EP0652325A2 - Gleisbaumaschine zur Korrektur der Gleislage - Google Patents

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EP0652325A2
EP0652325A2 EP94890158A EP94890158A EP0652325A2 EP 0652325 A2 EP0652325 A2 EP 0652325A2 EP 94890158 A EP94890158 A EP 94890158A EP 94890158 A EP94890158 A EP 94890158A EP 0652325 A2 EP0652325 A2 EP 0652325A2
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EP
European Patent Office
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track
measuring
machine frame
machine
straightening
Prior art date
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EP94890158A
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English (en)
French (fr)
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EP0652325B1 (de
EP0652325A3 (de
Inventor
Josef Theurer
Gernot Böck
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Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
Original Assignee
Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
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Publication of EP0652325A3 publication Critical patent/EP0652325A3/de
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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13—Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16—Sleeper-tamping machines
    • E01B27/17—Sleeper-tamping machines combined with means for lifting, levelling or slewing the track
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/02—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for spacing, for cross levelling; for laying-out curves
    • E01B35/04—Wheeled apparatus
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/16—Guiding or measuring means, e.g. for alignment, canting, stepwise propagation

Definitions

  • the invention relates to a track construction machine for correcting the track position with a machine frame supported on rail bogies, directional drives for lateral track position correction, and measuring carriages that can be rolled on a track, which form a reference system for detecting the actual position of the track with the machine frame serving as a reference base and with sensors.
  • a track tamping machine for correcting the track position is already known from AT 394 742, the machine frame, which is supported at the end in each case on rail bogies, serves as a reference basis for a machine-specific reference system for determining the track position errors.
  • a track stabilizer with two stabilization units arranged between rail bogies is known from US Pat. No. 5,113,767.
  • a machine-specific reference system is provided, which essentially consists of measuring carriages that are spaced apart in the machine longitudinal direction and that can be rolled on the track, as well as a straightening and leveling chord.
  • the reference base of the directional reference system can also be formed by the machine frame of the track stabilizer.
  • a further track stabilizer is described by US Pat. No. 5,172,637, the reference system of which in the area of a front and middle measuring carriage each has a transverse pendulum for detecting the transverse track position.
  • This makes it possible, in conjunction with a position measuring device, to record the transverse track position determined in the area of the front measuring car and to provide it at a later time as a reference basis for the second measuring car located in the working area of the track, in order to provide the previously determined transverse track position despite the lowering of the track by the stabilizing units receive.
  • a track tamping machine is also known from US Pat. No. 4,655,142, the reference system of which has leveling and straightening tendons each has a transverse pendulum on both the front and rear measuring carriages for detecting the transverse track position.
  • this rear, second cross pendulum it is possible to determine any remaining track position errors and to largely eliminate them by corresponding countermeasures of the track lifting devices.
  • the object of the present invention is to create a track construction machine of the generic type, the reference system of which using the machine frame as a reference base has improved accuracy.
  • this object is achieved with a generic track construction machine in such a way that a transverse inclination measuring device is assigned to the measuring carriage located with respect to the working direction at the front and at the rear end of the reference system, and a pressure sensor is provided for detecting the straightening forces of the directional drives.
  • the simplification is primarily to be seen in the fact that an existing and very stable machine part, namely the machine frame, is used as a reference base while saving the straightening tendon which may obstruct transverse movements of work units. Inaccuracies occurring in the area of a transition curve of a track can be completely compensated for by using the cross-slope measuring devices. At the same time, with the aid of the pressure transducer, any deflections of the machine frame that may occur and distort the measurement result can also be fully compensated for, so that even in such extreme situations, a high accuracy of the reference system can be expected.
  • the embodiment according to claim 3 is structurally very simple and also ensures the most accurate measurement results.
  • the arrangement of two devices for measuring the cross slope has the particular advantage that measurement errors caused by twisting the machine frame can be compensated for.
  • the track construction machine 1 shown in FIG. 1 is designed as a track plug leveling and leveling machine and has a machine frame 7 which can be moved with two rail carriages 2, 3 on the track consisting of rails 4, 5 and sleepers 6.
  • the working direction of the machine 1 is illustrated by an arrow 8.
