EP3802956A1 - Verfahren und maschine zum unterstopfen eines gleises im bereich einer weiche - Google Patents

Verfahren und maschine zum unterstopfen eines gleises im bereich einer weiche

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EP3802956A1
EP3802956A1 EP19717905.4A EP19717905A EP3802956A1 EP 3802956 A1 EP3802956 A1 EP 3802956A1 EP 19717905 A EP19717905 A EP 19717905A EP 3802956 A1 EP3802956 A1 EP 3802956A1
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EP
European Patent Office
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branch
track
tamping machine
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correction values
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EP19717905.4A
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French (fr)
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EP3802956B1 (de
EP3802956C0 (de
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Martin BÜRGER
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Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
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Publication of EP3802956C0 publication Critical patent/EP3802956C0/de
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    • E01B35/04—Wheeled apparatus
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    • E01B2203/12—Tamping devices
    • E01B2203/125—Tamping devices adapted for switches or crossings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00—Switches; Crossings

Definitions

  • the invention relates to a method for plugging a track in the region of a switch by means of a track-drivable tamping machine, wherein in a first pass a first branch is brought into a desired position and is padded, then followed by a reverse drive of the tamping machine to a branching point and wherein in a second pass a second branch is brought into a desired position and is padded.
  • the invention relates to a tamping machine for carrying out the method.
  • EP 1 143 069 A1 discloses such a machine.
  • This includes a lifting / straightening unit for leveling and straightening a trunk track (main track) and an additional lifting device for lifting a branch track branching from the trunk track (branch line of a switch).
  • the branch track is lifted in the effective range of the auxiliary lifting device in a first cycle during the passage of the trunk track, wherein a
  • the invention is based on the tasks for a method and a
  • an actual position of the second branch is detected during the reverse drive by means of a sensor arrangement, in particular with respect to the position of the first branch, and it is based on this detected actual position
  • correction values calculated for the position of the second branch are used in this way in order to determine the position of the second branch which has changed during the first working pass. This eliminates a laborious manual intermediate measurement before the second cycle can begin.
  • the first branch here is that track which is lifted and straightened during the first working cycle, regardless of whether it is a trunk track or a branch track.
  • the detection of the actual position of the second branch takes place in a detection range which extends beyond a turnout end.
  • Turnout end is usually the last continuous common threshold of trunk track and branch track set.
  • the entire area is detected in which the second branch has a new position after the first working pass.
  • Another improvement provides that one by the location of the first
  • Branch defined reference plane is given and that correction values for the position of the second branch as deviations with respect to this
  • Reference plane are calculated. In this way, carried out in the second pass correction of the second branch with respect to the already stuffed first branch. Alternatively, the correction of the second branch can also take place with respect to another predetermined desired position. [09] For detecting the actual position are advantageously by means of
  • the actual positions of the track axes can be calculated in a simple manner and subsequently the correction values can be specified.
  • the surface contours are detected as a point cloud and evaluated by means of a computing unit.
  • High-performance algorithms are known for the processing of corresponding data, which enable fast and accurate determination of the track axes.
  • filtering methods can be used to increase the amount of data
  • correction values are transmitted to a so-called master computer of the tamping machine.
  • the master computer is a computer unit for performing a track position correction, wherein the tamping machine is guided according to a predetermined desired geometry of the track.
  • Lead computer gives the control devices of the tamping machine the appropriate parameters.
  • a sensor device is arranged on a stuffing machine for carrying out one of the aforementioned methods, which is used for
  • the sensor device thus comprises sensors which cover a corresponding detection area on both sides of the tamping machine.
  • Such laser scanners provide sufficiently accurate data for precise track position correction and cover a wide range of
  • the sensor device has a
  • Light cut sensor comprises. This is a targeted capture of
  • the tamping machine comprises a computing unit, which is set up to calculate the correction values for the position of the branch track on the basis of a detected point cloud. By means of these correction values, the corresponding track position correction is then carried out.
  • Fig. 1 tamping machine in a side view
  • Fig. 3 cross section of a trunk track and a branch track
  • the track 3 comprises
  • Thresholds 4 which form with rails 5 mounted thereon a track grid, which is mounted in a ballast bed 6.
