DE3914830C3 - Gleismeßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleißmeßvorrichtung mit einem verwindungssteifen Meßrahmen und mehreren, vorzugsweise drei Meßeinrichtungen, wobei alle Meß­ einrichtungen direkt am Meßrahmen angebracht sind und jede Meßeinrichtung je Schienenstrang des Gleises einen in Meßstellung an den Schienenstrang horizontal und vertikal anstellbaren Meßkopf aufweist und mit den Meßköpfen an den Schienensträngen gegen den Meßrahmen als Meßbasis gemessen wird, wobei je Meß­ kopf ein in der Meßstellung etwa horizontal liegender Längslenker fester Länge vorgesehen ist, der mit seinem anderen Ende am Meßrahmen in erheblicher Ent­ fernung vom Meßkopf und von der Mittellinie des Meßrahmens schwenkbar angelenkt ist, und wobei, vorzugsweise, der Meßrahmen Teil eines einen Fahrzeugbau, einen Fahrzeugboden und mindestens zwei am Fahrzeugboden aufgehängte Tragachsen aufweisenden Gleismeßfahrzeuges, insbesondere der Fahrzeugboden eines solchen Gleismeßfahrzeuges ist.

Für die Instandhaltung des Oberbaues von Schienenanlagen sind regelmäßige Kontrollen erforderlich. Zur Durchführung dieser Kontrollen befährt man ein zu kontrollierendes Gleis regelmäßig mit einer Gleismeßvorrichtung in Form eines Gleismeßfahrzeuges, mit dessen Hilfe die Gleisgeometrie erfaßt, ausgezeichnet und anschließend einer Bewertung unterzogen wird. Gleismeßfahrzeuge sind daher seit sehr langer Zeit bekannt. Einen Überblick über die Problematik gibt die Veröffentlichung ETR 36 (1987), Seiten 73 bis 79.

Ausgangspunkt für die Lehre der Erfindung ist eine Gleismeßvorrichtung (OE-PS 313 343) in Form eines Gleismeßfahrzeuges. Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus.

Bei dem zuvor angesprochenen, bekannten Gleismeßfahrzeug wird ein verwindungs­ steifer Meßrahmen vom Fahrzeugboden gebildet, an diesem Meßrahmen sind drei Meßeinrichtungen direkt angebracht. Jede Meßeinrichtung weist zwei in einem Meßfahrwerk zusammengefaßte Abnahmeachsen mit jeweils an beiden Stirnseiten angebrachten Spurkranzrädern auf. Jedes Meßfahrwerk ist an zwei parallel an beiden Seiten des Gleismeßfahrzeugs am Fahrzeugboden angebrachten Längslenkern geführt, die an beiden Enden um jeweils eine horizontal liegende Achse schwenk­ bar angelenkt sind. Das Meßfahrwerk kann also insgesamt eine Aufwärts- und Ab­ wärts-Bewegung ausführen. Die im Meßfahrwerk gelagerten Abnahmeachsen sind ge­ genüber dem Meßfahrwerk seitlich verschiebbar, so daß eine Abnahmeachse gegen den linken Schienenstrang und die andere Abnahmeachse gegen den rechten Schie­ nenstrang des Gleises angestellt werden kann. Dazu dient jeweils ein entsprechend gerichtet Kraft aufbringender Hydraulikzylinder. Der Verstellweg jeder Abnahmeachse wird gegenüber dem Meßrahmen erfaßt, und zwar mittels eines dop­ pelarmigen Hebels, der am Meßrahmen gelagert ist und dessen von der Bewegung der Abnahmeachse verursachte Schwenkbewegung an eine Meß- und Auswerteein­ richtung übertragen wird.

Bei der bekannten Gleismeßvorrichtung in Form eines Gleismeßfahrzeuges befindet sich jeweils eine Meßeinrichtung vor einer vorderen bzw. hinter einer hinteren Tragachse, mit der das Gleismeßfahrzeug insgesamt auf dem Gleis läuft, die dritte Meßeinrichtung befindet sich etwa in der Mitte am Meßrahmen bzw. am Gleismeßfahrzeug zwischen den Tragachsen. Die Verschiebung der Meßköpfe dieser mittleren Meßeinrichtung gegenüber den Meßköpfen der beiden anderen Meß­ einrichtungen wird als Meßsignal zur Errechnung der Pfeilhöhe der Schienenstränge und damit des Kurvenradius der jeweils durchfahrenden Gleiskurve herangezogen. Außerdem dient diese mittlere Meßeinrichtung der Verwindungsmessung. Eine der Meßeinrichtungen, ggf. auch die mittlere Meßeinrichtung, kann auch der Spurwei­ tenmessung dienen. Die Hydraulikzylinder der verschiedenen Meßeinrichtungen dienen auch zum Abheben von den Schienensträngen bei Überstellungsfahrten oder bei Auftreten irgendwelcher Störungen.

