12)
12 b Leitung
12 c Blickrichtung
13 Auswerteeinheit
13 a erster Eingang (von 13)
13 b zweiter Eingang (von 13)
13 c dritter Eingang (von 13)
13 d Ausgang (von 13)
13 e Leitung
14 digitaler Weg-geber
14 a Ausgang (v. 14)
14 b Leitung
15 Dateneingabeeinheit
15 a Ausgang (von 15)
15 b Leitung
16 Datenausgabeeinheit
16 a Eingang (v. 16)
17 Tragbares Schienenwelligkeitsmeßgerät
17 a Leitung
18 Meßstreifen
19 Leitung
20 erster Berechnungsmodul
20 a Leitung
20 b Leitung
21 Speicher
21 a Leitung
21 b Leitung
22 Meßeinheit (f. δ H)
22 a Leitung
23 Modul
23 a Leitung
23 b Leitung
24 Streckenspeicher
24 a Leitung
24 b Leitung
24 c Leitung
25 Betriebsmoduswähler
25 a Leitung
26 Eichmodul
26 a Leitung
27 a erster Komparator
27 b zweiter Komparator
27 c Leitung
27 d Leitung
27 e Leitung
28 a zweites Berechnungsmodul
28 b drittes Berechnungsmodul
28 c Leitung
28 d Leitung
28 e Leitung
28 f Leitung
29 Speicher
29 a Leitung
29 b Leitung
30 Ausgabeeinheit
31 Verknüpfungsglied
31 a Leitung
31 b Leitung
32 Datenbus
33 CPU
A fester Abstand
B Bezugslinie
E Eichstrecke
s Wegsignal des digitalen Weggebers 14
s′ Abstand zwischen den Wegsignalen s
n Impulszahl
S Meßraster
V Fahrtrichtung
δ H Höhendifferenz
δ H′₁ Höhendifferenz
H D
H I
1 rail vehicle
1 ′ first leadership role
1 ′ ′ second leadership role
2 rails
2 a top of rail
3 a first spring
3 b second spring
4 first sensor
4 ′ first axis of movement
5 second sensor
5 ' second axis of movement
6 measuring device
6 a first guide link
6 b second guide link
6 c housing (v. 6 )
6 d base plate (v. 6 c)
7 first deflected laser beam
8 second deflected laser beam
9 a first radiation source
9 b second radiation source
9 c first laser beam
9 d second laser beam
10 a first deflecting means
10 b second deflecting means
11 observation field
12 video camera
12 a output (from 12)
12 b line
12 c viewing direction
13 evaluation unit
13 a first entrance (of 13 )
13 b second input (of 13 )
13 c third input (of 13 )
13 d output (from 13 )
13 e line
14 digital signposts
14 a exit (v. 14 )
14 b line
15 data entry unit
15 a output (from 15 )
15 b line
16 data output unit
16 a input (from 16 )
17 Portable rail ripple meter
17 a line
18 measuring strips
19 management
20 first calculation module
20 a line
20 b line
21 memory
21 a line
21 b line
22 measuring unit (f. Δ H)
22 a line
23 module
23 a line
23 b line
24 track memories
24 a line
24 b line
24 c line
25 operating mode selector
25 a line
26 calibration module
26 a line
27 a first comparator
27 b second comparator
27 c line
27 d line
27 e line
28 a second calculation module
28 b third calculation module
28 c line
28 d line
28 e line
28 f line
29 memory
29 a line
29 b line
30 output unit
31 link
31 a line
31 b line
32 data bus
33 CPU
A fixed distance
B reference line
E calibration track
s Travel signal from the digital travel sensor 14
s ′ distance between the path signals s
n number of pulses
S grid
V direction of travel
δ H height difference
δ H ′ ₁ height difference
H D
H I

W
M₁ Meßpunkt
M₂ Meßpunkt
M Meßpunkt
M Meßpunkt
W
M ₁ measuring point
M ₂ measuring point
M measuring point
M measuring point

Claims (20)

1. Verfahren zur Messung von wellenförmigen Deformationen an wenigstens einer Schienenoberseite (Schienenlauffläche) eines zu vermessenden Schienenweges, unter Verwendung wenigstens eines selbstfahrenden oder von einem Zugfahrzeug gezogenen Schienenfahrzeuges (1) mit im Abstand von einander angeordneten Führungsrollen (1′, 1′′) und mit einer Meßvorrichtung (6) mit Sensorik, die zwei in Fahrtrichtung (V) in vorgegebenem, horizontalem Abstand (A) voneinander angeordnete Sensoren (4, 5) aufweist, durch die zwei in entsprechendem Abstand voneinander liegende Meßpunkte auf der Schienenoberseite (2 a) definiert werden, an denen die jeweiligen tatsächlichen Schienendeformationshöhen relativ zu einer vorgegebenen horizontalen Bezugslinie (B) ermittelt werden sollen, wobei mittels der Sensoren (4, 5) eine Messung der Höhendifferenz (δ H) bezüglich der Höhenpositionen der beiden aufeinanderfolgenden Meßpunkte durchgeführt und ein diese Höhendifferenz darstellendes Ausgangssignal erzeugt wird und wobei sämtliche auf diese Weise erhaltenen Ausgangssignale einer Ermittlung von Welligkeitsinformationen