  • a switch 7 branches the track 3 into two branches 8, 9. In the case of a simple switch according to FIG. 2, these are a trunk track and a branch track. In addition, a distinction between bow points, double points and crossing points. To correct such
  • Turnout tamping machines are used.
  • the tamping machine 1 comprises a tamping unit 10, a Hebericht responded 11 and a measuring device 12 with measuring carriages 13 and measuring chords 14.
  • the measuring chords 14 are, for example, strained steel tendons or optical tendons between the light-emitting elements and Light sensors run.
  • Hebericht responded 11 has in addition to a Haupthebericht issued 15 two laterally extendable 1925hebericht respondeden 16.
  • a branching branch 9 is lifted and directed to reach a maximum lateral processing limit 17.
  • a sensor arrangement 19 is attached to the front end side. This includes a laser scanner 20 and / or a
  • Light section sensor 21 and an evaluation device 22 for calculating a point cloud By means of a camera 23 further information can be detected.
  • the point cloud can be supplemented with color information.
  • a switch section to be processed with a simple switch 7 includes a switch heart 24, switch blades 25 and 26 Radlenker and a turnout 27 and two switch ends 28.
  • the trunk track and the branch track have to the turnout ends 28 continuous sleepers 4, so a lifting or straightening one branch inevitably acts on the other branch.
  • the lifting device 11 lifts and directs the track grid, wherein the instantaneous track position is detected continuously by means of the measuring device 12 and adjusted with the predetermined desired position.
  • the desired position of the track grid is stabilized by compacting the ballast bed 6 by means of the tamping unit 10 in its position.
  • the sensor arrangement 19 is set up in such a way that the actual position of the second branch 9 is detected during a reverse drive of the stuffing machine 1 up to a branching point. Since the stuffing machine 1 while the first branch 8 travels, this forms the reference base for the
  • the position detection of the second branch 9 takes place in a detection range 33, in which the actual position of the second branch 9 during the first working pass was changed.
  • This detection range 33 extends at least beyond the processing limit ⁇ 7 and advantageously beyond the turnout end 28.
  • the larger detection area 33 permits secure detection of the entire section of the second branch 9 changed during the first working pass.
  • Tamping machine ⁇ arranged centrally in the upper area, so that on both sides of the tamping ⁇ a wide area is detected.
  • a laser beam rotating about a longitudinal axis of the tamping machine über sweeps over the surface of the track 3 and its surroundings, wherein at intervals a clocked
  • light-slit sensors 2 ⁇ are arranged above each rail. These also emit laser beams and measure the distance to an illuminated surface point by means of a detector according to the principle of triangulation. Again, the result is a point cloud of the track and its surroundings. By sensor fusion takes place at
  • Evaluation device 22 a merger of all measurement data.
  • the resulting point cloud contains exact location information and
  • an orthogonal coordinate system x, y, z following the route is advantageously specified (FIG. 3).
  • the coordinate origin is preferably on the so-called track axis 34 (track center), which on the half gauge between the two
  • Rails 5 runs.
  • the x-axis of the coordinate system points in
  • a GNSS device can be used to determine the current measurement position.
  • the y-coordinates and z-coordinates relevant to the track position are assigned to a precise position on the track 3. The same applies when specifying a stationary or inertial coordinate system as a common reference system.
  • the captured point cloud is initially on another
  • Relative coordinate system which is moved, for example, with the sensor device ⁇ 9.
  • a coordinate transformation first the position of the track axis 34 from coordinates of the surface points 35 to the
  • Pattern recognition determined. Subsequently, the coordinates of all points or a previously filtered point set of the point cloud are transformed to the track system following the coordinate system x, y, z.
  • Transformation process is preferably carried out in a computing unit 36 of the stuffing machine 1, in which a software for pattern recognition and
  • the software set up in the arithmetic unit 36 determines the coordinates of the surface points 35 at the inner edges of the rails 5 of the second branch 9 and the corresponding track axis 34. This is done by means of pattern recognition and optionally by interpolation, if no detected surface point of the respective rail inner edge can be assigned is.
  • the correction values are therefore easily determinable because the first branch is specified as the reference system for the detection of the point cloud.