Die Messungen bei der bekannten Gleismeßvorrichtung, insbesondere die Pfeil­ höhenmessung, sind mit einem systematischen Fehler behaftet, da die parallel zueinander in dem jeweiligen Meßfahrwerk verschiebbaren Abnahmeachsen, die in Längsrichtung des Meßrahmens hintereinander angeordnet sind, jeweils nur zufällig einmal exakt senkrecht zur Gleismittellinie liegen können. Das liegt daran, daß das jeweilige Meßfahrwerk an den Längslenkern exakt in Längsrichtung des Meßrahmens ausgerichtet ist, diese aber regelmäßig nicht mit der Gleismit­ tellinie übereinstimmt. Da dieser Fehler in der Größe unvorhergesehen schwankt, ist er praktisch nicht rechnerisch kompensierbar. Daraus ergibt sich ein syste­ matischer Fehler bei der Pfeilhöhenmessung wie bei der Spurweitenmessung.

Neben Verwindung, Pfeilhöhenmessung beider Schienenstränge und Spurweitenmessung des Gleises lassen sich mit der bekannten Gleismeßvorrichtung auch noch andere Parameter messen. Beispielsweise ist eine Stoßlagenmessung und daran anschließend auch eine Längshöhenmessung möglich.

Für sich ist es aus dem Stand der Technik im übrigen bekannt (GB-PS 748 987), von einem Gleismeßfahrzeug einen Meßrahmen schleppen zu lassen, der beid­ seits jeweils Spurkranzräder als gekoppelte Meßköpfe aufweist, die an die beiden Schienenstränge des Gleises unter Federkraft angestellt sind. Der Meß­ rahmen insgesamt ist gegenüber dem Gleismeßfahrzeug nach allen Richtungen be­ grenzt schwenkbar und kann sich folglich in einem Winkel zum Gleismeßfahrzeug einstellen. Damit kann sich der Meßrahmen insgesamt senkrecht zur Gleismittel­ linie ausrichten, wenn man voraussetzt, daß die beiden Schienenstränge des Gleises exakt bogengleich verlaufen. Bei Abweichungen jedoch ergibt sich auch hier ein systembedingter und laufend schwankender und daher rechnerisch nicht kompensierbarer Fehler. Die selbe Situation ergibt sich auch bei einem soge­ nannten Prüfkopfträgerwagen, der an einem Gleismeßfahrzeug aufgehängt ist (ETR (25) 6-1976, Seite 374-381).

Aus dem Stand der Technik ist ferner eine Schienenschleifmaschine für das Ab­ schleifen von Unregelmäßigkeiten der Schienenfahrfläche (DE 26 12 174 C3) bekannt. Mit Hilfe dieser Schienenschleifmaschine können Riffelungen und sonstige Unregelmäßigkeiten der Schienenfahrfläche so abgeschliffen werden, daß der Schienenkopf seine auf den Spurkranz eines normalen Rades abgestimmte Kontur beibehält. Hierzu ist es notwendig, daß die Schleifwerkzeuge über dem jeweiligen Spurkopf einjustiert werden. Dies geschieht durch hydraulisch angestellte Spur­ kranzränder, wobei diese an einem Maschinenrahmen in den Fahrwerken auf einer nur in Längsrichtung verschiebbaren, jedoch winkelmäßig nicht veränderlich ein­ stellbaren Achse gelagert sind. Eine Meßvorrichtung stellt die Veränderung der Spurweite fest, wobei der Maschinenrahmen als Bezugsbasis für die Messung dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte, bekannten Gleismeßvorrichtung meßtechnisch, und zwar insbesondere bzgl. der Genauigkeit der Pfeilhöhenmessung und der Spurweitenmessung, zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Gleismeßvorrichtung löst die zuvor aufgezeigt Aufgabe dadurch, daß jeder Meßkopf einer Meßeinrichtung am Ende eines in der Meß­ stellung etwa horizontal liegenden Teleskoparms angeordnet ist, daß der Teles­ koparm mit seinem anderen Ende am Meßrahmen nahe der Mittellinie des Meßrahmens fest, aber nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar gelagert ist, daß am Meß­ kopf bzw. am ihn tragenden Ende des Teleskoparms das eine Ende des zugeordneten Längslenkers angelenkt ist, daß beide Enden jedes Längslenkers nach allen Rich­ tungen begrenzt schwenkbar angelenkt sind und daß der Teleskoparm sich stets in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve ausrichtet und damit jeder Meßkopf stets in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve an den Schienenstrang angestellt ist.

Wie die bekannte Gleismeßvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist auch die erfindungsgemäße Gleismeßvorrichtung zunächst völlig eigenständig, bedarf also nur des Meßrahmens und der Meßeinrichtung und ist von Tragachsen des Gleismeßfahrzeuges unabhängig. Sie ist zwar ebenfalls in einem Gleismeßfahr­ zeug, auch besonders vorteilhaft, einsetzbar, das Vorhandensein des Gleismeß­ fahrzeuges ist aber nicht notwendige Voraussetzung für die Funktion dieser Gleismeßvorrichtung. Jede Meßeinrichtung fährt für sich unabhängig von den an­ deren Meßeinrichtungen die Schienenstränge des Gleises ab, wobei der Meßrahmen lediglich die mechanische Korrelation der Meßeinrichtung vorgibt.