mit Hilfe einer elektronischen Auswerteschaltung zugrundegelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der die Höhendifferenzen (δ H) darstellenden Ausgangssignale auf lichtoptischem und/oder elektronenoptischem und/oder elektronischem Wege (z. B. durch Videosignalerzeugung) erfolgt, um von der momentanen Höhenlage des bewegten Schienenfahrzeugs (1) bzw. dessen Fahrgestells relativ zur theoretischen Schienenwegebene unabhängige Meßergebnisse zu erzielen.1. A method for measuring wavy deformations on at least one rail top (rail running surface) of a rail track to be measured, using at least one self-propelled or pulled by a towing vehicle ( 1 ) with spaced-apart guide rollers ( 1 ', 1'' ) and with a measuring device ( 6 ) with sensors, which has two sensors ( 4, 5 ) arranged at a predetermined horizontal distance (A) from each other in the direction of travel (V) , through which two measuring points on the top of the rail ( 2 a) are located at a suitable distance from each other be defined at which the respective actual rail deformation heights are to be determined relative to a predetermined horizontal reference line (B) , with the sensors ( 4, 5 ) carrying out a measurement of the height difference ( δ H) with respect to the height positions of the two successive measuring points and this one Height difference representing Output signal is generated and all output signals obtained in this way are used to determine ripple information with the aid of an electronic evaluation circuit, characterized in that the output signals representing the height differences ( δ H) are generated optically and / or electron-optically and / or electronically ( e.g. B. by video signal generation) to achieve independent measurement results from the current altitude of the moving rail vehicle ( 1 ) or its chassis relative to the theoretical rail. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren (4, 5) federnd gelagerte, die Schienenoberseite (2 a) kontaktierende Berührungstaster verwendet werden, deren parallelen Bewegungsachsen (4′, 5′) jeweils nur theoretischen Schienenwegebene vertikal verlaufen, und daß die Indizierung der jeweiligen Höhenpositionen der durch die Sensoren definierten Meßpunkte auf der Schienenoberseite (2 a) mittels Laserstrahlen (7, 8) vorgenommen wird, die mit der Sensorik zusammenwirken und deren resultierenden Strahlrichtungen senkrecht zu den Bewegungsachsen (4′, 5′) der Sensoren (4, 5) ausgerichtet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that as sensors ( 4, 5 ) resiliently mounted, the rail top ( 2 a) contacting touch buttons are used, the parallel axes of movement ( 4 ', 5' ) each run only theoretical rail vertical, and that the indexing of the respective height positions of the measuring points defined by the sensors on the top of the rail ( 2 a) is carried out by means of laser beams ( 7, 8 ) which interact with the sensor system and their resulting beam directions perpendicular to the axes of movement ( 4 ', 5' ) of the Sensors ( 4, 5 ) are aligned. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels wenigstens einer am Fahrgestell des Schienenfahrzeugs (1) angebrachten Strahlungsquelle (z. B. 9 a oder 9 b) zunächst zwei erste und zweite Laserstrahlen (9 c, 9 d) erzeugt werden, deren primären Strahlrichtungen parallel sowohl zueinander als auch zu den ersten und zweiten Bewegungsachsen (4′, 5′) der Sensoren (4, 5) verlaufen oder gegebenenfalls mit diesen Bewegungsachsen koinzidieren, und daß anschließend die ersten und zweiten Laserstrahlen (9 c, 9 d) jeweils mit Hilfe von mit den Sensoren (4, 5) zusammenwirkenden ersten und zweiten Umlenkmitteln (10 a, 10 b) so um 90° umgelenkt werden, daß erste und zweite umgelenkte Laserstrahlen (7, 8) mit sekundären, jeweils senkrecht zu den Bewegungsachsen (4′, 5′) der Sensoren ausgerichteten Strahlrichtungen entstehen. 