  • the drive and energy supply devices 9 as well as the travel drive 10 of the machine acting on the front chassis 2 are arranged.
  • the machine 1 is equipped with a track straightening and lifting unit 11 which is height-adjustable with the machine frame 7 via a hydraulic lifting drive 12 and adjustable laterally via a hydraulic directional drive 13, in each case articulated.
  • the front end of the track straightening and lifting unit 11 is further articulated on a bracket 14 of the machine frame 7.
  • two flanged straightening rollers 15 and four lifting rollers 16 are arranged on the track straightening and lifting unit 11 per rail 4.5, which are arranged opposite one another in pairs for roller-type forceps attack on the outside and inside of the rail head with respect to the rail 4 and 5.
  • the machine 1 is also equipped per rail with a tamping unit 18, which is shown purely schematically and is connected to the machine frame 7 via a hydraulic height adjustment drive 17 and can be raised and lowered.
  • a tamping unit 18 which is shown purely schematically and is connected to the machine frame 7 via a hydraulic height adjustment drive 17 and can be raised and lowered.
  • an operator cabin 19 which contains a control device 20 assigned to the track correction tools.
  • the machine 1 has a conventional level reference system 21 for determining the track height, which comprises a leveling reference line 22 formed by a tension wire for each rail 4, 5, the front or rear end of which is in each case via a rod 23 with an uncorrected or corrected track guided measuring car 24 or 26 is connected.
  • a measuring car 25 guided on the track is between the track straightening and lifting unit 11 and the tamping unit 18 arranged.
  • a measuring transducer 27 is connected to this measuring carriage 25, which cooperates in a known manner with the relevant level reference straight line 22 by means of its fork-shaped sensor arm.
  • the measured value supplied by the transducer 27, which indicates the height difference of the track position in the area of the measuring carriage 25 to the leveling straight line 22 embodying the desired track level, is used for the indirect or direct actuation of the lifting drive 12, which actuates the track by means of the lifting rollers 16 of the track leveling - And lifting unit 11 lifts up to the intended target level.
  • a device 28, 29 for measuring the transverse inclination.
  • This reference system 30 essentially consists of the machine frame 7 serving as a reference base, the measuring carriages 24, 25 and 26, which can each be rolled off on flanges 31 on track 4.5, and sensors 32, 33 and 34.
  • Each transducer 32, 33, 34 connected directly to the machine frame 7 via a corresponding extension 40 is designed as a roll potentiometer, the adjusting part of which can be rotated about a vertical or horizontal axis with the aid of a transducer cable 35.
  • Each transmitter cable 35 is connected directly to the measuring carriage 24, 25, 26, forming a fastening point 36.
  • a non-contact measuring device can also be used.
  • a transverse inclination measuring device 37, 38 is assigned to the front and rear measuring car 24, 26. All measuring carriages 24 to 26 are pressed onto one of the two rails 4, 5 (reference rail) in a manner known per se, not shown in detail, in order to thereby switch off the track play.
  • the transducer cables 35 of the transducers 32, 33 and 34 are approximately 420 mm above SOK (top edge of the rail), an error of up to 8 mm would occur in the transition or ramp area of a curved track due to the lateral deflection of the fastening point 36.
  • These deflection errors can be eliminated by determining the cross slope of the front and rear measuring car 24, 26 by the assigned cross slope measuring device 37, 38 and using it to compensate for the straightening system.
  • the setpoint for the leveling reference system 21 can also be used.
  • All fastening points 36 of the transmitter cables 35 are - with respect to a horizontal reference plane 41 formed by the wheel contact points of the rail bogies 2, 3 - at the same height, i.e. positioned in a plane parallel to the reference plane. This ensures that all three fastening points 36 experience the same lateral deviation when the machine frame 7 is subject to a transverse inclination. A measurement error is therefore also excluded in this case.
  • Swiveling or parallel movement of the machine frame 7 has no influence on the result of the determination of the guide value after a zero adjustment has been carried out in a basic setting.
  • all measuring carriages 24 to 26 are in a horizontal track plane, the rails 4, 5 forming an exact straight line.
  • All measuring cars 24-26 are - seen in the working direction - pressed against the right rail 4; the directional drives 13 are controlled without pressure.
