EP0915203A1 - Ballast leveling machine and method for placing the ballast of a railway track - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schotterplaniermaschine mit einem auf Schienenfahrwerken verfahrbaren Maschinenrahmen, dem ein durch Antriebe relativ zum Maschinenrahmen verstellbarer Schotterpflug zur Einschotterung eines Gleises sowie eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, sowie ein Verfahren zum Einschottern eines Gleises.The invention relates to a ballast leveling machine with a on rail bogies movable machine frame, the one by drives relative ballast plow adjustable to the machine frame for the ballasting of a Track and a control device is assigned, as well as a method for ballasting a track.
Eine derartige Schotterplaniermaschine ist beispielsweise durch US 5 094 018 bekannt, wobei der Schotterpflug aus einem oberhalb der Schwellen positionierten Mittelpflug und jeweils seitlich davon im Bereich der Schotterbettflanken angeordneten Flanken pflügen gebildet ist. Derartige Schotterplaniermaschinen dienen zur vorschriftsmäßigen Einschotterung eines Gleises, wobei gegebenenfalls vorhandenen Gleisabschnitten mit Schottermangel über einen Schottersilo neuer Schotter zugeführt werden kann.Such a ballast leveling machine is described, for example, by US 5,094 018 known, the ballast plow from a position positioned above the sleepers Middle plow and laterally in the area of the ballast bed flanks plowing arranged flanks is formed. Such ballast leveling machines are used for the proper ballasting of a track, whereby possibly existing track sections with lack of ballast a ballast silo new ballast can be fed.
Weiters ist durch US 4 986 189 eine Maschine zum Unterstopfen eines Gleises bekannt, wobei die Stopfwerkzeuge zur Umgehung von Stopfhindernissen, insbesondere in Weichenabschnitten, quer zur Maschinenlängsrichtung verschwenkbar ausgebildet sind. In Arbeitsrichtung vor der Maschine befindet sich eine aus einer Vielzahl von in Maschinenquerrichtung nebeneinander angeordneten Sensoren gebildete Abtasteinrichtung. Diese steht über eine Steuereinrichtung mit Antrieben zur Höhenverstellung des Stopfaggregates sowie zur Verschwenkung der Stopfwerkzeuge in Verbindung. Sobald durch die Abtasteinrichtung ein Stopfhindernis eruiert wird, erfolgt zeitversetzt eine Beaufschlagung des entsprechenden Antriebes beispielsweise zur Verschwenkung des über dem Stopfhindernis befindlichen Stopfwerkzeuges. Auf diese Weise kann trotz des Stopfhindernisses das Stopfaggregat mit den restlichen Stopfwerkzeugen zur Unterstopfung des Gleises abgesenkt werden. Die jeweilige Position der Stopfwerkzeuge wird durch entsprechende Positionsgeber registriert.Furthermore, US 4 986 189 is a machine for stuffing a track known, the tamping tools for avoiding tamping obstacles, especially in switch sections, transverse to the machine's longitudinal direction are designed pivotable. Located in front of the machine in the working direction one of a multitude of in the cross machine direction side by side arranged sensors formed scanner. This is over a control device with drives for height adjustment of the tamping unit as well as for swiveling the tamping tools in connection. As soon as an obstruction obstacle is determined by the scanning device is delayed an application of the corresponding drive, for example Swiveling of the darning tool located above the darning obstacle. In this way, the tamping unit with the remaining tamping tools are lowered to tamp the track. The respective position of the tamping tools is indicated by the corresponding Position encoder registered.