  • a reference plane 37 predetermined by the position of the first branch 8 is determined, and the correction values 30, 31, 32 are deviations from this
  • Correction values 30, 31, 32 the detected deviations in the direction of the z-axis. If, in the first pass, the predetermined desired position of the first branch 8 has not been reached, then for the calculation of the correction values 30, 31, 32 this not reached desired position is used as the reference system. There is thus no error propagation.
  • This transition can be recognized by the fact that the actual position of the second branch 9 detected during the reverse movement coincides with a previously measured actual position at the corresponding track location.
  • the calculation of the correction values 30, 31, 32 then takes place by means of the control computer 29 by a comparison with a stored desired position of the corresponding track section.
  • the measuring device 12 is used to ensure that the predetermined corrections have been achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstopfen eines Gleises (3) im Bereich einer Weiche (7) mittels einer gleisverfahrbaren Stopfmaschine (1), wobei in einem ersten Arbeitsdurchgang ein erster Zweig (8) in eine Solllage gebracht und unterstopft wird, wobei danach eine Rückwärtsfahrt der Stopfmaschine (1) bis vor eine Abzweigstelle erfolgt und wobei in einem zweiten Arbeitsdurchgang ein zweiter Zweig (9) in eine Solllage gebracht und unterstopft wird. Dabei wird während der Rückwärtsfahrt mittels einer Sensoranordnung (19) eine Istlage des zweiten Zweiges (9) erfasst, insbesondere in Bezug auf die Lage des ersten Zweiges (8), und es werden auf Basis dieser erfassten Istlage Korrekturwerte (30, 31, 32) für die Lage des zweiten Zweiges (9) berechnet. Die ohnedies notwendige Rückwärtsfahrt wird auf diese Weise genutzt, um die im Zuge des ersten Arbeitsdurchgangs veränderte Lage des zweiten Zweiges (9) zu ermitteln.

Description

Beschreibu ng
Verfahren und Maschine zum Unterstopfen eines Gleises im Bereich einer Weiche
Gebiet der Technik
[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstopfen eines Gleises im Bereich einer Weiche mittels einer gleisverfahrbaren Stopfmaschine, wobei in einem ersten Arbeitsdurchgang ein erster Zweig in eine Solllage gebracht und unterstopft wird, wobei danach eine Rückwärtsfahrt der Stopfmaschine bis vor eine Abzweigstelle erfolgt und wobei in einem zweiten Arbeitsdurchgang ein zweiter Zweig in eine Solllage gebracht und unterstopft wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Stopfmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
[02] Gleisverfahrbare Stopfmaschinen zum Unterstopfen von Gleisstrecken und
Weichenabschnitten sind seit langem bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 1 143 069 A1 eine solche Maschine. Diese umfasst ein Hebe-/Richtaggregat zum Nivellieren und Richten eines Stammgleises (Hauptgleis) und eine Zusatzhebeeinrichtung zum Anheben eines vom Stammgleis abzweigenden Zweiggleises (Abzweigstrang einer Weiche). Dabei wird in einem ersten Arbeitsdurchgang während des Befahrens des Stammgleises das Zweiggleis im Wirkbereich der Zusatzhebeeinrichtung mitgehoben, wobei ein
gemeinsames Messsystem eine kontrollierte Anhebung der Weiche
sicherstellt.
[03] Auf diese Weise wird die Istlage des Zweiggleises im Bereich der Weiche
verändert und eine gegebenenfalls zuvor vorgenommene Vermessung ist nicht mehr nutzbar, um Vorgaben für ein Anheben bzw. Richten und ein Unterstopfen des weiterführenden Zweiggleises zu liefern. Vor einem zweiten Arbeitsdurchgang, bei dem das Zweiggleis befahren und unterstopft wird, muss deshalb nach dem Stand der Technik eine manuelle Vermessung des Ergebnisses des ersten Arbeitsdurchgangs erfolgen. Zusammenfassung der Erfindung
[04] Der Erfindung liegen die Aufgaben zugrunde, für ein Verfahren und eine
Stopfmaschine der eingangs genannten Art Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik anzugeben.