  • the track is e.g. concreted in and therefore cannot be moved.
  • the display of the guide value is trimmed to zero with a first adjustment potentiometer.
  • the left directional drive 13 is then subjected to maximum directional force.
  • the display is compensated accordingly to the value zero with a second adjustment potentiometer.
  • Straightening forces lying between these two zero settings are detected by the pressure transmitter 39 and correspondingly linearly compensated, so that the guideline values are correctly displayed with automatic compensation of the deflections of the machine frame 7 which are dependent on the straightening forces.
  • the process described is to be repeated for the right directional drive 13.
  • the torsion can be detected with the transverse inclination measuring devices 37 or 38 arranged at the end and also included for compensation for the determination of the guide value.
  • the reference system 30 can be constructed with proven, conventional mechanical and electrical components. Simple roll sensors are sufficient for data acquisition. A measurement error caused by the sag of the steel chord in ramps and track bends is eliminated.
  • the difference between the front and rear sensors 32, 34 is formed in a differential element 42 (Hm-Vm).
  • the difference value is multiplied by the system constant K.
  • a difference is formed to the directional deviation Ra determined by the mean measuring value transmitter 33.
  • the respective inclination of the assigned measuring carriage 24, 25, 26 is detected with the cross-slope measuring devices 37, 38 or a further measuring device 45 (which is assigned to the leveling reference system 21).
  • a corresponding influencing of the measured value takes place in the subordinate adaptation elements 46 in accordance with the design-related lateral deviation of the fastening point 36 as a function of the transverse inclination.
  • the further adaptation elements 47, 48 influence the measured value in accordance with the design-related factor a / L or b / L.
  • the straightening force is detected in a further differential element 49 (e.g. by means of the pressure difference).
  • the measured values, which are finally summed and compensated in a further differential element 50 are fed to a hydraulic servo circuit for carrying out the necessary lateral track position correction by applying the respective directional drive 13. At the same time, the respective guide value is displayed.
  • a known stabilization unit can also be used as a device for lateral correction of the track position.

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Abstract

Eine Gleisbaumaschine zur Korrektur der Gleislage weist einen auf Schienenfahrwerken abgestützten, mit Richtantrieben (13) zur seitlichen Gleislagekorrektur versehenen Maschinenrahmen (7) und auf einem Gleis abrollbare Meßwagen (24-26) auf. Diese bilden mit dem als Referenzbasis dienenden Maschinenrahmen (7) sowie mit Meßwertgebern (32,33,34) ein Bezugsystem (30) zur Erfassung der Gleis-Ist-Lage. Dem bezüglich der Arbeitsrichtung am vorderen und am hinteren Ende des Bezugsystems (30) gelegenen Meßwagen (24,26) ist jeweils eine Querneigungs-Meßeinrichtung (37,38) zugeordnet. Außerdem ist ein Druckgeber (39) zur Erfassung der Richtkräfte der Richtantriebe (13) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gleisbaumaschine zur Korrektur der Gleislage mit einem auf Schienenfahrwerken abgestützten, Richtantriebe zur seitlichen Gleislagekorrektur aufweisenden Maschinenrahmen und auf einem Gleis abrollbaren Meßwagen, die mit dem als Referenzbasis dienenden Maschinenrahmen sowie mit Meßwertgebern ein Bezugsystem zur Erfassung der Gleis-Ist-Lage bilden.
  • Durch die AT 394 742 ist bereits eine Gleisstopfmaschine zur Korrektur der Gleislage bekannt, wobei der endseitig jeweils auf Schienenfahrwerken abgestützte Maschinenrahmen als Referenzbasis eines maschineneigenen Bezugsystems zur Ermittlung der Geislagefehler dient.
  • Außerdem ist noch durch die US 5 113 767 ein Gleisstabilisator mit zwei zwischen Schienenfahrwerken angeordneten Stabilisationsaggregaten bekannt. Zur Ermittlung der Höhen- und Seitenlagefehler eines Gleises ist ein maschineneigenes Bezugsystem vorgesehen, das sich im wesentlichen aus in Maschinenlängsrichtung voneinander distanziert angeordneten und auf dem Gleis abrollbaren Meßwagen sowie einer Richt- und Nivelliersehne zusammensetzt. In einer alternativen Ausführung kann jedoch die Referenzbasis des Richtbezugsystems auch durch den Maschinenrahmen des Gleisstabilisators gebildet sein.