3. The method according to claim 2, characterized in that by means of at least one on the chassis of the rail vehicle ( 1 ) attached radiation source (z. B. 9 a or 9 b) first two first and second laser beams ( 9 c, 9 d) are generated, whose primary beam directions run parallel to each other as well as to the first and second movement axes ( 4 ', 5' ) of the sensors ( 4, 5 ) or possibly coincide with these movement axes, and that the first and second laser beams ( 9 c, 9 d ) are deflected by 90 ° in each case with the aid of first and second deflecting means ( 10 a, 10 b) interacting with the sensors ( 4, 5 ) in such a way that first and second deflected laser beams ( 7, 8 ) with secondary ones, each perpendicular to the Movement axes ( 4 ', 5' ) of the sensors aligned beam directions arise. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der jeweiligen Höhendifferenz w H) zwischen den Höhenpositionen der beiden aufeinanderfolgenden Meßpunkte der vertikale Abstand zwischen den beiden Laserstrahlen (7 und 8) erfaßt wird, der gleich der Höhendifferenz (δ H) ist.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that to determine the respective height difference w H) between the height positions of the two successive measuring points, the vertical distance between the two laser beams ( 7 and 8 ) is detected, which is equal to the height difference ( δ H ) is. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand zwischen den beiden Laserstrahlen (7, 8) und damit die Höhendifferenz (w H) mit Hilfe eines videotechnischen. Abtastverfahrens erfaßt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the vertical distance between the two laser beams ( 7, 8 ) and thus the height difference ( w H) using a video technology. Scanning method is detected. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Abstand zwischen den beiden Laserstrahlen (7, 8) im Beobachtungsfeld (11) einer am Schienenfahrzeug (1) ortsfest angebrachten Videokamera (12) permanent erfaßt wird, wobei von der Videokamera (12) ein die Höhendifferenz (δ H) darstellendes Ausgangssignal erzeugt und zu einer elektronischen Auswerteeinheit (13) geleitet wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the respective distance between the two laser beams ( 7, 8 ) in the observation field ( 11 ) of a fixed on the rail vehicle ( 1 ) permanently attached video camera ( 12 ) is detected, with the video camera ( 12 ) an output signal representing the height difference ( δ H) is generated and sent to an electronic evaluation unit ( 13 ). 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussgangssignale der Videokamera (12) in der Auswerteeinheit (13) durch ein Objekterkennungsprogramm zur maßgerechten Erfassung der tatsächlichen Schienendeformationshöhen verarbeitet werden.7. The method according to claim 6, characterized in that the output signals of the video camera ( 12 ) in the evaluation unit ( 13 ) are processed by an object detection program for accurate measurement of the actual rail deformation heights. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Höhendifferenzen (δ H bzw. δ H′ n ) darstellenden Ausgangssignale nach Maßgabe eines vorwählbaren Meßrasters (S) erfaßt und verarbeitet werden, welches von einem Weggeber, vorzugsweise einem digitalen Weggeber (14) erzeugt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the height differences ( δ H or δ H ' n ) representing output signals in accordance with a preselectable measurement grid (S) are detected and processed, which by a displacement sensor, preferably a digital displacement sensor ( 14 ) is generated. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vom Weggeber (14) impulsförmige Wegsignale (s) mit ganzzahliger Impulszahl (n) und in periodischen Abständen (s′) abgegeben werden, wobei diese Wegsignale (s) das Meßraster (S) definieren und wobei die folgenden Beziehungen gelten: mit A=horizontaler Abstand der Meßpunkte (M, M₂) auf der Schienenoberseite (2 a) und gleichzeitig Länge des Meßrasters (S). 9. The method according to claim 8, characterized in that the path encoder ( 14 ) pulse-shaped path signals (s) with an integer number of pulses (n) and at periodic intervals (s') are emitted, these path signals (s) defining the measuring grid (S) and the following relationships apply: with A = horizontal distance of the measuring points (M , M ₂) on the top of the rail ( 2 a) and at the same time the length of the measuring grid (S). 