DE926076C - Vorrichtung zur Messung waagerechter Koordinaten eines Eisenbahngleises - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. APRIL 1955

M 19222 II/2oh

Die Überwachung der Gleise zwingt zur Bestimmung ihrer Lage durch Aufnahme der Koordinaten verschiedener ihrer Punkte bzw. verschiedener Punkte der sie bildenden Schienenstränge, sowohl in waagerechter als in lotrechter Richtung.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung dient zur Messung waagerechter Koordinaten, zum Zweck, die Pfeilhöhe der Schienenstränge zu bestimmen.

Der Umstand, daß sich solche Messungen dem gesamten Gleis entlang erstrecken müssen, schaltet die Möglichkeit aus, die in der Geländeaufnahme verwendeten Mittel zu benutzen, so daß das einzige praktisch verbleibende Mittel das Befahren des zu messenden Gleises mit einem entsprechend ausgerüsteten Fahrzeug ist. Da aber in diesem Fall das Fahrzeug auf den zu kontrollierenden Schienen fährt und ihrem Einfluß unterliegt, ist es notwendig, die vorgenommenen Messungen von den Bewegungen des Fahrzeuggestells unabhängig zu machen, damit die gemessenen Werte wie aus einer ortsfesten Basis aus aufgenommen erscheinen.

Im vorliegenden Fall und für die Messung der Pfeilhöhe der Schienenstränge ist ein Fahrzeug mit zwei Laufkatzen vorgesehen, die entweder vom Fahrzeug getragen oder auf das Gleis gesetzt werden können, wobei lösbare Verbindungsmittel vorgesehen sind, welche im zweiten Fall die Laufkatzen in gewisser Entfernung vor und hinter dem Fahrzeug halten, ihnen jedoch die Freiheit lassen,

dem Gleis zu folgen, wozu sie sich gegenüber einem unbeweglichen Verbindungspunkt mit dem Fahrzeuggestell bewegen können. Sowohl dieLaufkatzen als auch das Fahrzeug tragen seitlich gegen die Schienenköpfe angedrückte Laufrollen, deren quer zur Fahrtrichtung stattfindende Bewegungen auf Registriermittel übertragen werden, die derart angeordnet sind, daß sie als Pfeilhöhe die jeweilige Entfernung einer Laufrolle des Fahrzeuges zur ίο durch die entsprechenden Laufrollen der Katzen geführten Sehne angeben.

Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.

Fig. ι bezieht sich auf die erste Ausführungsform und zeigt das Fahrzeug während einer Messung;

Fig. 2 ist eine halbschematische Ansicht des Fahrgestells dieses Fahrzeuges und zeigt einerseits, wie die Laufkatzen befördert werden, andererseits, wie man sie auf das Gleis setzen kann;

Fig. 3 ist eine halbschematische Draufsicht des Fahrzeuges, der beiden Laufkatzen und der verschiedenen Verbindungen, welche die gegenseitige Lage dieser Teile sichern und'die aufgenommenen Messungen übertragen;

Fig. 4 ist ein Schema zur Erklärung, wieso die Messungen von den Bewegungen des Fahrzeuges unabhängig gemacht sind;

Fig. 5 zeigt die Anordnung der Kabelverbkidungen, welche die auf der einen Seite des Gleises aufgenommenen Messungen auf die Registriermittel übertragen;

Fig. 6 ist eine Draufsicht des einen Endes des Fahrzeuges mit seiner Laufkatze bei der zweiten Ausführungsform';

Fig. 7 ist eine entsprechende Seitenansicht; Fig. 8 zeigt, wie in diesem Fall die Befestigungsmittel der Laufkatzen bei Nichtgebrauch dem Fahrgestell des Fahrzeuges entlang zurückgeklappt werden können;

Fig. 9 ist eine Draufsicht, die zeigt, . wie die Kabelverbindungen zu den Laufkatzen der Fig. 6 und 7 ausgebildet sind.

Das Fahrzeug nach der ersten Ausführungsform der Fig. 1 ist selbstfahrend, es ist eine Draisine, die auf drei Radachsen 1, 2 und 3 rollt, wovon die zwei letzten einem Drehgestell angehören.

Im Bereich seiner Mitte trägt dieses Fahrzeug Laufrollen 4, welche elastisch innen gegen die Schienenköpfe beider Schienenstränge angedrückt werden. Es kann außerdem zwei Laufkatzen S und 6 tragen, und zwar je eine unter jedem hervortretenden Ende des Fahrgestells 7. Irgendwo wird dieses Fahrzeug außerdem noch zwei Verbindungsstangen und vier L-förmige Hebel sowie \^/Terbindungsteile für diese Hilfsmittel mit sich führen.