[05] Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch die
Merkmalskombinationen der unabhängigen Ansprüche Ί und 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
[06] Dabei wird während der Rückwärtsfahrt mittels einer Sensoranordnung eine Istlage des zweiten Zweiges erfasst, insbesondere in Bezug auf die Lage des ersten Zweiges, und es werden auf Basis dieser erfassten Istlage
Korrekturwerte für die Lage des zweiten Zweiges berechnet. Die ohnedies notwendige Rückwärtsfahrt wird auf diese Weise genutzt, um die im Zuge des ersten Arbeitsdurchgangs veränderte Lage des zweiten Zweiges zu ermitteln. Damit entfällt eine aufwändige manuelle Zwischenmessung, bevor der zweite Arbeitsdurchgang beginnen kann. Als erster Zweig ist hier jenes Gleis bezeichnet, das während des ersten Arbeitsdurchgangs gehoben und gerichtet wird, unabhängig davon, ob es sich um ein Stammgleis oder ein Zweiggleis handelt.
[07] Vorteilhafterweise erfolgt die Erfassung der Istlage des zweiten Zweiges in einem über ein Weichenende hinausgehenden Erfassungsbereich. Als
Weichenende ist dabei gewöhnlich die letzte durchgehende gemeinsame Schwelle von Stammgleis und Zweiggleis festgelegt. Somit wird während der Rückwärtsfahrt der gesamte Bereich erfasst, in dem der zweite Zweig nach dem ersten Arbeitsdurchgang eine neue Lage aufweist.
[08] Eine weitere Verbesserung sieht vor, dass eine durch die Lage des ersten
Zweiges definierte Bezugsebene vorgegeben wird und dass Korrekturwerte für die Lage des zweiten Zweiges als Abweichungen bezüglich dieser
Bezugsebene berechnet werden. Auf diese Weise erfolgt die im zweiten Arbeitsdurchgang durchgeführte Korrektur des zweiten Zweiges in Bezug auf den bereits unterstopften ersten Zweig. Alternativ dazu kann die Korrektur des zweiten Zweiges auch gegenüber einer anderen vorgegebenen Solllage erfolgen. [09] Zur Erfassung der Istlage werden vorteilhafterweise mittels der
Sensoranordnung Oberflächenkonturen der beiden Zweige erfasst.
Insbesondere anhand der Oberflächenkonturen der Schienen können auf einfache Weise die Istlagen der Gleisachsen berechnet und in weiterer Folge die Korrekturwerte vorgegeben werden.
[10] Dabei ist es günstig, wenn die Oberflächenkonturen als Punktwolke erfasst und mittels einer Recheneinheit ausgewertet werden. Für die Verarbeitung entsprechender Daten sind leistungsfähige Algorithmen bekannt, die eine schnelle und genaue Bestimmung der Gleisachsen ermöglichen. Zudem können Filtermethoden eingesetzt werden, um die Datenmenge zu
reduzieren. Beispielsweise werden nur die Oberflächenpunkte der Schienen weiterverarbeitet. Mit bekannten Algorithmen werden auch Abbildungsfehler, Verzeichnungsfehler oder sonstige Erfassungsfehler zuverlässig erkannt und eliminiert.
[11] Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die berechneten
Korrekturwerte einem sogenannten Leitcomputer der Stopfmaschine übermittelt werden. Beim Leitcomputer handelt es sich um eine Recheneinheit zur Durchführung einer Gleislagekorrektur, wobei die Stopfmaschine nach einer vorgegebenen Soll-Geometrie des Gleises geführt wird. Der
Leitcomputer gibt dabei den Steuereinrichtungen der Stopfmaschine die entsprechenden Parameter vor.
[12] Erfindungsgemäß ist an einer Stopfmaschine zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren eine Sensoreinrichtung angeordnet, die zur
Erfassung der Istlage des zweiten Zweiges während einer Rückwärtsfahrt eingerichtet ist. Die Sensoreinrichtung umfasst somit Sensoren, die beidseits der Stopfmaschine einen entsprechenden Erfassungsbereich abdecken.
[13] Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung einen Laserscanner
umfasst. Solche Laserscanner liefern hinreichend genaue Daten für eine präzise Gleislagenkorrektur und decken einen weiten Bereich der
Stopfmaschinenumgebung ab.