  • Durch die US 5 172 637 ist ein weiterer Gleisstabilisator beschrieben, dessen Bezugsystem im Bereich eines vorderen und mittleren Meßwagens jeweils ein Querpendel zur Erfassung der Gleisquerlage aufweist. Damit besteht die Möglichkeit, in Verbindung mit einer Wegmeßeinrichtung die im Bereich des vorderen Meßwagens eruierte Gleisquerlage zu erfassen und zeitversetzt als Referenzbasis für den im Arbeitsbereich des Gleises befindlichen zweiten Meßwagen zur Verfügung zu stellen, um trotz der Gleisabsenkung durch die Stabilisationsaggregate die zuvor ermittelte Gleisquerlage zu erhalten.
  • Schließlich ist auch noch durch die US 4 655 142 eine Gleisstopfmaschine bekannt, deren Nivellier- und Richtsehnen aufweisendes Bezugsystem sowohl am vorderen als auch hinteren Meßwagen jeweils ein Querpendel zur Erfassung der Gleis-Querlage aufweist. Mit diesem hinteren, zweiten Querpendel besteht die Möglichkeit, eventuell vorhandene Gleislage-Restfehler festzustellen und durch entsprechende Gegensteuerung der Gleishebeeinrichtungen weitgehend zu eliminieren.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung einer Gleisbaumaschine der gattungsgemäßen Art, deren Bezugsystem unter Verwendung des Maschinenrahmens als Referenzbasis eine verbesserte Genauigkeit aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer gattungsgemäßen Gleisbaumaschine derart gelöst, daß dem bezüglich der Arbeitsrichtung am vorderen und am hinteren Ende des Bezugsystems gelegenen Meßwagen jeweils eine Querneigungs-Meßeinrichtung zugeordnet und ein Druckgeber zur Erfassung der Richtkräfte der Richtantriebe vorgesehen ist. Mit dieser Merkmalskombination sind durch den Einsatz des Maschinenrahmens als Referenzbasis bedingte konstruktive Ungenauigkeiten mit relativ geringem konstruktivem Aufwand zur Gänze eliminierbar, so daß mit der Erfindung ein vereinfachtes und genaues Bezugsystem zur Ermittlung der Seitenlagefehler eines Gleises zur Verfügung steht. Die Vereinfachung ist vor allem darin zu sehen, daß unter Einsparung der gegebenenfalls Querbewegungen von Arbeitsaggregaten behindernden Richtsehne ein bereits vorhandener und sehr stabiler Maschinenteil, nämlich der Maschinenrahmen, als Referenzbasis genützt wird. Durch den Einsatz der Querneigungs-Meßeinrichtungen sind im Bereich eines Übergangsbogens eines Gleises auftretende Ungenauigkeiten restlos kompensierbar. Parallel dazu sind mit Hilfe des Druckgebers bei sehr hohen Richtkräften gegebenenfalls auftretende und das Meßergebnis verfälschende Durchbiegungen des Maschinenrahmens ebenfalls zur Gänze kompensierbar, so daß selbst in derartigen Extremsituationen mit einer hohen Genauigkeit des Bezugsystems gerechnet werden kann.
  • Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 ist eine sehr praktikable Einsatzmöglichkeit gewährleistet, bei der jedweder Ungenauigkeitsfaktor zuverlässig ausgeschlossen ist.
  • Die Ausführung gemäß Anspruch 3 ist konstruktiv sehr einfach und stellt außerdem genaueste Meßergebnisse sicher.
  • Mit der Lösung nach den Merkmalen gemäß Anspruch 4 bleiben Schwankungen des Maschinenrahmens ohne Einfluß auf die Genauigkeit des Meßergebnisses.
  • Die Anordnung zweier Einrichtungen zur Messung der Querneigung hat den besonderen Vorteil, daß damit durch eine Verwindung des Maschinenrahmens bedingte Meßfehler kompensierbar sind.