Wesentlich für die hohe Meßpräzision der erfindungsgemäßen Gleismeßvorrichtung ist nun aber die Tatsache, daß jeder Meßkopf jeder Meßeinrichtung stets ge­ nau in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve an den jeweiligen Schienenstrang angestellt ist. Das wird dadurch erreicht, daß jeder Meßkopf für sich mit Teleskoparm und Längslenker aufgehängt ist und eine entsprechende Bogenbewegung auszuführen vermag. Das bedeutet, daß jeder Meßkopf dem tatsäch­ lichen Verlauf der jeweiligen Schienenstrangkurve zu folgen vermag, also nicht durch eine bestimmte Lagerausrichtung am Meßrahmen präjudiziert ist. Durch die Auswertung der Meßsignale der einzelnen Meßeinrichtungen in einem Auswertungs­ rechner kann dann ohne weiteres die jeweilige Pfeilhöhe des jeweiligen Schienen­ stranges sowie die Spurweite ermittelt werden. Gleichzeitig erlaubt die besondere Anordnung der Meßeinrichtungen bei der erfindungsgemäßen Gleismeßvor­ richtung die Intergration der Längshöhenmessung und einer eventuellen Riffel­ messung in die vorhandenen Meßeinrichtungen. Auch die Längshöhenmessung und Rif­ felmessung kann für jeden Schienenstrang spezifisch erfolgen.

Die Lehre der Erfindung gibt an, wie es auf konstruktiv besonders zweckmäßige Weise erreicht werden kann, daß jeder Meßkopf im Ergebnis stets in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve an den jeweiligen Schienenstrang ange­ stellt ist.

Ergänzend wird verwiesen auf die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die auch die Erläuterung allgemein relevanter Merkmale, die Erläuterung von Alternati­ ven und die Erläuterung verschiedener erreichter Vorteile umfaßt.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Seitenansicht, schematisch, eine als Gleismeßfahrzeug ausgeführte Gleismeßvorrichtung,

Fig. 2 die Gleismeßvorrichtung aus Fig. 1, aufgebockt, in einer Stirn­ ansicht,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung der Tragachsen und der Meßeinrichtungen bei der Gleismeßvorrichtung aus Fig. 1 in Draufsicht, so daß das Meßprinzip bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Gleismeßvorrichtung erkennbar ist,

Fig. 4 in einer Ansicht in Fahrtrichtung den einem Schienenstrang zuge­ ordneten Teil einer Meßeinrichtung einer Gleis­ meßvorrichtung,

Fig. 5 den Teil der Meßeinrichtung, der in Fig. 4 dargestellt ist, in ei­ ner Ansicht von oben,

Fig. 6 den Gegenstand aus Fig. 4 in einer Ansicht von der Seite der Gleismeßvorrichtung her und

Fig. 7 in einem Schnitt, vergrößert dargestellt, einen für eine Riffel­ messung ausgerüsteten Meßkopf einer Meßeinrichtung gemäß Fig. 4.

Die Gleismeßvorrichtung ist, wie zuvor erläutert worden ist, eine selbständige Vorrichtung, insbesondere also von irgendwelchen Teilen eines Gleismeßfahrzeuges und vom Vorhandensein von Tragachsen unabhängig. Diese Unabhängigkeit bedingt gerade die Eliminierung des weiter oben erläu­ terten systematischen Meßfehlers, der durch fehlerbehaftete Ausrichtung eines Gleismeßfahrzeugs im Gleis verursacht wird. Ungeachtet dessen ist auch die erfindungsgemäß ausgebildete Gleismeßvorrichtung zweckmäßig in einem Gleismeßfahr­ zeug zu realisieren, wenn man es bei der Unabhängigkeit von Meßrahmen und von Meßeinrichtungen gegenüber dem übrigen Gleismeßfahrzeug, insbesondere gegenüber eventuell vorhandenen Tragachsen beläßt.

Im folgenden wird daher die Gleismeßvorrichtung in ihrer Ausgestaltung in einem Gleismeßfahrzeug erläutert, ohne daß dies einschrän­ kend zu verstehen ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Gleismeßfahrzeug zeigt zunächst einen Fahrzeug­ aufbau 1 mit einem verwindungssteifen Fahrzeugboden. Am Fahrzeugboden ange­ bracht bzw. im hier dargestellten Ausführungsbeispiel vom Fahrzeugboden ge­ bildet ist ein Meßrahmen 2. Der Meßrahmen 2 ist Teil der Gleismeßvorrichtung, er könnte auch auf völlig anderer Art über dem Gleis gehalten werden, beispielsweise auch am Fahrzeugboden des Gleismeßfahrzeugs allseitig verlagerbar aufgehängt sein.

Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind am Fahrzeugboden 2 zwei Trag­ achsen 3 aufgehängt. Im Fahrzeugaufbau 1 befinden sich einerseits der An­ triebsmotor, im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Dieselmotor, an­ dererseits die umfangreiche Auswerteelektronik und der Meß- und Auswerte­ platz für die Gleismessung. Im hier dargestellten und bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel sind nur genau zwei Tragachsen 3 vorgesehen, in größeren Gleismeßfahrzeugen könnten auch Achsdrehgestelle vorgesehen sein, wie das an sich bekannt ist.

