EP0915203B1 - Schotterplaniermaschine und Verfahren zum Einschottern eines Gleises - Google Patents

Schotterplaniermaschine und Verfahren zum Einschottern eines Gleises Download PDF

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EP0915203B1
EP0915203B1 EP98890278A EP98890278A EP0915203B1 EP 0915203 B1 EP0915203 B1 EP 0915203B1 EP 98890278 A EP98890278 A EP 98890278A EP 98890278 A EP98890278 A EP 98890278A EP 0915203 B1 EP0915203 B1 EP 0915203B1
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EP
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ballast
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plough
actual
machine
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Josef Theurer
Bernhard Dr. Lichtberger
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Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
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Franz Plasser Bahnbaumaschinen Industrie GmbH
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/02Placing the ballast; Making ballastway; Redistributing ballasting material; Machines or devices therefor; Levelling means
    • E01B27/023Spreading, levelling or redistributing ballast already placed

Definitions

  • the invention relates to a ballast grader with a rail on bogies movable machine frame, the one by drives relative to the machine frame adjustable gravel plow for ballasting a Track and a control device is assigned, and a method for crushing a track.
  • ballast grader is for example by US 5 094 018, the ballast plow being positioned above the sleepers Medium plow and each side of it in the area of the ballast bed edges arranged flank plowing is formed.
  • ballast graders serve for proper ballasting a track, wherein any existing track sections with ballast deficiency over a ballast silo new gravel can be supplied.
  • the object of the present invention is to provide a generic Ballast grader, with a more uniform ballast of the track is feasible.
  • the positioner has the operator at any time the opportunity Position of the ballast plow with respect to the ballast lstprofil and the For example, to record the ballast target profile on a monitor and as required to carry out a corresponding adjustment.
  • This adjustment is also automatically by means of a computer program in an advantageous manner feasible.
  • ballast grader 1 also as a ballast plow denotes, has a supported on rail chassis 2 machine frame 3 and is formed on a rail 4 and 4 thresholds Track 6 movable.
  • a motor 7 serves to act on a traction drive 8 and various other drives.
  • a ballast storage 9 On the machine frame 3 is a ballast storage 9, instead a bottom surface extending in the machine longitudinal direction, by a drive 10 in motion displaceable bottom conveyor belt 11 has.
  • At the with respect to the working direction (arrow 16) of the machine 1 front end of Gravel storage 9 is each per rail 4 an outlet 17 with a drive 18 for controlling the ballast outlet provided.
  • ballast plow 20 for ballasting the track 6.
  • This Ballast plow 20 is set, for example, with respect to the cross-machine direction centrally arranged middle plow 21 and each side from this positioned flank plow 22 together.
  • the schematic Also in Fig. 2 apparent center plow 21 has rail tunnels 23 to cover the rails 4 and serves for ballasting of the thresholds.
  • the located between the rails 4 section of the middle plow 21st has an X-shaped and independent by individual drives height adjustable gravel guide plates 24, as for example by U.S. Patent 4,249,325 for selectively diverting the ballast streams are known.
  • position sensor 25 To detect a relative change in position of the ballast plow 20 with respect to the machine frame 3, for example as Seilzugpotentiometer trained, position sensor 25 is provided.
  • everyone for plowing a ballast bed edge 26 (FIG. 2) of a ballast bed 41 provided flank plow 22 has additional drives 27 for adjustment the angular position with respect to the ballast bed edge 26.
  • a protractor 28 To capture a flank angle ⁇ is in each case a protractor 28 as a position sensor 25 provided.
  • a non-contact sensing device 29 for Detection of a normal running to the track or machine longitudinal direction Schotter-lstprofiles 30 (Fig. 2) of the ballast bed 41 In the working direction the machine 1 behind the ballast plow 20 is another such Scanning device 29 for detecting the ballast lstprofiles 30 is provided.
  • the scanning device 29 may be formed, for example, by a laser scanner be who scans his surroundings two - dimensionally and after the Principle of pulse transit time measurement works. This is done by a pulsed laser beam sent out. If the laser pulse strikes an object or gravel, it is reflected and registered in the receiver of the scanning device 29. The Time from sending to receiving the pulse is directly proportional for the distance between scanner 29 and object (light runtime). An internal rotating mirror deflects the pulsed laser beam and thus the environment sampled fan-shaped. From the sequence of received Impulse, the contour of the object is calculated. The measured data are available in real time.
  • both scanning devices 29, the drives 19,27 of the ballast plow 20 and its position sensor 25th with a control device 31 in connection.
  • This is a storage unit 32 for storing a ballast target profile 33 (see dash-dotted line in Fig. 2) assigned.
  • the following facilities with the Control device 31 in connection displacement sensor 34, monitor 35, keyboard 36, Printer 37 and an optical and / or audible warning device 38th
  • the control device 31 is also a difference unit 39 for Detecting the difference between ballast actual profile 30 and ballast target profile 33 assigned.
  • a computer program 40 is used to determine the in relation to the gravel quantity deviations optimal position and automatic Adjustment of the ballast plow 20.
  • ballast excess can be determined on the right ballast bed edge, through automatic control of the two flank plows 22 and the ballast plates 24 a permanent diversion of the ballast surplus of the right on the left ballast bed edge.
  • the determined by the difference forming unit 39 Difference surface between ballast lstprofil 30 and the ballast target profile 33 formed and multiplied by the traveled measured path.
  • ballast deficiency can automatically drive 18 to open the outlet 17 of the ballast storage 9 are activated. This is a corresponding if necessary, feeding additional gravel to the left and / or right track half.
  • ballast plow 20 With the rear scanner 29, there is the possibility that by the Work assignment of the ballast plow 20 actually conducted ballast Track 6 to register by the after work of the Machine 1 present ballast lstprofil 30 sampled and described in the Way compared with the stored ballast target profile 33 becomes.
  • the result may conveniently be done by a printer 37 be documented. It is in an advantageous way also a balance over Ballast deficiency or excess erectable.