Es ist somit möglich, dem Fahrzeug zwei pendelartige Vorrichtungen anzuhängen, und zwar je eine an jedem Ende, bestehend aus einer dem Fahrzeug voreilenden bzw. nacheilenden Laufkatze, die mit Hilfe je einer Verbindungsstange mit dem Fahrgestell schwenkbar verbunden ist.

Die Fig. 2 zeigt-z.-B., wie die Laufkatze 6 pendelnd auf denr Gleis geführt ist und mit dem unbeweglichen Drehpunkt 8 des Fahrgestells über die Verbindungsstange 9 verbunden ist. Dasselbe kann mit der Laufkatze 5 geschehen, und es zeigt die halbschematische Draufsicht der Fig. 3, welche Anordnung sich daraus ergibt. Die Verbindungsstangen, Drehpunkte sowie weitere Teile einer jeden Laufkatze, die einander identisch sind, haben gleiche Bezugszeichen. So sind die Verbindungspunkte der beiden Verbindungsstangen 9 mit den beiden Laufkatzen mit 10 bezeichnet.

Die Drehpunkte 8 und 10 liegen bei gerad liniger Fahrt in der Längsachse des Fahrzeuges und der Laufkatzen, so daß die so erhaltenen Pendel nicht nur einander identisch sind, sondern eine vollkommen symmetrische Anordnung bilden.

Es ist zwecklos, die Art und Weise, wie diese Teile miteinander montiert oder zerlegt werden, zu beschreiben. Es handelt sich um Maßnahmen, die jedem Fachmann geläufig sind.

Jede Laufkatze rollt auf vier Rädern, die zur Vereinfachung keine Bezugs zeichen tragen, und führen zwischen denselben Laufrollen ti, welche durch Federn 12 elastisch gegen die Schienenköpfe gedrückt werden.

Die Draufsicht der Fig. 3 läßt erkennen, daß die Laufrollen 4 des Fahrzeuges, die man im Vergleich mit denjenigen 11 der Laufkatzen als mittlere Laufrollen bezeichnen wird, genau in der Mitte zwischen diesen letzteren liegen. Diese Figur läßt auch die Federn 13 erkennen, welche die Laufrollen 4 seit-Hch gegen die Schienenköpfe andrücken.

Beidseitig der Gelenke 8 der das Fahrzeug mit den Laufkatzen verbindenden Stangen 9 und in gleicher Entfernung derselben befinden sich weitere Gelenke 14, um welche die vier angeführten L-förmigen Hebel drehen, welche in Fig. 3 mit 15 bezeichnet sind.

Die Übersetzungsverhältnisse der durch die Enden der Hebelarme beschriebenen Wege sind einander gleich und konstruktiv ermittelt.

Im weiteren wird man annehmen, daß dieses Verhältnis vom kürzeren zum längeren Hebelarm ι : 4 sei, Obwohl die Zeichnung der Fig. 3 ein anderes Verhältnis aufweist.

Jedes Ende eines jeden längeren Hebelarmes greift in eines Nut eines entsprechenden Klotzes 16 ein, über welchen eine der Federn 12 die entsprechende Laufrolle 11 gegen den auf seiner Seite liegenden Schienenkopf drückt. Diese Klötze tragen übrigens die Laufrollen, so daß sie sämtliche seitliehe Bewegungen derselben ausführen, die somit · den Hebeln genau übertragen werden. Die Enden der kleinen Hebelarme führen dann alle diese Bewegungen im Verhältnis von 4:1 aus, was die Fig. 4 leicht erkennen läßt.

Die Fig. 4 zeigt, wie sich die beschriebene Anordnung in der Kurve des Gleises 17 der Fig. 3 verhält, wie die beiden als Pendel 9-5 und 9-6 wirkenden Laufkatzen mit ihren Verbindungsstangen 9 seitlich der Kurve entsprechend ausweichen und wie die Hebel 15 mitgedreht werden. Zu bemerken sei,

daß jedes Kabel 18 die Enden der kleinen Hebelarme der Hebel mit einem Meßgerät verbindet; mit welchem weitere Kabel 19 die mittleren Laufrollen 4 verbinden, um ihre seitlichen Bewegungen gleichfalls zu übertragen.