Vorgesehen sind nun mehrere Meßeinrichtungen 4 für eine umfassende Ausmes­ sung des Gleises. Im hier dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel sind drei Meßeinrichtungen 4 vorhanden. Die Anzahl von drei Meßeinrichtun­ gen 4 wird durch die Vorgaben der Pfeilhöhenmessung bestimmt. Grundsätzlich könnten aber auch noch weitere Meßeinrichtungen 4 vorhanden sein. Jede Meß­ einrichtung 4 weist je Schienenstrang 5 bzw. 6 des Gleises einen in Meßstellung an den Schienenstrang 5 bzw. 6 horizontal und vertikal anstellba­ ren Meßkopf 7 auf. In Fig. 2 ist diese Vorgabe besonders gut zu erkennen, wobei die Schienenstränge 5 und 6 hier durch den Testaufbau einer Winkelkante ersetzt sind. Unter Meßkopf 7 wird hier die Gesamtheit der elektrischen, elektronischen und mechanischen Einrichtungen verstanden, die einem Schie­ nenstrang 5 bzw. 6 zugeordnet sind und der Ausmessung des Gleises dienen.

Die technischen Hintergründe der Gleismessung mit einer Gleismeßvorrich­ tung der in Rede stehenden Art sind im allgemeinen Teil der Beschreibung ausführlich erläutert worden, so daß hier auf weitere Erläuterungen ver­ zichtet werden kann.

Die Gleismeßvorrichtung zeichnet sich nun besonders da­ durch aus, daß mit den Meßköpfen 7 an den Schienensträngen 5 und 6 gegen den Meßrahmen 2 als Meßbasis gemessen wird und dazu alle Meßeinrichtungen 4 direkt am Meßrahmen 2 angebracht sind. Die Meßeinrichtungen 4 arbeiten da­ mit völlig unabhängig von den hier auch verwirklichten Tragachsen 3. Jede Meßeinrichtung 4 weist verschiedene mit dem vom Fahrzeugboden gebildeten Meßrahmen 2 verwindungssteif verbundenen Träger 8 auf, an denen verschie­ dene Teile der Meßeinrichtung angebracht sind. Diese Träger 8 sind meßtech­ nisch wie der Meßrahmen 2 zu behandeln. Die wesentlichen Vorteile der von den Tragachsen 3 unabhängigen Ausgestaltung der Meßeinrichtungen 4 sind oben im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert worden, darauf darf verwiesen werden.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die mittlere Meßeinrichtung 4 zu den äußeren Meßeinrichtungen 4 asymmetrisch angeordnet ist, was gewisse meßtechnische Vorteile hat.

Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Meßeinrichtungen 4 der Gleismeßvorrichtung konkret zu realisieren. Wesentlich ist da­ bei, daß der Meßkopf 7 immer in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrang­ kurve an den Schienenstrang 5 bzw. 6 angestellt ist. Dafür bietet der Stand der Technik eine große Anzahl Anregungen. Im dargestellten Ausführungsbei­ spiel ergibt sich allerdings eine ganz besonders zweckmäßige Lösung dadurch, daß jeder Meßkopf 7 einer Meßeinrichtung 4 am Ende eines in der Meßstellung im wesentlichen horizontal liegenden Teleskoparms 9 angeordnet ist, daß der Teleskoparm 9 mit seinem anderen Ende am Meßrahmen 2 nahe der Mittellinie 10 des Meßrahmens 2 fest, aber vorzugsweise nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar, gelagert ist und daß der Teleskoparm 9 sich stets in Rich­ tung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve ausrichtet. Diese bevor­ zugte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Fig. 2, 3, 4 und 5 beson­ ders deutlich zu erkennen.

Während beim Stand der Technik eine starre Meßachse mit den beiden Meßköpfen an beiden Enden durch den achsparallel aufgehängten Doppel-Teleskoparm ge­ bildet wird, nimmt die Lehre der Erfindung von dieser Konstruktionsweise Abschied. Anstattdessen wird jeder Meßkopf der Meßeinrichtung an einem eigenen Teleskoparm aufgehängt, der seinerseits am Meßrahmen 2, und zwar nahe der Mittellinie 10, durchaus auch an der Mittellinie 10, am Meßrah­ men 2 schwenkbar gelagert ist. Dadurch läßt sich der Meßkopf 7 an seinem eigenen Teleskoparm an den zugeordneten Schienenstrang 5 bzw. 6 exakt senkrecht zur Tangente anstellen, das heißt der Teleskoparm 9 kann sich stets in Richtung des Kurvenradius der vom entsprechenden Schienen­ strang 5 bzw. 6 gebildeten Kurve ausrichten. Aus den unterschiedlichen Anlenkpunkten der Teleskoparme resultierende Abweichungen lassen sich durch entsprechende rechnerische Korrekturen bei der Auswertung der Meß­ ergebnisse berücksichtigen. Wesentlich ist letztlich, daß beide Schienen­ stränge 5 und 6 jeweils separat und unabhängig vom jeweils anderen Schienen­ strang 5 bzw. 6 ausgemessen werden und daß die Verknüpfung der Meßwerte nur im Rechner erfolgt.

