DK174874B1 - Fremgangsmåde til kontinuerlig sænkning og stabilisering af et spor - Google Patents

Description

DK 174874 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til kontinuerlig sænkning og stabilisering af et spor til en foreskreven højdestilling af dette, og ved hvilken sporet sættes i vandrette svingninger og belastes med en lodret statisk belastning, indtil sporet er sænket til den 5 foreskrevne højdestilling.

' Fra beskrivelsen til østrigsk patent nr. 345 881 er det kendt at sænke et banelegemes spor ved komprimering af skærvebal lasti åget ved hjælp af en sporarbejdsmaskine, der under kontinuerlig arbejdskørsel 10 fremad hæver et sporafsnit bestående af sveller og skinner og med en art plov, der fremføres neden under dette sporafsnit, nivellerer og planerer skærvebal lasti åget, således at sporafsnittet bag ploven kontinuerligt aflægges på det således nivellerede skærveballasti ag.

Under maskinens fortsatte kørsel fremad sættes det således nivelle-15 rede sporafsnits skinner i vandrette, på tværs af deres længderetning forløbende svingninger og samtidig belastes skinnerne med en lodret statisk belastning, hvorved der opnås en sænkning af sporet og en komprimering af skærveballasti åget, således at sætninger af sporet forebygges. Sænkningen af sporet kontrolleres ved hjælp af et 20 af to udspændte tråde dannet nivelleringsreferencesystem.

Fra beskrivelsen til østrigsk patent nr. 343 165 er det endvidere kendt at forebygge sætninger af et banelegemes spor ved komprimering af ballastlaget ved hjælp af en efter en sporunderstopningsmaskine 25 koblet sporstabiliseringsmaskine, der samtidig er forsynet med rettedrev til opretning af skinnerne. Ved anvendelse af et sædvanligt referencesystem, der strækker sig over begge maskinerne, og hvis trådstreng uden spillerum føres på sporets styreskinne, kan sporets stilling optegnes i et registreringsapparat.

30

Endelig er det fra beskrivelsen til østrigsk patent nr. 380 280 kendt at korrigere stillingen af et banelegemes skinner ved hjælp af en kontinuerligt kørbar sporarbejdsmaskine med en leddelt maskin-ramme, hvis, set i arbejdsretningen, forreste del bærer en i forhold 35 til denne længdeforskydelig værktøjsramme med sporhævningsaggregater og sporunderstopningsaggregater og retteaggregater. Komprimeringen af ballastlaget sker ved hjælp af to på den bageste del af maskin-rammen anbragte sporstabiliseringsaggregater, mellem hvilke der er anbragt en højdeforskydelig, med en højdemåleværdi føl er forsynet 2 DK 174874 B1 målehjul aksel, der føres på sporet.

Fælles for de foran beskrevne fremgangsmåder er, at sporstabiliseringsaggregaterne kun kan anvendes i det ved hjælp af en forankø-5 rende sporarbejdsmaskine allerede nivellerede sporområde og udelukkende tjener til en ensartet sænkning af det nivellerede spor. Dette forudsætter, at der ved hjælp af forankørende maskiner først udføres ' et omfattende og kompliceret forarbejde.

10 Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, ved hvilken korrigeringen og nivelleringen af et med højdeniveaufejl (lokale forhøjninger eller fordybninger) behæftet spor kan gennemføres alene ved hjælp af sporstabilisatoren, d.v.s. uden at der først skal foretages besværlige forar-15 bejder, såsom hævning af sporet, understopning af svellerne og anbringelse af sporet i en provisorisk nivelleret højdestilling.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved en fremgangsmåde, der er ejendommelig ved, at den faktiske stilling af sporet detekteres før 20 sænkningen af dette, og at der på grundlag heraf udregnes en ideel ønsket højdelinie, og at sporet under ændring af en med størrelsen af afgivelsen mellem sporets faktiske stilling og den ønskede højdelinie proportional ændring af mindst ét parameter af den følgende gruppe af parametre: lodret belastning, kørselshastighed og 25 frekvens af sporets svingninger sænkes forskelligt højt. Dermed er det for første gang opnået, at en sporstabilisator, der hidtil har været anvendt til ensartet sænkning af et spor, der umiddelbart forinden er bragt i en korrekt stilling ved hjælp af en understop-ningsmaskine kan anvendes til korrigering af fejl i sporets højde-30 stilling. I modsætning til, hvad der er tilfældet ved en understopningsmaskine, styres her ikke løftekræfterne men derimod sænkekræfterne, f.eks. over den lodrette belastning, proportionalt med højdestillingsfejlene. Denne sporstillingskorrigering kan på særlig fordelagtig måde gennemføres kontinuerligt.