Die Fig. 4 zeigt, wie die Messung der Pfeilhöhe nur eines Gleisstranges vorgenommen wird, und zwar der Schiene 17'.
Die auf der betreffenden Seite bei geradlinigem

to Fahren in Flucht befindlichen Laufrollen 11, 4, 11 wurden im vorliegenden Fall nach 11', 4' und ii' entsprechend der dargestellten Kurve verschoben. Die L-förmigen Hebel sind entsprechend aus der Lage 15 in die Lage 15' verschoben und gedreht worden. Endlich erfuhren die Kabel 18 und 19 entsprechende Verschiebungen, deren Richtungen durch Pfeile angegeben sind. Die Kabel 18 übertragen die Bewegungen der Laufrollen im reduzierten Verhältnis von 4:1, während die Kabel 19 die Lagenänderung von 4 zu 4' in wahrer Größe übertragen, dies unter der Voraussetzung, daß das Fahrgestell des Fahrzeuges keine Lagenänderung erfahren hätte, d. h. unter der Annahme, daß die Gelenke 14 nicht nach 14' seitlich verschoben worden sind.

Gegenüber der Referenzlinie 11-4-11 wäre nun die zu messende Pfeilhöhe gleich der Summe der Entfernungen zwischen 4 und 4' und der einen Entfernung zwischen 11 und 11', wenn alles symmetrisch bleibt.
Setzen wir nun

Entfernung zwischen 4 und 4' = a, Entfernung zwischen 11 und 11' = b,

so ist die Pfeilhöhe

und es haben sich, abgesehen vom Vorzeichen, das Kabel 19 um einen Wert α verschoben und die Kabel 18 je um einen Wert 0,25 b, immer unter der Annähme, daß die Gelenke 14 keine seitliche Bewegung erfahren haben.

Die Lagenänderung dieser Gelenke wird man weiter unten berücksichtigen.

Es sei vorerst die Registriervorrichtung der Fig. 5 beschrieben und dargestellt, wie sie die übermittelten Werte aufschreibt.

Die Enden der Kabel 18 und 19 erscheinen in dieser Figur, und Pfeile deuten ihre Bewegungsrichtung an.

Die beiden Kabel 18 wirken auf zwei Rollen 20, welche flaschenzugartig auf einem gemeinsamen Kabelstück 21 angeordnet sind, der seinerseits über die eine der beiden Rollen des Rollenpaares 22 geführt ist.

Es ist klar, daß eine Verschiebung im Wert von 0,25 b eines jeden Kabels 18 eine Verschiebung des Rollenpaares 22 um den Wert 0,5 b hervorrufen wird.

Die zweite Rolle dieses Rollenpaares wirkt wiederum flaschenzugähnlich auf ein Kabelstück 23, welches in 24 verankert ist, ferner durch eine Feder rückgeholt wird. Dieses Kabelstück ist mit dem Schreibstift 26 und seiner Rückholfeder 27 über ein Kabel 28 verbunden. Es folgt daraus, daß dieses Kabel sowie der Schreibstift 26 um den Wert b nach links mit Bezug auf die Zeichnung verschoben werden.

Ein Tisch 29, auf welchem sich eine Papierrolle unter dem Schreibstift 26 senkrecht zur Zeichnungs ebene abrollt, dient als Fixpunkt für das Ende einer Kabelhülse 30, dessen anderes Ende durch das Kabei 19 verschoben und durch die Feder 31 rückgeholt wird.

Die Verschiebung im Wert α des Kabels 19 wird in wahrer Größe diesem Hülsenende übermittelt, jedoch in entgegengesetztem Sinn wie die Verschiebungen des Kabels 28.

Der Schreibstift wird also dem Papierband gegenüber um einen Wert verschoben werden, welcher der Summe der Verschiebungen des Kabels 28 und der Kabelhülse 30 entspricht, das ist um

a + b = f,

d h. um die nachgesuchte Pfeilhöhe.

In Wirklichkeit aber findet die Messung mit einem von 7 nach 7' seitlich verschobenen Wagengestell statt (s. Fig. 4), und es wurden folglich die Gelenke 14 um denselben Wert χ nach 14' verschoben. Die registrierte Verschiebung der mittleren Laufrolle 4 nach 4' wird entsprechend verkürzt auf den Wert (a — x), während die Verschiebungen des Kabels 28 im Gegenteil entsprechend größer werden, und zwar gleich (b + x).

Die Bewegungen des Schreibstiftes entsprechen somit dem Wert

(a — x) + (b + x) = a + b = f,

so daß am erhaltenen Resultat nichts geändert wird.

Der erhaltene Wert ist also unabhängig vom Wert x, so daß das Wagengestell ohne irgendwelchen Einfluß alle erwünschten seitlichen Lagenänderungen erfahren kann.