  • Schließlich sind mit den Verfahrensschritten nach den Ansprüchen 6 und 7 konstruktionsbedingte und die Genauigkeit beeinflussende Probleme beim Einsatz eines Maschinenrahmens als Referenzbasis eines Bezugsystems zur Gleislagekorrektur zufriedenstellend gelöst.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen, als Gleisstopfmaschine ausgebildeten Gleisbaumaschine,
    • Fig. 2, 3 und 4 jeweils einen vergrößerten Querschnitt durch die Stopfmaschine gemäß Fig. 1 (s. Schnittlinien II, III und IV) im Bereich eines Meßwagens,
    • Fig. 5 eine schematisierte Draufsicht auf ein aus Maschinenrahmen, Meßwertgeber und Meßwagen gebildetes Bezugsystem zur seitlichen Gleislagekorrektur, und
    • Fig. 6 ein vereinfachtes Schaltbild.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Gleisbaumaschine 1 ist als Gleisstopf-Richt- und Nivelliermaschine ausgebildet und weist einen, mit zwei Schienenfahrwerken 2,3 auf dem aus Schienen 4,5 und Schwellen 6 bestehenden Gleis verfahrbaren Maschinenrahmen 7 auf. Die Arbeitsrichtung der Maschine 1 ist durch einen Pfeil 8 veranschaulicht. Im vorderen Bereich des Maschinenrahmens 7 sind die Antriebs- und Energieversorgungseinrichtungen 9 sowie der auf das vordere Fahrwerk 2 wirksame Fahrantrieb 10 der Maschine angeordnet.
  • Die Maschine 1 ist mit einem Gleisricht- und Hebeaggregat 11 ausgestattet, welches mit dem Maschinenrahmen 7 über einen hydraulischen Hebeantrieb 12 höhenverstellbar sowie über einen hydraulischen Richtantrieb 13 der Seite nach verstellbar, jeweils gelenkig verbunden ist. Das Vorderende des Gleisricht- und Hebeaggregates 11 ist weiters an einer Konsole 14 des Maschinenrahmens 7 angelenkt. Als Gleiskorrekturwerkzeuge sind am Gleisricht- und Hebeaggregat 11 je Schiene 4,5 zwei Spurkranz-Richtrollen 15 sowie vier Heberollen 16 angeordnet, welche zum rollenzangenartigen Angriff an der Außen- und Innenseite des Schienenkopfes bezüglich der Schiene 4 bzw. 5 einander paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Die Maschine 1 ist weiters je Schiene mit einem, rein schematisch dargestellten und mit dem Maschinenrahmen 7 über einen Hydraulik-Höhenverstellantrieb 17 heb- und senkbar verbundenen Stopfaggregat 18 ausgestattet. Am hinteren Ende des Maschinenrahmens 7 befindet sich eine Bedienerkabine 19, welche eine den Gleiskorrekturwerkzeugen zugeordnete Steuereinrichtung 20 enthält.
  • Die Maschine 1 besitzt zur Ermittlung der Gleis-Höhenlage ein übliches Nivellier-Bezugsystem 21, welches je Schiene 4,5 eine von einem Spanndraht gebildete Nivellier-Bezugsgerade 22 umfaßt, deren vorderes bzw. hinteres Ende jeweils über eine Stange 23 mit einem am unkorrigierten bzw. korrigierten Gleis geführten Meßwagen 24 bzw. 26 verbunden ist. Ein weiterer, am Gleis geführter Meßwagen 25 ist zwischen dem Gleisricht- und Hebeaggregat 11 und dem Stopfaggregat 18 angeordnet. Mit diesem Meßwagen 25 ist je Schiene ein Meßwertgeber 27 verbunden, welcher mittels seines gabelförmigen Fühlerarmes in bekannter Weise mit der betreffenden Nivellier-Bezugsgeraden 22 zusammenwirkt. Der vom Meßwertgeber 27 gelieferte Meßwert, welcher die Höhendifferenz der Gleislage im Bereich des Meßwagens 25 zu der das Soll-Gleisniveau verkörpernden NivellierBezugsgeraden 22 angibt, wird zur mittel- bzw. unmittelbaren Betätigung des Hebeantriebes 12 herangezogen, welcher das Gleis mittels der Heberollen 16 des Gleisricht- und Hebeaggregates 11 bis auf das vorgesehene Soll-Niveau anhebt. Sowohl am vorderen als auch am hinteren Ende des Maschinenrahmens 7 ist eine mit diesem verbundene Einrichtung 28,29 zur Messung der Querneigung vorgesehen.