35

En fordelagtig videreudformning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at sporet i området af hele det sporafsnit, der skal bearbejdes, belastes med en gennemsnitlig statisk belastning eller grundbelastning, og at denne grundbelastning ændres DK 174874 B1 3 proportionalt i afhængighed af afvigelse mellem sporets faktiske og foreskrevne stilling. Reguleringsområdet bestemmes af den lodrette belastning eller grundbelastning, der bevirker den gennemsnitlige ønskede sænkning eller stabiliseringsgrad. Ved fejl (lokale forhøj-5 ni nger eller fordybninger) forøges eller reduceres den lodrette belastning proportionalt. Der fås således efter sporstabilisatorens 7 arbejdsindsats et med den ønskede grad af ballastkomprimeringen sænket spor med nøjagtig højdestilling.

10 I det følgende forklares opfindelsen nærmere i forbindelse med et på tegningen vist udførelseseksempel for en sporarbejdsmaskine til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen. På tegningen viser: 15 fig. 1 et sidebillede af en kontinuerligt kørbar sporarbejdsmaskine med stabiliseringsaggregater til komprimering af sporets skærvebal lasti ag og med et nivelleringsferencesystem og en i arbejdsretningen efter stabiliseringsaggregaterne anbragt målehjul aksel, 20 fig. 2 et skematisk billede af nivelleringsreferencesystemet, fig. 3 et diagram over en styrekreds for nivelleringsreferencesystemet, 25 fig. 4 et sidebillede af yderligere et udførelseseksempel for en kontinuerlig kørbar sporarbejdsmaskine med et nivelleringsreferencesystem og to målehjulaksler, 30 fig. 5 et skematisk billede af nivelleringsreferencesystemet i fig. 4, fig. 6 et diagram over reguleringskredsen for nivelleringsreferencesystemet ifølge fig. 4 og 5, fig. 7 et sidebillede af yderligere et udførelseseksempel for en kontinuerligt kørbar sporarbejdsmaskine, ved hvilken nivelleringsreferencesystemet har tre målehjulaksler, 35 4 DK 174874 B1 fig. 8 et skematisk billede af det i fig. 7 viste nivellerings-referencesystem, og fig. 9 et diagram over reguleringskredsen for det i fig. 7 og 8 5 viste nivelleringsreferencesystem.