Es kann sich auch schadenlos drehen, denn wird infolge einer solchen Drehung ein Wert 0,25 b vermindert, so wird der entgegengesetzte Wert 0,25 b entsprechend vergrößert.

Wie die Fig. 3 erkennen läßt, erfahren im Laufe der Messungen die größeren Hebelarme der Hebel 15 kleine Längenänderungen. Infolge der sehr großen zu messenden Krümmungsradien der Schienen sind aber diese kleinen Änderungen einflußlos.

Der hauptsächlichste Vorteil, welchen die erfindungsgemäße Anordnung aufweist, ist, daß man dank der Möglichkeit, an sich unabhängige Laufkatzen einem Fahrzeug anzuhängen, die Pfeilhöhe mit großer Genauigkeit, d. h. gegenüber einer langen Sehne, messen kann, ohne über ein entsprechend längeres Fahrzeug verfugen zu müssen.

Selbstverständlich könnten die beschriebenen Kabel durch andere Mittel, wie Ketten, ganz oder teilweise ersetzt werden.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform, die zum selben Resultat führt, d. h. die Messung von Pfeilhöhen mit langen Sehnen mit Hilfe eines verhältnismäßig kurzen Fahrzeuges gestattet. Dieses Fahrzeug kann ganz ähnlich ausgerüstet

sein wie dasjenige der Fig. I und trägt gleichfalls zwei Laufkatzen wie 5 und 6, die mit Laufrollen 4 ausgerüstet sind. Der Unterschied liegt in der Art und Weise, wie diese Laufkatzen mit dem Fahrgestell verbunden und wie sie geführt sind.

Die Draufsicht der Fig. 6 und die entsprechende Ansicht der Fig. 7 zeigen das eine Einte des Fahrgestells 32 des auf dem Gleis 33 rollenden Fahrzeuges und die entsprechende Laufkatze 34. Die Verbindung zwischen Fahrzeug und Laufkatze findet hier über zwei Rohrstücke 35 statt, welche mit der Vorderseite des Fahrgestells ein Dreieck bilden, dessen frei schwebende Spitze eine lotrechte Achse 36 trägt.

Diese Achse bildet den festliegenden, vom Fahrzeug abhängigen Verbindungspunkt der Laufkatze, gegenüber welchem eine Kulisse 37 dieser letzteren wie bei der ersten Ausiohiruogsfortn volle Bewegungsfreiheit sichert, so daß sie dem Gleis folgen und in den Kurven stets radial gerichtet bleiben kann.

Die Rohrstücke 35 sind über Gelenke 38 mit dem Fahrzeug derart verbunden, daß die Achse 36 höhenbeweglich ist und somit alle lotrechten Bewegungen der Laufkatze mitmachen kann.

Dank einem zusätzlichen Gelenk 39 an der Befestigungsstelle der Rohrstücke 35 (s. auch Fig. 9) können diese letzteren seitlich gegen die Längsträger des Wagengestells zurückgeklappt werden, wenn die Laufkatzen (es sind auch hier zwei an jedem Wagenende gleichartig angeordnete vorbanden) unbenutzt und unter dem Wagengestell aufgehängt sind. Die Fig. 8 läßt diese zurückgeklappte Lage des einen Rohrstückes erkennen. Die Laufkatze 34 trägt zwei Laufrollen 40, welche durch Federn 41 unter Vermittlung von verschiebbaren Lagern 42 seitlich gegen die Schienenköpfe der befahrenen Schienenstränge gestoßen werden.

" Die Bewegungen dieser Laufrollen werden durch Kabel oder Ketten 43 auf die Registriervorrichtung übertragen. Diese Kabel oder Ketten liegen im Innern der Rohrstücke 35, die ihnen als Schutz dienen (s. insbesondere Fig. 9).

Im vorliegenden Fall sind keine Übertragungshebel vorhanden, so daß die Verschiebungen der Laufrollen in wahrer Größe übertragen werden. Betrachtet man die Fig. 5 der ersten Ausführungsform, so ist leicht ersichtlich, daß es bei der zweiten Ausführungsform genügen würde, die von beiden Laufrollen der einen Laufkatze herkommenden Kabel oder Ketten miteinander zu verbinden und diese unmittelbar über eine mit dem zum Schreibstift 26 führenden Kabel 28 verbundenen Rolle zu leiten, indem der übrige Teil der dargestellten Anordnung keine Änderung zu erfahren hätte.

Es wäre leicht zu beweisen," daß die auf Grund der Vorrichtung nach den Fig. 6 bis 9 vorgenommenen Messungen ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform von den .Eigenbewegungen des Wagengestells vollständig unabhängig sind.