[14] Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Sensoreinrichtung einen
Lichtschnittsensor umfasst. Damit ist eine zielgerichtete Erfassung der
Schienenverläufe mit einer hohen Genauigkeit durchführbar. [15] Günstigerweise umfasst die Stopfmaschine eine Recheneinheit, die zur Berechnung der Korrekturwerte für die Lage des Zweiggleises auf Basis einer erfassten Punktwolke eingerichtet ist. Mittels dieser Korrekturwerte erfolgt dann die entsprechende Gleislagenkorrektur.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[16] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 Stopfmaschine in einer Seitenansicht
Fig. 2Weichenabschnitt in einer Aufsicht
Fig. 3Querschnitt eines Stammgleises und eines Zweiggleises
Beschreibung der Ausführungsformen
[17] Die in Fig. 1 dargestellte Stopfmaschine 1 ist mittels angetriebener
Schienenfahrwerke 2 auf einem Gleis 3 verfahrbar. Das Gleis 3 umfasst
Schwellen 4, die mit darauf befestigten Schienen 5 einen Gleisrost bilden, der in einem Schotterbett 6 gelagert ist. Eine Weiche 7 zweigt das Gleis 3 in zwei Zweige 8, 9 auf. Im Falle einer einfachen Weiche gemäß Fig. 2 sind das ein Stammgleis und ein Zweiggleis. Zudem unterscheidet man Bogenweichen, Doppelweichen und Kreuzungsweichen. Zur Lagekorrektur solcher
Weichenabschnitte kommen besondere Verfahren und spezielle
Weichenstopfmaschinen zum Einsatz.
[18] Zur Durchführung einer Gleislagekorrektur umfasst die Stopfmaschine 1 ein Stopfaggregat 10, eine Heberichteinrichtung 11 und eine Messeinrichtung 12 mit Messwägen 13 und Messsehnen 14. Bei den Messsehnen 14 handelt es sich beispielsweise um gespannte Stahlsehnen oder um optische Sehnen, die zwischen lichtgebenden Elementen und Lichtsensoren verlaufen. Die
Heberichteinrichtung 11 weist neben einer Hauptheberichteinrichtung 15 zwei seitlich ausfahrbare Zusatzheberichteinrichtungen 16 auf. Mittels der jeweiligen Zusatzheberichteinrichtung 16 wird ein abzweigender Zweig 9 bis zum Erreichen einer maximalen seitlichen Bearbeitungsgrenze 17 gehoben und gerichtet. [19] In Arbeitsrichtung 18 ist an der vorderen Stirnseite eine Sensoranordnung 19 angebracht. Diese umfasst einen Laserscanner 20 und/oder einen
Lichtschnittsensor 21 sowie eine Auswerteeinrichtung 22 zur Errechnung einer Punktwolke. Mittels einer Kamera 23 sind weitere Informationen erfassbar. Beispielsweise kann die Punktwolke mit Farbinformationen ergänzt werden.
[20] Ein zu bearbeitender Weichenabschnitt mit einer einfachen Weiche 7 umfasst ein Weichenherz 24, Weichenzungen 25 und Radlenker 26 sowie einen Weichenanfang 27 und zwei Weichenenden 28. Das Stammgleis und das Zweiggleis weisen bis zu den Weichenenden 28 durchgängige Schwellen 4 auf, sodass ein Heben bzw. Richten des einen Zweiges zwangsläufig auch auf den anderen Zweig wirkt.
[21] Bei einer Gleislagekorrektur im Weichenabschnitt wird zunächst in einem
ersten Arbeitsdurchgang der erste Zweig 8 in eine vorgegebene Solllage gebracht. Dabei hebt und richtet die Heberichteinrichtung 11 den Gleisrost, wobei mittels der Messeinrichtung 12 laufend die momentane Gleislage erfasst und mit der vorgegebenen Solllage abgeglichen wird. Bei Erreichen der Solllage wird der Gleisrost durch Verdichten des Schotterbettes 6 mittels des Stopfaggregats 10 in seiner Lage stabilisiert.
[22] Dabei wird die Stopfmaschine 1 mit einem sogenannten Leitcomputer 29
entsprechend einer bekannten Soll-Geomentrie des Gleises 3 geführt.
Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, die Stopfmaschine 1 mit unbekannter Soll-Geometrie zu führen. Dazu wird vor der Gleislagekorrektur eine Messfahrt mit der Stopfmaschine 1 durchgeführt und mittels eines elektronischen Pfeilhöhenausgleichs aus der aufgemessenen Istlage des Gleises 3 die Solllage mit entsprechenden Korrekturwerten bestimmt.