En i fig. 1 vist og sædvanligvis som sporstabilisator betegnet \ sporarbejdsmaskine 1 har en kraftigt dimensioneret maskinramme 2, der over boogier 3 ved hver sin ende kører på et af sveller 4 og 10 skinner 5 dannet spor 6. Energiforsyningen til en trækkraftenhed 7, et vibratordrev 8 og til de forskellige yderligere drev sker ved hjælp af en central energi station 9. Ved den forreste og den bageste ende af maskinen 1 er en lydisoleret kabine 10 lejret på en svingramme. Til styring af de diverse drev og forarbejdningen af de 15 forskellige målesignaler er der anbragt en central styre-, regne- og optegningsenhed 11. Mellem de to kørestel 3 er der anbragt to sporstabiliseringsaggregater 12 med rulleværktøjer 14, der ved hjælp af ekspanderdrev kan bringes i anlæg mod skinneindersiderne og ved hjælp af vibratorer 13 kan sættes i vandrette svingninger. Til 20 belastning af stabiliseringsaggregaterne 12 med en statisk belastning er der ved hvert stabiliseringsaggregat 12 anbragt to lodrette hydrauliske drev 15, der er ledforbundne med maskinrammen 2. Et nivelleringsreferencesystem 16 har som basisreferenceorgan for hver skinne 5 en udspændt trådstreng 17, der samvirker med en højdemåle-25 værdi føl er 18. Hver højdemåleværdi føl er er forbundet med en målehjul aksel 19, der er højdeforskydeligt lejret på maskinrammen 2 og over et flangehjul kører på sporet 6. Trådstrengen, d.v.s. basisre-ferenceorganet 17, er ved dets forreste og bageste endepunkt fastgjort til højdeforskydeligt på maskinrammen 2 lejrede højdeni-30 veaumålere 20, der er understøttet på kørestellene 3's aksellejer.

Maskinen l's arbejdsretning er vist med en pil 21. Som vist med stiplet linie kan der ved en fordelagtig udførelsesvariant desuden være anbragt en anden målehjul aksel 22, således at maskinen 1 ved hævning af den første målehjulaksel 19 bort fra sporet kan anvendes 35 med modsat arbejdsretning.

Det i fig. 2 viste basisreferenceorgan 17 bæres på sporet 6 ved hjælp af to ved hver sin ende anbragte højden i veaumålere 20, hvis nederste skematisk viste ruller således svarer til bogierne 3.

5 DK 174874 B1 Højdemåleværdi føleren 18, der over en højdeforskydeligt på maskin-raimnen 2 lejret højdeniveuamåler 23 er forbundet med målehjul akslen 19, er f.eks. udformet som et drejepotentiometer og står i formsluttende forbindelse med den udspændte trådstreng 17. Den ønskede 5 gennemsnitlige sænkning af sporet 6 ved hjælp af de to sporstabiliseringsaggregater 12 til den ønskede korrekte stilling er betegnet ' med A. Henvisningsbetegnelsen 1 henholdsvis a svarer til afstanden henholdsvis mellem den forreste højdeniveaumåler 20 og den bageste højdeniveaumåler 20 og mellem den midterste højdeniveauføler 23 og 10 den bageste højdeniveauføler 20. FA betegner den lodrette belastning, som ved hjælp af sporstabiliseringsaggregaterne 12 udøves på sporet 6.

Den lodrette belastning i området ved stabiliseringsaggregaterne 12 15 styres på en sådan måde, at forskellen mellem den foreskrevne

stilling og den ved hjælp af højdemåleværdi føleren 18 målte faktiske stilling er lig nul. Hertil indstilles den lodrette grundbelastning på en sådan måde, at der fås et gennemsnit af den ønskede sænkning A af sporet. Dersom nu sporet som følge af en forhøjning ligger for 20 højt i området ved målehjul aksl en 19, forøges belastningen FA

proportionalt hermed, og dersom sporet her ligger for lavt, reduceres belastningen FA tilsvarende. Denne virkning er også mulig ved styring af frekvensen, hvor den største sænkning af sporet kan opnås i frekvensområdet mellem 30 og 40 Hz. En tilsvarende indflydelse på 25 sænkningen af sporet er mulig ved en styring af arbejdshastigheden.

Da målesystemet i dets forreste område bevæger sig i et endnu fejlbehæftet sporafsnit, antages at den forreste højdeniveaumåler 20 befinder sig oven på en med stiplede linier antydet forhøjning 24 af sporet. Dette medfører en fejl Fv ved den forreste højdeniveaumåler 30 20. Dette medfører naturligvis også en fejlagtig højdeniveaumåling fvA ved den midterste højdeniveaumåler 23. Derved måles der fejlagtigt en tilsvarende med stiplet linie antydet fordybning 25 ved målehjul aksl en 19. Denne fejlagtige måling kan beregnes nøjagtigt efter følgende formel fvA = Fv x a/l.