Bei entsprechender Gestaltung des Meßkopfes 7 läßt sich erreichen, daß der Teleskoparm 9, vertikale Führung vorausgesetzt, sich weitestgehend selbständig in der richtigen Richtung gegenüber dem Schienenstrang 5 bzw. 6 ausrichtet. Die Lehre der Erfindung zeigt in einer weiteren, sehr vorteilhaften Ausgestal­ tung aber die sehr wesentliche Zusatzmaßnahme, daß am Meßkopf 7 bzw. am ihn tragenden Ende des Teleskoparms 9 ein Ende eines in der Meßstellung etwa horizontal liegenden Längslenkers 11 fester Länge, vorzugsweise nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar, angelenkt ist und daß der Längslenker 11 mit seinem anderen Ende am Meßrahmen 2 in erheblicher Entfernung vom Meß­ kopf 7 und von der Mittellinie 10 fest, aber vorzugsweise nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar, gelagert ist. Längslenker zur Führung der Dop­ pel-Teleskoparme der Meßeinrichtungen des Standes der Technik sind als solche bekannt, wirken aber nur als Parallelogrammlenker. Die Wirkung des Längslen­ kers 11 in Verbindung mit dem Teleskoparm 9 für nur einen Meßkopf 7 der Meß­ einrichtung 4 hingegen ist eine völlig andere. Da der Längslenker 11 am Meß­ kopf 7 bzw. an dem diesen tragenden Ende des Teleskoparms 9 angelenkt ist, nimmt das Ende des Teleskoparms 9 das Ende des Längslenkers 11 beim Ausfahren mit. Wegen der festen Länge des Längslenkers 11 wird diese translatorische Be­ wegung des Endes des Teleskoparms 9 in eine Schwenkbewegung des Endes des Längs­ lenkers 11 umgesetzt, so daß der Meßkopf 7 beim Herausschieben oder Hereinziehen des Endes des Teleskoparms 9 während dieser dem Verlauf des Schienenstranges 5 bzw. 6 folgt, eine entsprechende, durch den Längslenker 11 bestimmte Bogenbe­ wegung ausführt. Damit wird auf sehr einfache Art zwangsweise die Ausrichtung des Teleskoparms 9 in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve reali­ siert. Mit anderen Worten verlaufen alle Linien der Meßeinrichtungen 4 bei der Gleismeßvorrichtung auf den geometrischen Mittelpunkt der aus­ gemessenen Gleiskurve zu. Die Länge des Längslenkers 11 wird jeweils im Rahmen der rechnerischen Auswertung berücksichtigt. Sie ist so vorher bestimmt, daß die betriebsmäßig maximal zu erwartende Auslenkung ohne großen Meßfehler auf­ genommen werden kann. Bei den für übliche Gleisbögen gegebenen maximalen Aus­ lenkungen von weniger als 100 mm empfiehlt sich dabei eine Versetzung des Längslenkers 11 gegenüber dem Meßkopf am Meßrahmen 2 etwas nach innen zu, so daß sich insgesamt eine trapezförmige Lenker-Gesamtanordnung ergibt.

Fig. 3 macht schematisch das Meßprinzip deutlich, mit dem bei dieser Gleismeßvor­ richtung mittels der Meßeinrichtungen 4 gearbeitet wird. Dünn eingezeichnete Bogenlinien B lassen jeweils den vom jeweiligen Längslenker 11 definierten Schwenkbogen für den Meßkopf 7 erkennen. Durch die Lenkerführung der beiden Teleskoparme 9 in einer Meßeinrichtung 4 erfolgt eine für jeden Schienen­ strang 5 bzw. 6 spezifische Anstellung des jeweiligen Meßkopfes 7 weitestgehend exakt, jedenfalls ohne weiteres rechnerisch exakt anpaßbar in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrang­ kurve. Die unterschiedliche Anstellung der Meß­ köpfe 7 erkennt man besonders deutlich in der in Fig. 3 ganz rechts zu finden­ den Meßeinrichtung 4.

Fig. 4 läßt nun verschiedene Details der Meßeinrichtung 4 der Gleismeßvorrichtung erkennen. Zunächst ist gut erkennbar, daß hier dem Längslen­ ker 11 ein zweiter, oberhalb des Längslenkers 11 parallel angeordneter Hilfs­ lenker 12 zugeordnet ist und der Längslenker 11 mit dem Hilfslenker 12 ein et­ wa vertikal stehendes Lenkerparallelogramm bildet. Durch diese Konstruktion ist gewährleistet, daß bei Höhenbewegungen des Meßkopfs 7 jedenfalls keine Neigungsänderung eintritt, sondern der Meßkopf 7 jeweils nur parallel zu sich selbst angehoben bzw. wieder abgesenkt wird.

Mittels des Teleskoparms 9 muß eine erhebliche Anstellkraft auf den Meßkopf 7 ausgeübt werden, um den notwendigen Anpreßdruck am Schienenstrang 5 bzw. 6 zu gewährleisten. Die entsprechend erforderliche Dimensionierung des Teleskop­ arms 9 läßt es meßtechnisch als zweckmäßig erscheinen, daß dem Teleskoparm 9 eine das eigentliche Meßsignal erzeugende Wegmeßeinrichtung, insbesondere ein paralleles Meßteleskop 13, zugeordnet ist. Anstelle eines Meßteleskops 13 kön­ nen auch übliche andere Wegmeßeinrichtungen eingesetzt werden. Auch dies er­ kennt man in Fig. 4 und Fig. 5 besonders deutlich.

Bislang ist noch nichts dazu ausgeführt worden, wie bei der Gleis­ meßvorrichtung im Meßkopf 7 tatsächlich nun die Abtastung des Schienenstranges 5 bzw. 6 stattfindet. Das kann hier wie auch im Stand der Technik durch zylindri­ sche Meßrollen mit Spurkränzen geschehen. Jedenfalls ist es dabei zweckmäßig, wenn, wie an sich bekannt, seitlich der eigentlichen Meßrolle Führungsschleif­ elemente 14 vorhanden sind, die die im allgemeinen Teil der Beschreibung erläu­ terte Funktion beim Überfahren des Herzstücks einer Weiche od. dgl. haben. Die Führungsschleifelemente erkennt man besonders gut in den Fig. 5 und 6.