Desweiteren sind noch beispielsweise durch US 3 705 772, EP 0 487 465 A1 und US 4 179 216 gleisverfahrbare Maschinen bekannt, die zur Abtastung des Lichtraumprofiles mit einer berührungslosen Abtasteinrichtung ausgestattet sind. Furthermore, for example by US 3 705 772, EP 0 487 465 A1 and US 4 179 216 track-traveling machines known for scanning the clearance profile is equipped with a contactless scanning device are.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer gattungsgemäßen Schotterplaniermaschine, mit der eine gleichmäßigere Einschotterung des Gleises durchführbar ist.The object of the present invention is to create a generic Ballast leveling machine, with a more uniform ballast of the track is feasible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der eingangs beschriebenen
Schotterplaniermaschine dadurch gelöst, daß
Mit dieser speziellen Merkmalskombination ist es erstmals möglich, den Einschotterungszustand des Gleises unmittelbar vor dem Pflugeinsatz zu registrieren und anschließend die Einschotterung unter Erkennung von Gleisabschnitten mit Schottermangel bzw. -überschuß gezielt durchzuführen. Infolge der Positionsgeber hat die Bedienungsperson jederzeit die Möglichkeit, die Position des Schotterpfluges in bezug auf das Schotter-lstprofil sowie das Schotter-Sollprofil beispielsweise auf einem Monitor zu registrieren und bedarfsweise eine entsprechende Verstellung durchzuführen. Diese Verstellung ist in vorteilhafter Weise auch mittels eines Computerprogrammes automatisch durchführbar.With this special combination of features it is possible for the first time to determine the state of the ballast the track immediately before plowing and then the ballast with recognition of track sections to be carried out with a lack or excess of ballast. As a result the position encoder gives the operator the opportunity at any time to Position of the ballast plow in relation to the actual ballast profile and the For example, register the ballast target profile on a monitor and, if necessary carry out a corresponding adjustment. This adjustment is advantageously also automatic by means of a computer program feasible.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.Advantageous developments of the invention result from the subclaims and the drawing.
Es zeigen:
Eine in Fig. 1 dargestellte Schotterplaniermaschine 1, auch als Schotterpflug
bezeichnet, weist einen auf Schienenfahrwerken 2 abgestützten Maschinenrahmen
3 auf und ist auf einem aus Schienen 4 und Schwellen 5 gebildeten
Gleis 6 verfahrbar. Ein Motor 7 dient zur Beaufschlagung eines Fahrantriebes
8 sowie verschiedener weiterer Antriebe.A
Auf dem Maschinenrahmen 3 befindet sich ein Schotterspeicher 9, der anstelle
einer Bodenfläche ein in Maschinenlängsrichtung verlaufendes, durch
einen Antrieb 10 in Bewegung versetzbares Bodenförderband 11 aufweist.
Am hinteren Maschinenende befindet sich eine durch einen Antrieb 12 höhenverstellbare
sowie durch einen weiteren Antrieb 13 in Rotation versetzbare
Kehrbürste 14. Durch diese kann überschüssiger Schotter vom Gleis 6
über ein Förderband 15 in den Schotterspeicher 9 eingebracht werden. Am
bezüglich der Arbeitsrichtung (Pfeil 16) der Maschine 1 vorderen Ende des
Schotterspeichers 9 ist jeweils pro Schiene 4 eine Auslaßöffnung 17 mit
einem Antrieb 18 zur Steuerung der Schotterauslaßmenge vorgesehen.On the
Zwischen den beiden Schienenfahrwerken 2 befindet sich ein durch Antriebe
19 höhenverstellbarer Schotterpflug 20 zum Einschottern des Gleises 6. Dieser
Schotterpflug 20 setzt sich beispielsweise aus einem bezüglich der Maschinenquerrichtung
mittig angeordneten Mittelpflug 21 und jeweils seitlich
von diesem positionierten Flankenpflügen 22 zusammen. Der schematisch
auch in Fig. 2 ersichtliche Mittelpflug 21 weist Schienentunnels 23 zur Abdeckung
der Schienen 4 auf und dient zur Einschotterung der Schwellen 5.