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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.
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 Flankenpflügen gebildet ist. Derartige Schotterplaniermaschinen dienen zur vorschriftsmäßigen Einschotterung eines Gleises, wobei gegebenenfalls vorhandenen Gleisabschnitten mit Schottermangel über einen Schottersilo neuer Schotter zugeführt werden kann.
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.
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.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer gattungsgemäßen Schotterplaniermaschine, mit der eine gleichmäßigere Einschotterung des Gleises durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der eingangs beschriebenen Schotterplaniermaschine dadurch gelöst, daß
  • a) in Arbeitsrichtung der Schotterplaniermaschine vor dem Schotterpflug eine berührungslose Abtasteinrichtung zur Erfassung eines normal zur Gleis- bzw. Maschinenlängsrichtung verlaufenden Schotter-Istprofiles vorgesehen ist,
  • b) dem Schotterpflug Positionsgeber zur Erfassung einer relativen Lageveränderung in bezug auf den Maschinenrahmen zugeordnet sind, und
  • c) der Steuereinrichtung eine Speichereinheit zur Speicherung eines Schotter-Sollprofiles zugeordnet ist.
  • 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.
    Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.
    Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schotterplaniermaschine mit einem verstellbaren Schotterpflug zum Einschottern eines Gleises,
  • Fig. 2 eine Überlagerung eines Schotter-lstprofiles und eines Schotter-Sollprofiles mit einer vereinfachten Darstellung des Schotterpfluges, und
  • Fig. 3 einen vereinfachten Vernetzungsplan einer berührungslosen Abtasteinrichtung zur Erfassung eines Schotter-Istprofiles.
  • 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.
    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.
    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.
    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.
    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.
    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.
    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.
    Im Arbeitseinsatz der Schotterplaniermaschine 1 wird unmittelbar vor der Einschotterung mit Hilfe der vorderen Abtasteinrichtung 29 das Schotter-Istprofil 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-Istprofiles 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.
    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.
    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.
    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.