[23] Die Sensoranordnung 19 ist erfindungsgemäß in der Weise eingerichtet, dass während einer Rückwärtsfahrt der Stopfmaschine 1 bis vor eine Abzweigstelle die Istlage des zweiten Zweiges 9 erfasst wird. Da die Stopfmaschine 1 dabei den ersten Zweig 8 befährt, bildet dieser die Bezugsbasis für die
Istlagenerfassung des zweiten Zweiges 9. Daraus werden Korrekturwerte 30,
31, 32 für die Lage des zweiten Zweiges 9 berechnet. Die Lageerfassung des zweiten Zweiges 9 erfolgt dabei in einem Erfassungsbereich 33, in dem während des ersten Arbeitsdurchgangs die Istlage des zweiten Zweiges 9 verändert wurde. Dieser Erfassungsbereich 33 reicht zumindest über die Bearbeitungsgrenze Ί7 und vorteilhafterweise über das Weichenende 28 hinaus. Der größere Erfassungsbereich 33 erlaubt eine sichere Erfassung des gesamten während des ersten Arbeitsdurchgangs geänderten Abschnitts des zweiten Zweiges 9.
[24] Vorteilhafterweise ist der Laserscanner 20 an der vorderen Stirnseite der
Stopfmaschine Ί mittig im oberen Bereich angeordnet, sodass beidseits der Stopfmaschine Ί ein weiter Bereich erfasst wird. Ein um eine Längsachse der Stopfmaschine Ί rotierender Laserstrahl überstreicht die Oberfläche des Gleises 3 und seiner Umgebung, wobei in getakteten Abständen eine
Entfernung zum angestrahlten Oberflächenpunkt gemessen wird. Auf diese Weise entsteht eine rasterartige Erfassung der Oberfläche. Konkret wird bei jeder Umdrehung des Laserstrahls ein Querprofil des Gleises samt Umgebung vermessen, wobei während einer Vor- oder Rückwärtsfahrt eine helixförmige Aneinanderreihung von Messpunkten erfolgt. Die Summe aller Messpunkte liefert eine Punktwolke des Gleises und seiner Umgebung.
[25] Alternativ dazu oder ergänzend sind über jeder Schiene Lichtschnittsensoren 2Ί angeordnet. Diese senden ebenfalls Laserstrahlen aus und messen die Entfernung zu einem angestrahlten Oberflächenpunkt mittels eines Detektors nach dem Prinzip der Triangulation. Auch hier ist das Resultat eine Punktwolke des Gleises und seiner Umgebung. Durch Sensorfusion erfolgt bei
gleichzeitiger Verwendung mehrerer Sensoren 20, 2Ί, 23 mittels der
Auswerteeinrichtung 22 eine Zusammenführung aller Messdaten. Die sich ergebende Punktwolke enthält genaue Lageinformationen und
gegebenenfalls Farbinformationen der Oberflächenpunkte des Gleises 3 und seiner Umgebung.
[26] Als gemeinsames Bezugssystem wird vorteilhafterweise ein dem Gleisverlauf folgendes orthogonales Koordinatensystem x, y, z vorgegeben (Fig. 3). Dabei liegt der Koordinatenursprung vorzugsweise auf der sogenannten Gleisachse 34 (Gleismitte), welche auf der halben Spurweite zwischen den beiden
Schienen 5 verläuft. Die x-Achse des Koordinatensystems weist in
Fahrtrichtung, die y-Achse in Gleisquerrichtung. Die Werte der z-Achse geben dann Höhenabweichungen der erfassten Oberflächenpunkte bezüglich der x- y-Ebene an.
[27] Zusätzlich zur Lageerfassung bezüglich des Koordinatensystems wird
beispielsweise mittels eines Odometers laufend die Wegstrecke s zu einem entlang des Gleises festgelegten Referenzpunkt erfasst (Kilometrierung).
Alternativ dazu oder ergänzend ist eine GNSS-Einrichtung zur Bestimmung der aktuellen Messposition nutzbar. Damit sind die für die Gleislage relevanten y-Koordinaten und z-Koordinaten einer genauen Position am Gleis 3 zugeordnet. Dasselbe gilt bei Vorgabe eines ortsfesten bzw. inertialen Koordinatensystems als gemeinsames Bezugssystem.