  • Insbesondere in Verbindung mit den Fig. 2, 3 und 4 wird ein weiteres Bezugsystem 30 zur seitlichen Gleislagekorrektur beschrieben. Dieses Bezugsystem 30 setzt sich im wesentlichen aus dem als Referenzbasis dienenden Maschinenrahmen 7, den jeweils über Spurkranzrollen 31 auf den Schienen 4,5 abrollbaren Meßwagen 24,25 und 26 und Meßwertgebern 32,33 und 34 zusammen. Jeder über eine entsprechende Verlängerung 40 direkt mit dem Maschinenrahmen 7 verbundene Meßwertgeber 32,33,34 ist als Roll-Potentiometer ausgebildet, dessen Verstellteil mit Hilfe eines Meßgeberseiles 35 um eine vertikale oder horizontale Achse drehbar ist. Jedes Meßgeberseil 35 ist unter Bildung einer Befestigungsstelle 36 direkt mit dem Meßwagen 24,25,26 verbunden. Anstelle dieser Potentiometer kann beispielsweise auch eine berührungslose Meßeinrichtung eingesetzt werden.
  • Dem vorderen und hinteren Meßwagen 24,26 ist jeweils eine Querneigungs-Meßeinrichtung 37,38 zugeordnet. Sämtliche Meßwagen 24 bis 26 werden in an sich bekannter, nicht näher dargestellter Weise an eine der beiden Schienen 4,5 (Bezugsschiene) angepreßt, um damit das Spurspiel auszuschalten.
  • Da die Meßgeberseile 35 der Meßwertgeber 32,33 und 34 ca. 420 mm über SOK (Schienenoberkante) liegen, würde im Übergangs- bzw. Rampenbereich eines Gleisbogens infolge der seitlichen Auslenkung der Befestigungsstelle 36 ein Fehler von bis zu 8 mm auftreten. Diese Auslenkungsfehler können eliminiert werden, indem die Querneigung des vorderen und hinteren Meßwagens 24,26 durch die zugeordnete Querneigungs-Meßeinrichtung 37,38 ermittelt und zur Kompensation der Richtanlage herangezogen wird. Beim mittleren Meßwagen 25 kann der Überhöhungs-Sollwert für das Nivellier-Bezugsystem 21 mitverwendet werden.
  • Sämtliche Befestigungsstellen 36 der Meßgeberseile 35 sind - bezogen auf eine durch die Radaufstandspunkte der Schienenfahrwerke 2,3 gebildete horizontale Bezugsebene 41 - in gleicher Höhe, d.h. in einer zur Bezugsebene parallelen Ebene positioniert. Damit ist sichergestellt, daß alle drei Befestigungsstellen 36 die gleiche seitliche Abweichung erfahren, wenn der Maschinenrahmen 7 einer Querneigung unterliegt. Damit ist auch in diesem Fall ein Meßfehler ausgeschlossen.