Es hat sich gezeigt, daß meßtechnisch eine Ausgestaltung des Meßkopfes 7 mit einer oder, vorzugsweise, zwei an der Innenseite des Schienenkopfes 15 des Schienenstrangs 5 bzw. 6 abrollenden Schneidenrollen 16 besonders zweckmäßig ist. Bei einer Meßrolle mit an der Innenseite des Schienenkopfes 15 gleiten­ dem Spurkranz ist einerseits der Verschleiß durch Gleitreibung relativ hoch, ist andererseits der an der Innenseite des Schienenkopfes 15 normalerweise vorhandene Fettbelag, der für den normalen Bahnbetrieb von Bedeutung ist, wegen des starken Anpreßdrucks in horizontaler Richtung schnell zerstört. Gleichzeitig wird Fett auf die Schienenoberseite 17 geschleudert, wo es nun wirklich nicht hingehört. Die erfindungsgemäß vorhandenen Schneidenrollen 16 hingegen lassen den Fettfilm an der Innenseite des Schienenkopfs 15 praktisch ungestört, so daß auch mit sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten gefahren werden kann. Hinzu kommt, daß auch meßtechnisch die Verwen­ dung von Schneidenrollen 16 exaktere Ergebnisse bringt, denn an sich muß am Schie­ nenkopf 15 stets in einem bestimmten, genormten Abstand von der Schienenober­ kante gemessen werden. Es handelt sich bei der Deutschen Bundesbahn um den Abstand von 14 mm von der Schienenoberkante. Mit flächigen Spurkränzen läßt sich dieser Abstand nur ungenau erreichen, wohingegen die Schneiden der Schneidenrollen 16 exakt im Abstand von 14 mm von der Schienenoberkante lau­ fen können. Die Verwendung von zwei Schneidenrollen 16 gegenüber nur einer Schneidenrolle 16 ist beim Überfahren von Stößen und anderen Unebenheiten meß­ technisch vorteilhaft.

Zum Stand der Technik ist erläutert worden, daß dort die Längshöhenmessung usw. nicht mit den Meßeinrichtungen für die Pfeilhöhenmessung und die Spurweitenmes­ sung erfolgen kann. Die erfindungsgemäßen Meßeinrichtungen 4 lassen sich, sogar ganz besonders zweckmäßig, aber auch für die Längshöhenmessung nutzen. Beson­ ders zweckmäßig ist die Nutzung für die Längshöhenmessung deswegen, weil die Meßeinrichtungen 4 von Tragachsen 3 völlig unabhängig sind. Durch das Überrollen einer Tragachse 3 ausgelöste Einfederbewegungen des Schienen­ stranges 5 bzw. 6 lassen sich also meßtechnisch sehr viel besser erfassen als mit dem bekannten Meßsystem.

Auch für die Längshöhenmessung in den Meßeinrichtungen 4 las­ sen sich verschiedene Techniken anwenden. Besonders zweckmäßig ist es im Rahmen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, daß am Meßkopf 7 bzw. am ihn tragenden Ende des Teleskoparms 9 ein Ende eines vertikal angeordneten Hubteleskoparms 18, vorzugsweise nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar, angelenkt ist und daß der Hubteleskoparm 18 mit seinem anderen En­ de am Meßrahmen 2 fest, aber vorzugsweise nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar, gelagert ist. Diese Ausgestaltung läßt, neben den Fig. 1 und 2, ins­ besondere Fig. 4 und Fig. 6 sehr gut erkennen. Selbstverständlich kann der Hub­ teleskoparm 18 auch zum bestimmungsgemäß gewollten Hochfahren des Meßkopfes 7 bei Nichtbenutzung verwendet werden. In diesem Fall werden zweckmäßigerweise beide Teleskoparme 9 und 18 auf die kürzeste Länge eingezogen. Dadurch ergibt sich die in den Fig. 5 und 6 angedeutete Einziehbewegung des Meßkopfs 7.

Aus den gleichen Gründen, aus denen das schon zuvor im Zusammenhang mit dem Teleskoparm 9 erläutert worden ist, empfiehlt es sich auch für den Hubteleskop­ arm 18, diesem eine das eigentliche Meßsignal erzeugende Wegmeßeinrichtung, ins­ besondere ein paralleles Hubmeßteleskop 19 zuzuordnen.

Die Meßeinrichtungen 4 am vorderen und hinteren Ende der Gleismeßvorrichtung ge­ ben die Meßbasis für die Längshöhenmessung, die dann letztlich durch die mitt­ lere Meßeinrichtung 4, nämlich durch die dortige auf und ab gehende Bewegung des Meßkopfs 7 auf der Schienenoberseite 17 vorgegeben wird. Die an sich hier angewandte Meßtechnik ist als solche bekannt, sie gewinnt aber ihre besondere Bedeutung dadurch, daß sie in die Meßeinrichtungen 4 für die Pfeilhöhen­ messung und die Spurenweitenmessung ohne weiteres integriert werden konnte.