35

Ved et forud fastsat foreskrevet længdeprofil af sporet og afvigelser af det faktiske længdeprofil målt ved højdemåleværdiføleren 18 kan fejlen Fv ved den forreste højdeniveaumåling automatisk kompenseres med en tilsvarende korrekturværdi fvA i den elektroniske 6 DK 174874 B1 nivelleringsstyring. Derved får denne fejl ved den midterste måle-hjulaksel ingen som helst indflydelse på højdestillingskorrigerin-gen.

5 Det nævnte foreskrevne længdeprofil af sporet kan f.eks. udregnes ved en opmåling med selve maskinen 1. Hertil er følgende forløb nødvendigt: »

Opmåling af sporet 6's faktiske højdestilling ved en opmålingskørsel 10 med maskinen 1;

Udregning af det ønskede længdeprofil ved hjælp af regneenheden 11 med et egnet computerprogram; 15 Stabilisering henholdsvis sænkning af sporet ved hjælp af sporarbejdsmaskinen 1; Føring af maskinen 1 ved afgivelse af styre- og reguleringssignaler til nivelleringsreferencesystemet 16 svarende til de udregnede 20 afvigelser mellem den ønskede længdehøjde og den målte faktiske længdehøjde.

En yderligere mulighed er en af den lokale banemyndighed foreskreven geometri. I dette tilfælde overgives dataene i listeform eller på 25 diskette til maskinens mandskab og indlæses i regneenheden 11.

Endvidere er også en manuel opmåling mulig, som inden stabiliseringen foretages af maskinens mandskab, f.eks. med optiske apparater.

De udregnede korrigeringsværdier indlæses af personalet eller automatisk under gennemarbejdningen.

30

Ifølge det i fig. 3 viste diagram måles den faktiske højdestilling kontinuerligt ved hjælp af højdemåleværdi føleren, og en dertil svarende måleværdi videreføres til en differensforstærker 26. Denne får desuden over en ledning 27 tilført den tilsvarende korrige-35 ringsværdi AfvA. Den under differentiering dannede ønskede-fakti-ske-værdi føres derefter til et adderingsled 28. Dette er desuden forbundet med et indstilleligt potentiometer 29 til indstilling af grundbelastningen for den tilsvarende ønskede sænkning A af sporet. Adderingsleddet 28's udgang er forbundet med et hydraulisk 7 DK 174874 B1 servoorgan henholdsvis en servoventil 30. Denne betjener stabiliseringsaggregaterne 12's hydrauliske drev 15 proportionalt med de af adderingsleddet 28 afgivne måleværdier. Den med en stiplet linie viste ledning 31 antyder tilbagekoblingen henholdsvis den lukke 5 styrekreds ved understøtningen af målehjul aksl en 19 på sporet 6.

' Den i fig. 4 viste sporarbejdsmaskine 1 har foruden den uden for midten anbragte målehjul aksel 19 yderligere en mellem de to sporstabiliseringsaggregater 12 anbragt målehjulaksel 34, der er for-10 bundet med en højdeniveaumåler 32.

Det i fig. 5 skematisk viste nivelleringsreferencesystem 18 har et konstant forhold mellem de to højdemåleværdi følere 18 og 33 som grundlag. Som konstant forhold fås: 15 i = fl/f2 = a/(a+b). Af2v = i x Aflv.

Fordelen ved dette system er, at en fejl, som optræder i området ved den forreste højdeniveaumåler 20, ikke forårsager nogen fejl i 20 området ved højdeniveaumåleren 32.

I det i fig. 6 viste diagram ses foruden de i diagrammet i fig. 3 viste elementer også måleværdi føleren 33, en differensforstærker 35 og en forstærker 36. Over ledningen 27 tages der automatisk hensyn 25 til korrigeringsstørrelsen Aflv = fv x a/1. Efter differensdannelse med højdemåleværdigiveren 33's måleværdier forstærkes målesignalerne i forstærkeren 36 med værdien i og føres som foreskreven værdi til differensforstærkeren 26. Denne er over sin anden indgang forbundet med højdemåleværdi føleren 18. Ved udgangen af differensforstærkeren * 30 26 dannes en ønske-faktisk-værdi, der adderes med den på potentio meteret 29 indstillelige grundlast.