Der Umstand, daß es sich/hier um ein verhältnismäßig leichtes Fahrzeug handelt und daß es von Vorzug ist, die Messungen unter der Last eines normalen Fahrzeuges vorzunehmen, hat dazu geführt, eine Plattform 44 (s. Fig. 1) vorzusehen, die man nach Wunsch belasten kann.

Selbstverständlich könnte das dargestellte Fahrzeug selbstfahrend sein.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Vorrichtung zur Messung waagerechter Koordinaten eines Eisenbahngleises zum Zweck, die Pfeilhöhen der beiden Schienenstränge zu bestimmen, gekennzeichnet durch ein Fahrzeug (7) mit zwei Laufkatzen (5,6 bzw. 34 usw.), die entweder vom Fahrzeug getragen (s. Fig. 1) oder auf das Gleis gesetzt werden können (Fig. 2, 3, 6, 7), wobei lösbare Verbindungsmittel (9 bzw. 35) vorgesehen sind, welche im zweiten Fall die Laufkatzen in gewisser Entfernung vor und hinter dem Fahrzeug halten (z. B. Fig. 3), ihnen jedoch die Freiheit lassen, dem Gleis (17 bzw. 33) zu folgen, wozu sie sich gegenüber einem unbeweglichen Verbindungspunkt (8 bzw. 36) mit dem Fahrzeuggestell (7 bzw.-32) bewegen können, ferner dadurch, daß sowohl die Laufkatzen als auch das Fahrzeug seitlich gegen die Schienenköpfe angedrückte Laufrollen (4,11 bzw. 40 usw.) tragen, deren quer zur Fahrtrichtung stattfindende Bewegungen auf Registriermittel (26, 29) übertragen werden, die derart angeordnet sind, daß sie als Pfeilhöhe die jeweilige Entfernung einer Laufrolle (4') des Fahrzeuges zur durch die entsprechenden Laufrollen (11) der Katzen geführten Sehne angeben.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (7) im Bereich seiner beiden Enden Gelenke (8) zur Befestigung von je einer Verbindungsstange (9) aufweist, welch letztere gelenkig mit je einer Laufkatze (10-5, 10-6) verbunden werden können, mit welchen sie pendelartige Meßvorrichtungen bilden, wovon die eine dem Fahrzeug voreilt und die andere nacheilt.
3. 3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Verbindungsgelenke (8) der Stangen (9) mit dem Fahrzeug (7) uod ito gleicher Entfernung derselben vier Gelenke (14) für vier L-förmige

   . Hebel (15) angeordnet sind, von welchen die längeren Hebelarme den seitlichen Verschiebungen je einer Laufrolle (11) einer Laufkatze folgen, während die kleineren Hebelarme diese Bewegungen mit reduzierter Amplitude der Registriervorrichtung (26, 29) übertragen.
4. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekmozeidnoet, <diaß zwischen den kleineren Hebelarmen der einer gleichen Seite des Fahrzeuges zugeordneten L-förmigen Hebel (15) und den Registriermitteln (26, 29) eine Übersetzung (20, 21, 22, 23) eingeschaltet ist, welche die verkleinerten übertragenen Werte auf ihre wahre Größe zurückführt, wobei die Registrier-

   vorrichtung die betreffenden Werte mit denselben, welche die entsprechende Laufrolle (4) des Fahrzeuges gleichfalls in wahrer Größe überträgt, addieren.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (32) an jedem Ende zwei Verbindungsmittel (35) für die Laufkatzen (34) aufweist, welche miteinander und mit dem Ende des Fahrzeuggestells ein Dreieck bilden, an dessen Spitze die entsprechende Laufkatze derart befestigt ist (36, 37), daß sie gegenüber ihrem Befestigungspunkt drehen und sich seitlich verschieben kann.
6. 6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und S, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Befestigungsmittel (35) im Bereich der Ecken des Fahrzeuggestells derart gelenkig mit demselben verbunden sind (39), daß man sie bei Nichtgebrauch je einem Längsträger dieses Gestells entlang zurückklappen kann (35 in Fig. 1).
7. 7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (35) der Laufkatzen (34) mit dem Fahrzeug (32) je eine Längsbohrung aufweisen, durch welche je eine Verbindung (43) einer Laufrolle (40) der Laufkatze mit einer Registriervorrichtung des Fahrzeuges hindurchgeführt ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug eine Plattform (44) aufweist, welche eine Last aufnehmen kann.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug in an sich bekannter Weise selbstfahrend ist.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 99 520, 621 201, 427.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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