    Claims (8)

    1. Schotterplaniermaschine (1) mit einem auf Schienenfahrwerken (2) verfahrbaren Maschinenrahmen (3), dem ein durch Antriebe (19) relativ zum Maschinenrahmen (3) verstellbarer Schotterpflug (20) zur Einschotterung eines Gleises (6) sowie eine Steuereinrichtung (31) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
      a) in Arbeitsrichtung der Schotterplaniermaschine (1) vor dem Schotterpflug (20) eine berührungslose Abtasteinrichtung (29) zur Erfassung eines normal zur Gleis- bzw. Maschinenlängsrichtung verlaufenden Schotter-Istprofiles (30) vorgesehen ist,
      b) dem Schotterpflug (20) Positionsgeber (25) zur Erfassung einer relativen Lageveränderung in bezug auf den Maschinenrahmen (3) zugeordnet sind, und
      c) der Steuereinrichtung (31) eine Speichereinheit (32) zur Speicherung eines Schotter-Sollprofiles (33) zugeordnet ist.
    2. Schotterplaniermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (31) ein Monitor (35) zur Anzeige des durch die Abtasteinrichtung (29) erfaßten Schotter-lstprofiles (30) und des diesem überlagerten Schotter-Sollprofiles (33) sowie der in bezug auf das Schotter-Istprofil (30) aktuellen Position des Schotterpfluges (20) zugeordnet ist.
    3. Schotterplaniermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Weggeber (34) verbundenen Steuereinrichtung (31) eine Differenzbildungseinheit (39) zum Erfassen der als Schottermangel bzw. -überschuß wirksamen Differenz zwischen Schotter-lstprofil (30) und Schotter-Sollprofil (33) zugeordnet ist, und daß ein Computerprogramm (40) zur Ermittlung der in Relation zu den Schottermengenabweichungen optimalen Lage des Schotterpfluges (20) vorgesehen ist.
    4. Schotterplaniermaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schotterpflug (20) aus einem bezüglich der Maschinenquerrichtung mittig angeordneten Mittelpflug (21) und einem jeweils seitlich von diesem positionierten Flankenpflug (22) gebildet ist, dem als Positionsgeber (25) jeweils ein Winkelmesser (28) zur Erfassung eines Flankenwinkels (α) zugeordnet ist.
    5. Schotterplaniermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein einer Auslaßöffnung (17) eines Schotterspeichers (9) zugeordneter Antrieb (18) für einen Schotterauslaß von der Steuereinrichtung (31) in Abhängigkeit von der in der Differenzbildungseinheit (39) ermittelten Schottermengenabweichung beaufschlagbar ist.
    6. Schotterplaniermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Arbeitsrichtung der Maschine (1) hinter dem Schotterpflug (20) eine zweite Abtasteinrichtung (29) zur Erfassung des Schotter-lstprofiles (30) sowie eine Differenzbildungseinheit (39) zur Erfassung einer gegebenenfalls vorhandenen Abweichung vom Schotter-Sollprofil (33) vorgesehen ist.
    7. Verfahren zum Einschottern eines Gleises durch einen Schotter- bzw. Flankenpflug (20,22), dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der Einschotterung das Schotter-lstprofil (30) der Schotterbettung (41) berührungslos abgetastet und permanent mit einem Schotter-Sollprofil (33) der Schotterbettung (41) verglichen und der Schotter- bzw. Flankenpflug (20,22) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den beiden Querschnittsprofilen gesteuert wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schotter-lstprofil (30) der Schotterbettung (41) zusätzlich unmittelbar nach der Einschotterung abgetastet und mit dem Schotter-Sollprofil (33) verglichen wird.
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    AT187397 1997-11-05
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