[28] Gewöhnlich ist die erfasste Punktwolke zunächst auf ein anderes
Koordinatensystem bezogen, das beispielsweise mit der Sensoreinrichtung Ί9 mitbewegt wird. Für eine Koordinatentransformation wird zunächst die Lage der Gleisachse 34 aus Koordinaten der Oberflächenpunkte 35 an den
Innenkanten der Schienen 5 des befahren Gleises 3 errechnet. Diese
Oberflächenpunkte 35 werden dabei mittels bekannter Verfahren der
Mustererkennung ermittelt. In weiterer Folge werden die Koordinaten aller Punkte oder eine zuvor gefilterte Punktmenge der Punktwolke auf das dem Gleisverlauf folgende Koordinatensystem x, y, z transformiert. Der
Transformationsvorgang erfolgt vorzugsweise in einer Recheneinheit 36 der Stopfmaschine 1, in der eine Software zur Mustererkennung und
Koordinatentransformation eingerichtet ist.
[29] Auf diese Weise werden während der Rückwärtsfahrt der Stopfmaschine Ί nach erfolgtem ersten Arbeitsdurchgang die Oberflächenpunkte des zweiten Zweiges 9 in Bezug auf den ersten Zweig 8 erfasst. Die in der Recheneinheit 36 eingerichtete Software ermittelt in einem nächsten Verfahrensschritt die Koordinaten der Oberflächenpunkte 35 an den Innenkanten der Schienen 5 des zweiten Zweiges 9 sowie der entsprechenden Gleisachse 34. Dies geschieht mittels Mustererkennung und gegebenenfalls durch Interpolation, falls kein erfasster Oberflächenpunkt der jeweiligen Schieneninnenkante zuordenbar ist.
[30] Auf Basis dieser Daten errechnet die Reicheneinheit 36 für den zweiten
Arbeitsdurchgang Korrekturwerte 30, 3Ί, 32 für die beiden Schienen 5 bzw. die Gleisachse 34 in Abhängigkeit der Wegstrecke s entlang des zweiten Zweiges 9. Konkret werden alle relevanten Punkte der Punktewolke entlang der beiden Zweige 8, 9 für die Berechnung der Korrekturwerte 30, 31, 32 herangezogen. Dabei ist es unerheblich, dass während der Messung mittels des Laserscanners 20 ein am ersten Zweig 8 erfasstes Querprofil des Gleises 3 für den zweiten Zweig 9 ein schräg verlaufendes Profil des Gleises 3 ergibt. Sobald alle gescannten Oberflächenprofile zu der räumlichen Punktwolke zusammengesetzt sind, ist die gesamte Ist-Geometrie der beiden erfassten Zweige 8, 9 in einem gemeinsamen Bezugssystem bekannt.
[31] Gewöhnlich wird der zweite Zweig 9 auf das Höhenniveau des bereits
bearbeiteten ersten Zweiges 8 gehoben. Die Korrekturwerte sind deshalb einfach bestimmbar, weil für die Erfassung der Punktwolke der erste Zweig als Bezugssystem vorgegeben ist. Im einfachsten Fall wird eine durch die Lage des erstens Zweiges 8 vorgegebene Bezugsebene 37 bestimmt und als Korrekturwerte 30, 31, 32 werden Abweichungen gegenüber dieser
Bezugsebene 37 berechnet. Anders ausgedrückt entsprechen die
Korrekturwerte 30, 31, 32 den erfassten Abweichungen in Richtung der z- Achse. Falls im ersten Arbeitsdurchgang die vorgegebene Solllage des ersten Zweigs 8 nicht erreicht wurde, wird für die Berechnung der Korrekturwerte 30, 31, 32 diese nicht erreichte Solllage als Bezugssystem herangezogen. Es findet somit keine Fehlerfortpflanzung statt.
[32] Wenn in Ausnahmefällen für den zweiten Zweig 9 eigene Längsneigungen vorgegeben sind, erfolgt eine entsprechend angepasste Berechnung der Korrekturwerte 30, 31, 32. Sobald die Stopfmaschine 1 am zweiten Zweig 9 in einen Bereich gelangt, der durch den ersten Arbeitsdurchgang unbeeinflusst geblieben ist, werden die Korrekturarbeiten wie gewohnt fortgesetzt.