Der Meßkopf 7 ist für die Lagerung auf der Schienenoberseite 17 und für die Ausführung der Längshöhenmessung so ausgestaltet, daß er eine mittig angeordnete, auf der Schienenlauffläche laufende Zylinderrolle 20 und, vorzugs­ weise, zwei mit Abstand vor und hinter der Zylinderrolle 20 angeordnete, gegen­ über der Zylinderrolle 20 etwas nach oben versetzte Hilfsrollen 21 aufweist. Fig. 6 macht die Anordnung der Zylinderrolle 20 und der Hilfsrollen 21 in Längs­ abstand von der Zylinderrolle 20 sehr gut deutlich. Die Hilfsrollen 21 laufen normalerweise ein wenig oberhalb der Schienenoberseite 17 ohne Berührung mit dieser, ähnlich wie die Führungsschleifelemente 14 normalerweise ohne Berührung mit der Innenseite des Schienenkopfes 15 laufen. Lediglich beim Überfahren ganz extremer Unebenheiten bzw. dem Überfahren von Weichen treten dann die Hilfsrol­ len 21 in Funktion, um ein Absacken der Zylinderrolle 20 zu verhindern. Das eigentliche Meßsignal für die Längshöhenmessung wird von dem von der Zylinder­ rolle 20 beeinflußten Hubmeßteleskop 19 erzeugt.

Der Meßkopf 7 läßt durch einfachen Austausch der Zylinderrolle 20 auch die Durchführung einer Riffelmessung zu, nämlich dann, wenn anstatt der Zylinderrolle 20 im Meßkopf ein mittig angeordneter, vertikal nach unten ausgerichteter Riffelmessungssensor 22 eingesetzt wird. Es kann sich hier nach bevorzugter Lehre um einen induktiven Annäherungssensor handeln. Fig. 7 zeigt die Anordnung dieses Riffelmessungssensors 22, wobei hier auch besonders schön die Relativlage der Schneidenrolle 16 zum Schienenkopf 15 er­ kennbar ist. Man erkennt gut, wie hier die Schneide der Schneidenrolle 16 exakt im Normabstand von der Schienenoberseite 17 an der Innenseite des Schie­ nenkopfs 15 rollt. Selbstverständlich muß bei der Riffelmessung die Fahr­ geschwindigkeit wesentlich geringer sein als bei der normalen, zuvor erläu­ terten Gleismessung. Ein Riffelmessungssensor 22 in Form eines induktiven Annäherungssensors hat gegenüber einer kleinen, federbelasteten Tastrolle den erheblichen Vorteil, daß die Meßgenauigkeit wesentlich größer ist und daß auch verschleißbedingte Meßabweichungen nicht auftreten können.

Ganz allgemein läßt die Darstellung der Gleismeßvorrich­ tung in den Fig. 1, 3, 5 und 6 sehr gut erkennen, daß nach weiter bevorzug­ ter Lehre der Meßkopf 7 einen starren, sich parallel zum Schienenstrang 5 bzw. 6 bzw. senkrecht zum Teleskoparm 9 erstreckenden Tragrahmen 23 auf­ weist und daß am Tragrahmen 23 alle Teile des Meßkopfes 7 angebracht bzw. angelenkt sind. Fig. 6 zeigt die langgestreckt-profilförmige Gestaltung des Tragrahmens 23.

Generell empfiehlt es sich für die Betätigung, Anstellung und weitere Bewe­ gung der Meßköpfe 7 in den Meßeinrichtungen 4, mit hydraulischem Druckmittel zu arbeiten, wenngleich auch pneumatische Energie verwendbar wäre. Man arbeitet mit einem Anpreßdruck von einigen bar, wobei Druckstöße durch einen hydraulischen Speicher abgefangen werden können. Dieser braucht nur ein relativ kleines Volumen zu haben, sofern gewährleistet ist, daß eine automatische Druckmittelnachführung erfolgt.

Die Meßeinrichtungen 4 lassen über die für die Längshöhenmessung vorgesehenen Zylinderrollen 20 auch eine Verwindungsmessung zu, weil eben eine Messung unabhängig von den Tragachsen 3 und neben diesen, also mit Längsabstand von diesen erfolgt. Die sonst noch erforderliche Mes­ sung, beispielsweise die Überhöhungsmessung, wird mit einem Kreiselmeßsystem durchgeführt.

Fig. 4 zeigt nun noch eine besondere Gestaltung der Gleis­ meßvorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Meßeinrichtung 4, insbesondere die mittlere Meßeinrichtung 4, eine seitlich über den Schienen­ strang 5 bzw. 6 hinaus ragenden Stromschienenmeßkopf 24 aufweist und durch den Stromschienenmeßkopf 24 die Position einer Stromschiene 25 bezogen auf die Mittellinie 10 des Meßrahmens 2 meßbar ist. Derartige Stromschienen 25 finden sich häufig gerade bei Untergrundbahnen und konnten bisher nur in ihrer Relativlage zu dem nächstliegenden Schienenstrang ausgemessen werden. Die beschriebene Gleismeßvorrichtung erlaubt nun auch hier eine unab­ hängige Messung gegenüber der Mittellinie 10 des Meßrahmens 2 mit den gleichen Vorteilen wie bei der Ausmessung der Schienenstränge 5 und 6 selbst.