10. Verfahren nach den Ansprüchen 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die vom digitalen Weggeber (14) abgegebenen Wegsignale (s) zu der Auswerteeinheit (13) geleitet werden, in der die Ausgangssignale der Videokamera (12) zu den Wegsignalen (s) nebengeordnet verarbeitet werden.10. The method according to claims 7-9, characterized in that the path signals (s ) emitted by the digital path transmitter ( 14 ) are routed to the evaluation unit ( 13 ) in which the output signals of the video camera ( 12 ) to the path signals (s) processed in a subordinate manner. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anhand einer vorgegebenen, dem zu vermessenden Schienenweg (Meßstrecke) vorgelagerten Eichstrecke (E) die tatsächlichen Schienendeformationshöhen vorab gemessen und gegebenenfalls gespeichert werden und daß diese bekannten Welligkeitsinformationen bei der weiteren Verarbeitung der die Höhendifferenzen (δ H) bzw. (δ H′ n ) darstellenden Ausgangssignale automatisch berücksichtigt werden, um die tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf der gesamten Meßstrecke und damit deren Welligkeit exakt zu ermitteln. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that based on a predetermined, the rail track to be measured (measuring section) upstream calibration section (E), the actual rail deformation heights are measured beforehand and, if necessary, stored and that this known ripple information is automatically taken into account in the further processing of the output signals representing the height differences ( δ H) or ( δ H ' n ) in order to exactly determine the actual rail deformation heights over the entire measuring section and thus their ripple determine. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Eichstrecke (E) mindestens gleich einem Abstand (A) zwischen zwei Meßpunkten (M₁, M₂) auf der Schienenoberseite (2 a) gewählt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that the length of the calibration path (E) is selected at least equal to a distance (A) between two measuring points (M ₁, M ₂) on the top of the rail ( 2 a) . 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang des Meßverfahrens die tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf der Eichstrecke (E), d. h. die tatsächliche Welligkeit der Eichstrecke mit Hilfe eines tragbaren Schienenwelligkeitsmeßgeräts (17) erfaßt werden.13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that at the beginning of the measuring process, the actual rail deformation heights on the calibration path (E), ie the actual ripple of the calibration path with the aid of a portable rail ripple measuring device ( 17 ) are detected. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Eichstrecke (E) erfaßten Welligkeitsinformationen auf einem Meßstreifen (18) aufgezeichnet und anschließend über eine Dateneingabeeinheit (15) der weiteren Datenverarbeitung zur Verfügung gestellt werden. 14. The method according to claim 13, characterized in that the ripple information recorded on the calibration path (E) is recorded on a measuring strip ( 18 ) and then made available via a data input unit ( 15 ) for further data processing. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11-14, gekennzeichnet durch den Ablauf folgender Verfahrensschritte:
  • a) Messen der tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf der vorgegebenen Eichstrecke (E) an im Abstand (A) von einander liegenden Meßpunkten (M₁, M₂), die durch das Meßraster (S) definiert sind, wobei die Messung in diesem Verfahrensschritt unabhängig vom Schienenfahrzeug (1) und von dessen Meßvorrichtung (6) erfolgt und zwar vorzugsweise mit Hilfe eines gesonderten, tragbaren Schienenwelligkeitsmeßgerätes (17);
  • b) Berechnen der theoretischen Höhendifferenz (δ H) aufgrund der nach Verfahrensschritt a) gemessenen Schienendeformationshöhen in einem ersten Berechnungsmodul (20) und Abspeichern der berechneten Höhendifferenz in einem Speicher (21);
  • c) Abfahren der Eichstrecke (E) mit dem Schienenfahrzeug (1), zumindest eines Teilabschnittes der Eichstrecke (E), der wenigstens gleich dem Abstand (A) ist, und Erzeugen eines die gemessene Höhendifferenz (δ H) darstellenden Ausgangssignales, das in einem Streckenspeicher (24) abgespeichert wird;