  • Anhand der in Fig. 5 ersichtlichen schematischen Darstellung werden verschiedene mathematische Beziehungen aufgezeigt. Dabei sind - im Unterschied zu der in Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführung - die Meßwertgeber 32,33 und 34 auf den jeweiligen Meßwagen 24,25,26 angeordnet, während die entsprechenden Meßgeberseile 35 mit dem Maschinenrahmen 7 verbunden sind. Dies hat jedoch auf die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Bezugsystems 30 keinen Einfluß. Die Abstände der jeweiligen Meßwertgeber 32 bis 34 in Maschinenquerrichtung zum Maschinenrahmen 7 bzw. zur Befestigungsstelle 36 sind als Vm (vorderer Meßpunkt), Hm (hinterer Meßpunkt) und Ra (Richt-Abweichung) bezeichnet. L definiert die Distanz des vorderen Meßwagens 24 zum hinteren Meßwagen 26. Mit a bzw. b wird der Abstand des hinteren Meßwagens 26 zum mittleren bzw. des vorderen Meßwagens 24 zum mittleren Meßwagen 25 festgelegt. Daraus ergeben sich folgende Beziehungen: Maschinenabhängige Systemkonstante K = b/L
    Figure imgb0001
     Meßwertmittel Mm = (Hm - Vm) . K + Vm
    Figure imgb0002
  • Für den Fall, daß sich das Bezugsystem 30 auf einem exakt geradlinigen Gleis befindet (für einen Null-Abgleich), liegt folgende Bedingung vor: [(Hm - Vm) . K + Vm] - Ra (≙ Mm) = 0
    Figure imgb0003
  • Der zur Durchführung der seitlichen Gleislagekorrektur erforderliche Richtwert (bzw. Verschiebewert) Rw ist durch folgende Gleichung definiert (unter Einbeziehung der Pfeilhöhe h in Gleisbögen): Rw = h - [(Hm - Vm) . K + Vm] - Ra
    Figure imgb0004
  • Ein Verschwenken oder Parallelverschieben des Maschinenrahmens 7 hat keinen Einfluß auf das Ergebnis der Richtwert-Ermittlung, nachdem in einer Grundeinstellung ein Null-Abgleich durchgeführt wurde. Bei diesem NullAbgleich befinden sich alle Meßwagen 24 bis 26 in einer horizontalen Gleisebene, wobei die Schienen 4,5 eine exakte Gerade bilden. Sämtliche Meßwagen 24-26 sind - in Arbeitsrichtung gesehen - an die rechte Schiene 4 angepreßt; die Richtantriebe 13 sind drucklos gesteuert. Das Gleis ist z.B. einbetoniert und kann daher nicht bewegt werden. Mit einem ersten Justier-Potentiometer wird die Anzeige des Richtwertes auf Null getrimmt. Darauffolgend wird der linke Richtantrieb 13 mit maximaler Richtkraft beaufschlagt. Erfolgt eine Abweichung des Richtwertes infolge einer seitlichen Durchbiegung des Maschinenrahmens 7, dann wird die Anzeige mit einem zweiten Justier-Potentiometer entsprechend auf den Wert Null kompensiert. Zwischen diesen beiden Nulleinstellungen liegende Richtkräfte werden durch die Druckgeber 39 erfaßt und entsprechend linear kompensiert, so daß die Richtwerte unter automatischer Kompensation der von den Richtkräften abhängigen Durchbiegungen des Maschinenrahmens 7 richtig angezeigt werden. Der beschriebene Vorgang ist für den rechten Richtantrieb 13 zu wiederholen. Für den Fall, daß der Maschinenrahmen 7 eine zu geringe Verwindungssteifigkeit aufweist, kann die Verwindung mit den endseitig angeordneten Querneigungs-Meßeinrichtungen 37 bzw. 38 erfaßt und ebenfalls zur Kompensation für die Ermittlung des Richtwertes mit einbezogen werden.
  • Folgende Vorteile ergeben sich aus dem Einsatz des erfindungsgemäßen Bezugsystems 30 für die seitliche Gleislagekorrektur:
  • Durch das Fehlen einer Stahl- oder Lichtsehne können die Arbeitswerkzeuge der Maschine 1 nicht beeinflußt werden.
    Die bei Weichen-Stopfmaschinen aufwendigen Sehnen-Nachlaufsteuerungen am vorderen und hinteren Meßwagen entfallen.
    Die Stopfaggregate können gefahrlos auch über die Gleismitte hinaus querverschoben werden.
    Das Bezugsystem 30 kann mit bewährten, herkömmlichen mechanischen und elektrischen Komponenten aufgebaut werden. Einfache Roll-Meßwertgeber genügen zur Meßwerterfassung.
    Ein durch den Durchhang der Stahlsehne in Rampen und Gleisbögen bedingter Meßfehler entfällt.