Der zwischen den Schienen 4 befindliche Abschnitt des Mittelpfluges 21
weist x-förmig angeordnete und durch einzelne Antriebe unabhängig voneinander
höhenverstellbare Schotterleitplatten 24 auf, wie sie beispielsweise
durch das US-Patent 4 249 325 zur wahlweisen Umleitung der Schotterströme
bekannt sind. Zur Erfassung einer relativen Lageveränderung des Schotterpfluges
20 in bezug auf den Maschinenrahmen 3 sind, beispielsweise als
Seilzugpotentiometer ausgebildete, Positionsgeber 25 vorgesehen. Jeder
zum Pflügen einer Schotterbettflanke 26 (Fig. 2) einer Schotterbettung 41
vorgesehene Flankenpflug 22 weist zusätzliche Antriebe 27 zur Verstellung
der Winkellage in bezug auf die Schotterbettflanke 26 auf. Zur Erfassung
eines Flankenwinkels α ist jeweils ein Winkelmesser 28 als Positionsgeber
25 vorgesehen.Between the two
Am vorderen Ende der Maschine 1, also in Arbeitsrichtung vor dem Schotterpflug
20, befindet sich eine berührungslos wirkende Abtasteinrichtung 29 zur
Erfassung eines normal zur Gleis- bzw. Maschinenlängsrichtung verlaufenden
Schotter-lstprofiles 30 (Fig. 2) der Schotterbettung 41. In Arbeitsrichtung
der Maschine 1 hinter dem Schotterpflug 20 ist eine weitere derartige
Abtasteinrichtung 29 zur Erfassung des Schotter-lstprofiles 30 vorgesehen.At the front end of
Die Abtasteinrichtung 29 kann beispielsweise durch einen Laserscanner gebildet
sein, der seine Umgebung zweidimensional abtastet und nach dem
Prinzip der Pulslaufzeitmessung arbeitet. Dazu wird ein gepulster Laserstrahl
ausgesendet. Trifft der Laserimpuls auf ein Objekt bzw. Schotterkorn,
wird er reflektiert und im Empfänger der Abtasteinrichtung 29 registriert. Die
Zeit vom Aussenden bis zum Empfangen des Impulses ist direkt proportional
zur Entfernung zwischen Abtasteinrichtung 29 und Objekt (Lichtlaufzeit).
Durch einen internen Drehspiegel wird der gepulste Laserstrahl abgelenkt
und damit die Umgebung fächerförmig abgetastet. Aus der Abfolge der empfangenen
Impulse wird die Kontur des Objektes berechnet. Die Meßdaten
stehen dabei in Echtzeit zur Verfügung.The
Wie insbesonders in Fig. 3 ersichtlich, stehen beide Abtasteinrichtungen 29,
die Antriebe 19,27 des Schotterpfluges 20 sowie dessen Positionsgeber 25
mit einer Steuereinrichtung 31 in Verbindung. Dieser ist eine Speichereinheit
32 zur Speicherung eines Schotter-Sollprofiles 33 (s. strichpunktierte Linie
in Fig. 2) zugeordnet. Außerdem stehen noch folgende Einrichtungen mit der
Steuereinrichtung 31 in Verbindung: Weggeber 34, Monitor 35, Tastatur 36,
Drucker 37 sowie eine optische und/oder akustische Warneinrichtung 38. As can be seen in particular in FIG. 3, both
Der Steuereinrichtung 31 ist außerdem eine Differenzbildungseinheit 39 zum
Erfassen der Differenz zwischen Schotter-lstprofil 30 und Schotter-Sollprofil
33 zugeordnet. Ein Computerprogramm 40 dient zur Ermittlung der in Relation
zu den Schottermengenabweichungen optimalen Lage und automatischen
Verstellung des Schotterpfluges 20.The
Im Arbeitseinsatz der Schotterplaniermaschine 1 wird unmittelbar vor der
Einschotterung mit Hilfe der vorderen Abtasteinrichtung 29 das Schotter-lstprofil
30 abgetastet und in einem Schieberegister zwischengespeichert.