  • d) Vergleichen der gemäß Verfahrenschritt b) berechneten Höhendifferenz (δ H) mit der gemäß Verfahrensschritt c) gemessenen Höhendifferenz (δ H) in einem ersten Komparator (27 a), zu dem die aus dem Speicher (21) und dem Streckspeicher (24) ausgelesenen Signale geleitet werden;
  • e) Berechnen der tatsächlichen Strecken- und Höhenpositionen der Sensoren (4, 5) der Meßvorrichtung (6) des Schienenfahrzeugs (1) auf der Eichstrecke (E) sowie Berechnen der entsprechend dem Abstand (A) und dem Meßraster (S) in einem dem ersten Komparator (27 a) nachgeschalteten zweiten Berechnungsmodul (28 a);
  • f) Abfahren des auf die Eichstrecke (E) folgenden weiteren Schienenweges und somit der Meßstrecke mit dem Schienenfahrzeug (1) und Messen der jeweiligen Höhendifferenzen (δ H′δ H′₂,. . ., w H′ n ) zwischen je zwei aufeinanderfolgenden, durch das Meßraster (S) definierten, im gegebenen Abstand (A) voneinander liegenden Meßpunkten wobei n1) und Erzeugen von diesen Höhendifferenzen H′₁, w H′₂, . . . δ H′ n ) darstellenden Ausgangssignalen;
  • g) Verarbeiten der gemäß Verfahrensschritt f) erzeugten Ausgangssignale in Korrelation mit den gemäß Verfahrensschritt e) berechneten und damit bereits bekannten Werten für und Berechnen der an aufeinanderfolgenden Meßpunkten zu erfassenden, unbekannten Schienendeformationshöhen in einem dritten Berechnungsmodul (28 b) unter Verwendung der folgenden Beziehungen:
15. The method according to any one of claims 11-14, characterized by the sequence of the following process steps:
  • a) Measure the actual rail deformation heights on the specified calibration path (E) at a distance (A) from mutually lying measuring points (M ₁, M ₂), which are defined by the measuring grid (S) , the measurement in this process step being independent of the rail vehicle ( 1 ) and its Measuring device ( 6 ) is carried out, preferably with the aid of a separate, portable rail waviness measuring device ( 17 );
  • b) Calculating the theoretical height difference ( δ H) based on the rail deformation heights measured according to method step a) in a first calculation module ( 20 ) and storing the calculated height difference in a memory ( 21 );
  • c) traversing the calibration section (E) with the rail vehicle ( 1 ), at least a portion of the calibration section (E), which is at least equal to the distance (A) , and generating an output signal representing the measured height difference ( δ H) , which is in a Route memory ( 24 ) is stored;
  • d) comparing the height difference ( δ H ) calculated according to method step b) with the height difference ( δ H ) measured according to method step c) in a first comparator ( 27 a), to which the values from the memory ( 21 ) and the stretch memory ( 24 ) read signals are routed;
  • e) calculating the actual route and height positions of the sensors ( 4, 5 ) of the measuring device ( 6 ) of the rail vehicle ( 1 ) on the calibration route (E) and calculating the corresponding to the distance (A) and the measuring grid (S) in a first comparator (27 a) downstream of the second calculation module (28 a);
  • f) traversing the further rail path following the calibration path (E) and thus the measuring path with the rail vehicle ( 1 ) and measuring the respective height differences ( δ H ′δ H ′ ₂,..., W H ′ n ) between two successive measuring points defined by the measuring grid (S) and lying at a given distance (A) from each other where n 1) and generating these height differences H ′ ₁, w H ′ ₂, ... δ H ′ n ) representing output signals;
  • g) processing of the output signals generated according to method step f) in correlation with the values for and calculated according to method step e) and thus already known and calculating those at successive measurement points unknown rail deformation heights to be recorded in a third calculation module ( 28 b) using the following relationships:
16. Vorrichtung zur Messung von wellenförmigen Deformationen an wenigstens einer Schienenoberseite eines zu vermessenden Schienenweges, wobei an einem selbstfahrenden oder von einem Zugfahrzeug gezogenen Schienenfahrzeug (1) mit im Abstand von einander angeordneten Führungsrollen (1′, 1′′) eine Meßvorrichtung (6) mit Sensorik angeordnet ist, die zwei in Fahrtrichtung (V) in vorgegebenem, horizontalem Abstand (A) von einander angeordnete Sensoren (4, 5) aufweist, durch die zwei in entsprechendem Abstand von einander liegende Meßpunkte (z. B. M₁, M₂) auf der Schienenoberseite (2 a) definiert sind, an denen die jeweiligen tatsächlichen Schienendeformationshöhen relativ zu einer vorgegebenen horizontalen Bezugslinie (B) ermittelt werden sollen, und wobei mittels der Sensoren (4, 5) eine Messung der Höhendifferenz (δ) bezüglich der Höhenpositionen der beiden aufeinanderfolgenden Meßpunkte (z. B. M₁, M₂) durchgeführt und ein diese Höhendifferenz darstellendes Ausgangssignal erzeugt wird und sämtliche auf diese Weise erhaltenen Ausgangssignale einer Ermittlung von Welligkeitsinformationen mit Hilfe einer elektronischen Auswerteschaltung zugrundegelegt werden, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Sensoren (4, 5) federnd gelagerte, die Schienenoberseite (2 a) kontaktierende Berührungstaster sind, deren parallele Bewegungsachsen (4′, 5′) jeweils zur theoretischen Schienenwegebene vertikal verlaufen,
  • - am Fahrgestell des Schienenfahrzeugs (1) wenigstens eine Strahlungsquelle (z. B. 9 a oder 9 b) zum Erzeugen von ersten und zweiten Laserstrahlen (9 c, 9 d) angebracht ist, deren primären Strahlrichtungen parallel sowohl zueinander als auch zu den ersten und zweiten Bewegungsachsen (4′, 5′) der Sensoren (4, 5) verlaufen oder gegebenenfalls mit diesen Bewegungsachsen koindizieren;
  • - mit den Sensoren (4, 5) gekoppelte erste und zweite optische Umlenkmittel (10 a, 10 b) vorgesehen sind, durch die die ersten und zweiten Laserstrahlen (9 c, 9 d) so um 90° umgelenkt werden, daß erste und zweite umgelenkte Laserstrahlen (7, 8) mit sekundären, jeweils senkrecht zu den Bewegungsachsen (4′, 5′) der Sensoren (4, 5) ausgerichteten Strahlrichtungen entstehen, und
  • - am Fahrgestell des Schienenfahrzeugs (1) ferner eine videotechnische Abtastvorrichtung ortsfest angebracht ist, mittels der der vertikale Abstand zwischen den beiden umgelenkten Laserstrahlen (7, 8) und damit die jeweilige Höhendifferenz (δ H) zwischen den Höhenpositionen der beiden aufeinanderfolgenden Meßpunkte erfaßbar ist.
16. Device for measuring wave-shaped deformations on at least one upper side of a rail track to be measured, with a measuring device ( 6 ) on a self-driving or pulled by a towing vehicle ( 1) with spaced-apart guide rollers ( 1 ', 1'' ) is arranged with sensors which has two sensors ( 4, 5 ) arranged in the direction of travel (V) at a predetermined, horizontal distance (A) , through which two measuring points (e.g. M ₁, M ₂) on the top of the rail ( 2 a) are defined, on which the respective actual rail deformation heights are to be determined relative to a predetermined horizontal reference line (B) , and with the sensors ( 4, 5 ) a measurement of the height difference ( δ ) with respect to Height positions of the two successive measuring points (z. B. M ₁, M ₂) performed and this height difference represents generating output signal is generated and all the output signals obtained in this way are used to determine ripple information with the aid of an electronic evaluation circuit, in particular for carrying out the method according to one of claims 1-15, characterized in that
  • - The sensors ( 4, 5 ) are resiliently mounted, the rail top ( 2 a) contacting touch buttons, the parallel axes of movement ( 4 ', 5' ) each run vertically to the theoretical rail,
  • - On the chassis of the rail vehicle ( 1 ) at least one radiation source (z. B. 9 a or 9 b) for generating first and second laser beams ( 9 c, 9 d) is attached, the primary beam directions parallel to each other and to the first and second axes of movement ( 4 ', 5' ) of the sensors ( 4, 5 ) run or, if necessary, co-index with these axes of movement;
  • - With the sensors ( 4, 5 ) coupled first and second optical deflection means ( 10 a, 10 b) are provided, through which the first and second laser beams ( 9 c, 9 d) are deflected by 90 ° so that the first and second deflected laser beams ( 7, 8 ) with secondary beam directions, each perpendicular to the movement axes ( 4 ', 5' ) of the sensors ( 4, 5 ), and