Erkennbar ist dieser Übergang daran, dass die während der Rückwärtsfahrt erfasste Istlage des zweiten Zweiges 9 mit einer zuvor aufgemessenen Istlage an der entsprechenden Gleisstelle übereinstimmt.
[33] Nach Übergabe der Korrekturwerte 30, 31, 32 an den Leitcomputer 29
berechnet dieser die Arbeits- und Verstellparameter, die zur Führung der Stopfmaschine 1 benötigt werden. Alternativ dazu kann die Istlage des zweiten Strangs 9, insbesondere als Verlauf von Pfeilhöhen, an den Leitcomputer 29 übermittelt werden. Die Berechnung der Korrekturwerte 30, 31, 32 erfolgt dann mittels des Leitcomputers 29 durch einen Abgleich mit einer abgespeicherten Solllage des entsprechenden Gleisabschnitts. Während der Arbeitsdurchgänge kommt die Messeinrichtung 12 zum Einsatz, um das Erreichen der vorgegebenen Korrekturen sicherzustellen.

Claims

Patentansprüche
Ί. Verfahren zum Unterstopfen eines Gleises (3) im Bereich einer Weiche (7) mittels einer gleisverfahrbaren Stopfmaschine (1), wobei in einem ersten Arbeitsdurchgang ein erster Zweig (8) in eine Solllage gebracht und unterstopft wird, wobei danach eine Rückwärtsfahrt der Stopfmaschine (Ί) bis vor eine Abzweigstelle erfolgt und wobei in einem zweiten Arbeitsdurchgang ein zweiter Zweig (9) in eine Solllage gebracht und unterstopft wird, dadu rch gekennzeichnet, dass während der Rückwärtsfahrt mittels einer Sensoranordnung (Ί9) eine Istlage des zweiten Zweiges (9) erfasst wird, insbesondere in Bezug auf die Lage des ersten Zweiges (8), und dass auf Basis dieser erfassten Istlage Korrekturwerte (30, 3Ί, 32) für die Lage des zweiten Zweiges (9) berechnet werden.
2. Verfahren nach Anspruch Ί, dadu rch geken nzeichnet, dass die Erfassung der Istlage des zweiten Zweiges (9) in einem über ein Weichenende (28) hinausgehenden Erfassungsbereich (33) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch Ί oder 2, dadu rch geken nzeichnet, dass eine durch die Lage des ersten Zweiges (8) definierte Bezugsebene (37) vorgegeben wird und dass Korrekturwerte (30, 3Ί, 32) für die Lage des zweiten Zweiges (9) als
Abweichungen bezüglich dieser Bezugsebene (37) berechnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche Ί bis 3, dadu rch gekennzeichnet, dass mittels der Sensoranordnung (Ί9) Oberflächenkonturen der beiden Zweige (8, 9) erfasst werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadu rch geken nzeichnet, dass die
Oberflächenkonturen als Punktwolke erfasst und mittels einer Recheneinheit (36) ausgewertet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche Ί bis 5, dadu rch gekennzeichnet, dass die berechneten Korrekturwerte (30, 3Ί, 32) einem sogenannten Leitcomputer (29) der Stopfmaschine (Ί) übermittelt werden.
7. Stopfmaschine (Ί) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche Ί bis 6, dadu rch geken nzeichnet, dass an der Stopfmaschine (Ί) eine
Sensoreinrichtung (Ί9) angeordnet ist, die zur Erfassung der Istlage des zweiten Zweiges (9) während einer Rückwärtsfahrt eingerichtet ist.
8. Stopfmaschine (Ί) nach Anspruch 7, dadu rch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (Ί9) einen Laserscanner (20) umfasst.
9. Stopfmaschine (Ί) nach Anspruch 7 oder 8, dadu rch geken nzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (Ί9) einen Lichtschnittsensor (2Ί) umfasst.
10. Stopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadu rch
gekennzeich net, dass eine Recheneinheit (36) zur Berechnung der Korrekturwerte (30, 31, 32) für die Lage des Zweiggleises (9) auf Basis einer erfassten Punktwolke eingerichtet ist.
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