Ved den i fig. 7 viste sporarbejdsmaskine 1 anvendes samtidig tre målehjul aksl er 19,22 og 34, af hvilke den ekstra målehjulaksel 22, 35 set i arbejdsretningen, er anbragt foran sporstabil i seringsaggregaterne 12, Denne målehjulaksel 22 er over en højdeindstilleligt på maskinrammen 2 lejret højdeniveaumåler 37 forbundet med en højdemåleværdi føl er 38.

8 DK 174874 B1

Som det især ses i fig. 8, definerer de to yderste højdemåleværdi -følere 18 og 38 en ret linie, som trådstrengen henholdsvis basisre-ferenceorganet 17 ligger i, og på hvilken den midterste højdemåleværdi føler 33 skal ligge. Derevd kompenseres der automatisk for fejl 5 (Fv henholdsvis Fh) ved den forreste og den bageste højdeniveaumå-ler. Den foreskrevne længdehøjde fA ved den midterste højdeniveau-måler 33 fås af: » fA =· (f3 x c+f4 x b)/(b+c).

10

Her svarer f3 til længdepil højden ved den bageste højdemåleværdi føler 18 og f4 til længdepil højden ved den forreste højdemåleværdiføler 38. F betegner den faktiske fejl ved en imaginær fordybning på sporet; fist angiver sporets faktiske stillingsfejl. Når maskinen 1 15 føres ved hjælp af foreskrevne længde-højde- og korrekturværdier kompenseres der for de ved højdemåleværdi føleren 38 optrædende fejl.

Som det fremgår af det i fig. 9 viste diagram, føres den faktiske højdestilling til differensforstærkeren 26 ved hjælp af højdemåle-20 værdi føleren 33. Den fra højdemåleværdi føleren 18 aftagne værdi F3 forstærkes i en forstærker 39 med faktoren c/b+c og føres til adderingsleddet 42. I differensforstærkeren 41 dannes differensen mellem den over ledningen 27 indlæste korrigeringsværdi og den fra højdemåleværdi føleren 38 aftagne måleværdi og føres til en forstær-25 ker 40. Den med faktoren b/b+c forstærkede måleværdi videreføres til adderingsleddet 42 og føres endelig som foreskreven værdi til differensforstærkeren 26. I denne dannes ønsket-faktisk-værdien og bliver i adderingsleddet 28 adderet med den på potentiometeret 29 valgfrit indstillelige grundbelastning. Efterfølgende styres stabi-30 liseringsaggregaterne 12's hydraulikdrev 15 på den allerede i forbindelse med fig. 3 beskrevne måde.

35

Claims (2)

1. Fremgangsmåde til kontinuerligt sænkning af et spor til en foreskreven højdestilling af dette, og ved hvilken sporet sættes i 5 vandrette svingninger og belastes med en lodret statisk belastning, indtil sporet er sænket til den foreskrevne højdestilling, k e n -r detegnet ved, at den faktiske stilling af sporet detekteres før sænkningen af dette, og der på grundlag heraf udregnes en ideel ønsket højdelinie, og at sporet under en med størrelsen af afvigel-10 sen af sporets faktiske stilling fra den ønskede højdelinie proportional ændring af mindst ét parameter af den følgende gruppe af parametre: lodretning belastning, kørselshastighed og frekvens af sporets svingninger sænkes forskelligt højt.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sporet i området af sporafsnittet, der skal bearbejdes, belastes med en gennemsnit statisk belastning henholdsvis grundbelastning, og at denne grundbelastning ændres proportionalt i afhængighed af afvigelser mellem sporets faktiske og dets foreskrevne stilling. 20 25 30 35