  • - On the chassis of the rail vehicle ( 1 ) a video-technical scanning device is also fixed, by means of which the vertical distance between the two deflected laser beams ( 7, 8 ) and thus the respective height difference ( δ H) between the height positions of the two successive measuring points can be detected.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß einer jeden, aus Sensor (4 bzw. 5) und optischen Umlenkmitteln (10 a bzw. 10 b) bestehenden Anordnung eine Strahlungsquelle (9 a bzw. 9 b) in Form eines LASER′s zugeordnet ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that each, consisting of sensor ( 4 or 5 ) and optical deflection means ( 10 a or 10 b) consisting of a radiation source ( 9 a or 9 b) in the form of a LASER ' s is assigned. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die videotechnische Abtastvorrichtung eine Videokamera (12) aufweist, in deren Beobachtungsfeld (11) der jeweilige Abstand zwischen den beiden umgelenkten Laserstrahlen (7, 8) permanent erfaßbar ist und die infolgedessen die jeweiligen Höhendifferenzen (δ H) darstellende Ausgangssignale erzeugt, die zu einer elektronischen Auswerteeinheit (13) geleitet werden, in der die Ausgangssignale der Videokamera (12) durch ein Objekterkennungsprogramm zur maßgerechten Erfassung der tatsächlichen Schienendeformationshöhen verarbeitet werden.18. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that the video-technical scanning device comprises a video camera ( 12 ), in the observation field ( 11 ) of which the respective distance between the two deflected laser beams ( 7, 8 ) is permanently detectable and which consequently the respective Output signals representing height differences ( δ H) are generated, which are sent to an electronic evaluation unit ( 13 ) in which the output signals of the video camera ( 12 ) are processed by an object detection program for the accurate measurement of the actual rail deformation heights. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Weggeber, vorzugsweise einen digitalen Weggeber (14), von dem impulsförmige Wegsignale (s) mit ganzzahliger Impulszahl (n) und in periodischen Abständen (s′) abgegeben werden, wobei diese Wegsignale (s) ein vorwählbares Meßraster (S) definieren und zu der Auswerteinheit (13) geleitet werden, in der sodann die Ausgangssignale der Videokamera (12) nach Maßgabe des Meßrasters (S) zu den Wegsignalen (s) nebengeordnet verarbeitet werden.19. The apparatus according to claim 18, characterized by a displacement sensor, preferably a digital displacement sensor ( 14 ), from the pulse-shaped path signals (s) with an integer number of pulses (n) and at periodic intervals (s') are emitted, these path signals (s) Define a preselectable measuring grid (S) and route it to the evaluation unit ( 13 ), in which the output signals of the video camera ( 12 ) are then processed in a subordinate manner to the path signals (s) in accordance with the measuring grid (S) . 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine der Auswerteeinheit (13) vorgeschaltete Dateneingabeeinheit (15), die zum Eingeben von bekannten, tatsächlichen Schienendeformationshöhen dient, die anhand einer vorgegebenen, dem zu vermessenden Schienenweg (Meßstrecke) vorgelagerten Eichstrecke (E) vorzugsweise mit Hilfe eines tragbaren Schienenwelligkeitsmeßgerätes (17) gemessen werden, wobei diese bekannten Welligkeitsinformationen bei der weiteren Verarbeitung der Ausgangssignale der Videokamera (12) berücksichtigt werden, um die tatsächlichen Schienendeformationshöhen auf der gesamten Meßstrecke und damit deren Welligkeit exakt ermitteln zu können.20. The apparatus according to claim 19, characterized by one of the evaluation unit ( 13 ) upstream data input unit ( 15 ) for entering known, actual rail deformation heights is used, which is measured on the basis of a predetermined calibration path (E ) upstream of the rail path to be measured, preferably using a portable rail ripple measuring device ( 17 ), this known ripple information being taken into account in the further processing of the output signals of the video camera ( 12 ) to be able to exactly determine the actual rail deformation heights over the entire measuring section and thus their waviness.
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