Sobald durch den Weggeber 34 eine der Distanz zwischen der vorderen Abtasteinrichtung
29 und dem Schotterpflug 20 entsprechende Impulsanzahl
abgegeben wird, erfolgt die Weitergabe des gespeicherten Schotter-lstprofiles
30 an den Monitor 35. Dort erfolgt unter Bezugnahme auf die Schienenoberkante
als gemeinsamen Bezugspunkt eine Überlagerung mit dem
gespeicherten Schotter-Sollprofil 33 (s. Fig. 2). Parallel dazu wird auf dem
Monitor 35 die durch die Positionsgeber 25 registrierte aktuelle Lage des
Mittelpfluges 21 und der beiden Flankenpflüge 22 in bezug auf die Schotterbettung
41 angezeigt. Nun besteht die Möglichkeit, daß die Bedienungsperson
die Winkeleinstellung der Flankenpflüge 22, die Höheneinstellung des
gesamten Schotterpfluges 20 bzw. die entsprechende Positionierung der
Schotterleitplatten 24 entsprechend der optisch erkennbaren Differenz zwischen
dem Schotter-lstprofil 30 und dem Schotter-Sollprofil 33 händisch
steuert, um eine optimal gleichmäßige Einschotterung zu erzielen. Alternativ
dazu besteht aber auch die Möglichkeit, diese Steuerung automatisch mit
Hilfe eines Computerprogrammes 40 durchzuführen.In the work of the
Sollte beispielsweise durch die Differenzbildungseinheit 39 ein Schotterüberschuß
auf der rechten Schotterbettflanke festgestellt werden, kann durch
automatische Steuerung der beiden Flankenpflüge 22 sowie der Schotterleitplatten
24 eine permanente Umleitung des Schotterüberschusses von der
rechten auf die linke Schotterbettflanke erfolgen. Durch die Messung des mit
der Maschine 1 zurückgelegten Weges durch den Weggeber 34 kann auch
kontinuierlich die fehlende bzw. die überschüssige Schottermenge errechnet
werden. Zu diesem Zweck wird die durch die Differenzbildungseinheit 39 ermittelte
Differenzfläche zwischen Schotter-lstprofil 30 und dem Schotter-Sollprofil
33 gebildet und mit dem zurückgelegten gemessenen Weg multipliziert.
Für den Fall, daß dabei eine Toleranzgrenze an Schottermangel überschritten
wird, kann automatisch der Antrieb 18 zur Öffnung der Auslaßöffnung
17 des Schotterspeichers 9 aktiviert werden. Damit erfolgt eine entsprechende
bedarfsweise Zuführung von zusätzlichem Schotter auf die linke
und/oder rechte Gleishälfte.For example, should the difference-forming
Da die Registrierung des Schotterbettprofiles in Arbeitsrichtung vor dem
Schotterpflug 20 stattfindet, können auch durch die Messung registrierte Hindernisse,
wie z.B. Fahrleitungsmasten, Steuereinheiten von Weichen, Stromschienen
usw., registriert werden und automatisch eine entsprechende Höhenverstellung
des im Bereich des Hindernisses befindlichen Pflugteiles
oder der Kehrbürste 14 erfolgen.Since the registration of the ballast bed profile in the working direction before
Gravel plow 20 takes place, can also be measured by measuring obstacles,
such as. Catenary masts, control units for switches, power rails
etc., are registered and an appropriate height adjustment automatically
of the plow part in the area of the obstacle
or the
Mit der hinteren Abtasteinrichtung 29 besteht die Möglichkeit, die durch den
Arbeitseinsatz des Schotterpfluges 20 tatsächlich durchgeführte Einschotterung
des Gleises 6 zu registrieren, indem das nach dem Arbeitseinsatz der
Maschine 1 vorliegende Schotter-lstprofil 30 abgetastet und in der beschriebenen
Art und Weise mit dem gespeicherten Schotter-Sollprofil 33 verglichen
wird. Das Resultat kann zweckmäßigerweise durch einen Drucker 37
dokumentiert werden. Dabei ist in vorteilhafter Weise auch eine Bilanz über
Schottermangel oder -überschuß aufstellbar.With the
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