Claims (14)

1. Gleismeßvorrichtung mit einem verwindungssteifen Meßrahmen und mehreren, vorzugsweise drei Meßeinrichtungen, wobei alle Meßeinrichtungen direkt am Meß­ rahmen angebracht sind und jede Meßeinrichtung je Schienenstrang des Gleises einen in Meßstellung an den Schienenstrang horizontal und vertikal anstellbaren Meßkopf aufweist und mit den Meßköpfen an den Schienensträngen gegen den Meß­ rahmen als Meßbasis gemessen wird, wobei je Meßkopf ein in der Meßstellung etwa horizontal liegender Längslenker fester Länge vorgesehen ist, der mit seinem anderen Ende am Meßrahmen in erheblicher Entfernung vom Meßkopf und von der Mittellinie des Meßrahmens schwenkbar angelenkt ist, und wobei, vorzugsweise, der Meßrahmen Teil eines einen Fahrzeugaufbau, einen Fahrzeugboden und mindestens zwei am Fahrzeugboden aufgehängte Tragachsen aufweisenden Gleismeßfahr­ zeuges, insbesondere der Fahrzeugboden eines solchen Gleismeßfahrzeuges ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Meßkopf (7) einer Meßeinrichtung (4) am Ende eines in der Meßstellung etwa horizontal liegenden Teleskoparms (9) ange­ ordnet ist, daß der Teleskoparm (9) mit seinem anderen Ende am Meßrahmen (2) nahe der Mittellinie (10) des Meßrahmens (2) fest, aber nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar gelagert ist, daß am Meßkopf (7) bzw. am ihn tragenden Ende des Teleskoparms (9) das eine Ende des zugeordneten Längslenkers (11) angelenkt ist, daß beide Enden jedes Längslenkers (11) nach allen Richtungen begrenzt schwenkbar angelenkt sind und daß der Teleskoparm (9) sich stets in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve ausrichtet und damit jeder Meßkopf (7) stets in Richtung des Kurvenradius der Schienenstrangkurve an den Schienenstrang (5 bzw. 6) angestellt ist.

2. Gleismeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längs­ lenker (11) gegenüber dem Meßkopf (7) etwas nach innen versetzt am Meßrahmen (2) angelenkt ist.

3. Gleismeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und die Winkelstellung des Längslenkers (11) nach Maßgabe der betriebs­ mäßig maximal zu erwartenden Auslenkung bestimmt ist.

4. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskoparme (9) und die Längslenker (11) für die beiden Meßköpfe (7) einer Meßeinrichtung (4) zusammen mit den Verbindungslinien ihrer am Meßrahmen (2) fest angelenkten Enden ein Trapez oder eine trapezähnliche Figur aufspannen.

5. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Längslenker (11) ein zweiter, oberhalb des Längslenkers (11) parallel angeordneter Hilfslenker (12) zugeordnet ist und der Längslenker (11) mit dem Hilfslenker (12) ein etwa vertikal stehendes Lenkerparallelogramm bildet.

6. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Teleskoparm (9) eine das eigentliche Meßsignal erzeugende Wegmeßein­ richtung, insbesondere ein paralleles Meßteleskop (13), zugeordnet ist.

7. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (7) eine oder vorzugsweise zwei an der Innenseite des Schienen­ kopfes (15) abrollende Schneidenrollen (16) aufweist, und daß die Schneiden der Schneidenrollen (16) im Normabstand von der Schienenoberseite (17), vorzugs­ weise also in einem Abstand von ca. 14 mm von der Schienenoberseite (17), liegen.

8. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen (4) auch für die Längshöhenmessung nutzbar sind.

9. Gleismeßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Meßkopf (7) bzw. am ihn tragenden Ende des Teleskoparms (9) ein Ende eines etwa vertikal angeordneten Hubteleskoparms (18) vorzugsweise nach allen Richtungen be­ grenzt schwenkbar angelenkt ist und daß der Hubteleskoparm (18) mit seinem an­ deren Ende am Meßrahmen (2) fest, aber vorzugsweise nach allen Richtungen be­ grenzt schwenkbar gelagert ist.

10. Gleismeßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hub­ teleskoparm (18) eine das eigentliche Meßsignal erzeugende Wegmeßeinrichtung, insbesondere ein paralleles Hubmeßteleskop (19) zugeordnet ist.

11. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Meßkopf (7) eine mittig angeordnete, auf der Schienenlauf­ fläche laufende Zylinderrolle (20) angeordnete, gegenüber der Zylinderrolle (20) etwas nach oben versetzte Hilfsrollen (21) aufweist.

12. Gleismeßvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß­ kopf (7) anstatt der Zylinderrolle (20) einen mittig angeordneten, vertikal nach unten ausgerichteten Riffelmessungssensor (22), insbesondere ausgeführt als induktiver Annäherungssensor, aufweist.

13. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (7) einen starren, sich parallel zum Schienenstrang (5 bzw. 6) senkrecht zum Teleskoparm (9) erstreckenden Tragrahmen (23) aufweist und daß am Tragrahmen (23) alle Teile des Meßkopfes (7) angebracht bzw. angelenkt sind.

14. Gleismeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung (4), insbesondere die mittlere Meßeinrichtung (4), eine seitlich über den Schienenstrang (5 bzw. 6) hinaus ragenden Stromschienen­ meßkopf (24) aufweist und durch den Stromschienenmeßkopf (24) die Position einer Stromschiene (25) bezogen auf die Mittellinie (10) des Meßrahmens (2) meß­ bar ist.