  • Wie in Fig. 6 ersichtlich, wird in einem Differenzglied 42 die Differenz zwischen dem vorderen und hinteren Meßwertgeber 32,34 gebildet (Hm - Vm). In einem Anpassungsglied 43 erfolgt eine Multiplikation des Differenzwertes mit der Systemkonstante K. In einem weiteren Differenzglied 44, das auch für eine Justierung des Gesamt-Nullwertes eingerichtet ist, erfolgt eine Differenzbildung zu der durch den mittleren Meßwertgeber 33 ermittelten Richt-Abweichung Ra. Parallel dazu wird mit den Querneigungs-Meßeinrichtungen 37,38 bzw. einer weiteren Meßeinrichtung 45 (die dem Nivellier-Bezugsystem 21 zugeordnet ist) die jeweilige Querneigung des zugeordneten Meßwagens 24,25,26 erfaßt. In den nachgeordneten Anpassungsgliedern 46 erfolgt eine entsprechende Beeinflussung des Meßwertes entsprechend der konstruktionsbedingten Seiten-Abweichung der Befestigungsstelle 36 in Abhängigkeit von der Querneigung. In den weiteren Anpassungsgliedern 47,48 erfolgt eine Beeinflussung des Meßwertes gemäß dem konstruktionsbedingten Faktor a/L bzw. b/L. In einem weiteren Differenzglied 49 erfolgt eine Erfassung der Richtkraft (z.B. durch die Druckdifferenz). Die schließlich in einem weiteren Differenzglied 50 summierten und kompensierten Meßwerte werden zur Durchführung der erforderlichen seitlichen Gleislagekorrektur unter Beaufschlagung des jeweiligen Richtantriebes 13 einem hydraulischen Servo-Kreis zugeführt. Parallel dazu erfolgt eine Anzeige des jeweiligen Richtwertes.
  • Anstelle eines Stopfaggregates 18 ist beispielsweise auch ein bekanntes Stabilisationsaggregat als Einrichtung zur seitlichen Gleislagekorrektur einsetzbar.

Claims (7)

  1. Gleisbaumaschine zur Korrektur der Gleislage mit einem auf Schienenfahrwerken abgestützten, Richtantriebe (13) zur seitlichen Gleislagekorrektur aufweisenden Maschinenrahmen (7) und auf einem Gleis abrollbaren Meßwagen (24-26), die mit dem als Referenzbasis dienenden Maschinenrahmen (7) sowie mit Meßwertgebern (32,33,34) ein Bezugsystem (30) zur Erfassung der Gleis-Ist-Lage bilden, dadurch gekennzeichnet, daß dem bezüglich der Arbeitsrichtung am vorderen und am hinteren Ende des Bezugsystems (30) gelegenen Meßwagen (24,26) jeweils eine Querneigungs-Meßeinrichtung (37,38) zugeordnet und ein Druckgeber (39) zur Erfassung der Richtkräfte der Richtantriebe (13) vorgesehen ist.
  2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgeber (39) mit einem Meßwertgeber (33) eines im Bereich des Richtantriebes (13) gelegenen Meßwagens (25) für eine automatische Nullwert-Verstellung in Abhängigkeit von der Richtkraft gekoppelt ist.
  3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine vertikale Verlängerung (40) des Maschinenrahmens (7) mit einem als Drehpotentiometer mit einem Meßgeberseil (35) ausgebildeten Meßwertgeber (32-34) verbunden ist, dessen Meßgeberseil (35) unter Bildung einer Befestigungsstelle (36) mit dem jeweiligen Meßwagen (24-26) verbunden ist.
  4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Befestigungsstellen (36) der Meßgeberseile (35) am Meßwagen (24,25,26) - bezogen auf eine durch die Radaufstandspunkte der Schienenfahrwerke (2,3) gebildete horizontale Bezugsebene - in gleicher Höhe positioniert sind.
  5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl am vorderen als auch am hinteren Ende des Maschinenrahmens (7) eine mit diesem verbundene Einrichtung (28,29) zur Messung der Querneigung vorgesehen ist.
  6. Verfahren zum Erfassen seitlicher Gleislagefehler mittels einem Bezugsystem zugeordneter Meßwertgeber einer Gleisbaumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nulleinstellungen der Meßwertgeber in Abhängigkeit von der Querneigung des Gleises und der Richtkraft zur seitlichen Gleisverschiebung kompensiert werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nulleinstellungen zusätzlich in Abhängigkeit von einer Verwindung des Maschinenrahmens (7) kompensiert werden.
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