EP4229239A1 - Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von gleistragplatten sowie verfahren zur herstellung einer festen fahrbahn - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ausrichten von gleistragplatten sowie verfahren zur herstellung einer festen fahrbahn

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Publication number
EP4229239A1
EP4229239A1 EP21839567.1A EP21839567A EP4229239A1 EP 4229239 A1 EP4229239 A1 EP 4229239A1 EP 21839567 A EP21839567 A EP 21839567A EP 4229239 A1 EP4229239 A1 EP 4229239A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
track support
chassis
track
support plate
slab
Prior art date
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Granted
Application number
EP21839567.1A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4229239B1 (de
EP4229239C0 (de
Inventor
Thomas JANTSCHITSCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Strabag SE
Strabag AG
Original Assignee
Strabag SE
Strabag AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Strabag SE, Strabag AG filed Critical Strabag SE
Priority to HRP20240537TT priority Critical patent/HRP20240537T1/hr
Publication of EP4229239A1 publication Critical patent/EP4229239A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4229239B1 publication Critical patent/EP4229239B1/de
Publication of EP4229239C0 publication Critical patent/EP4229239C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00—Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/04—Lifting or levelling of tracks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B33/00—Machines or devices for shifting tracks, with or without lifting, e.g. for aligning track, for shifting excavator 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

Definitions

  • the invention relates to a device, in particular a carriage, for aligning a track support slab with respect to a subsurface with a chassis and a running gear for moving the chassis along the track support slab.
  • the invention relates to a method for aligning a track support slab with respect to a subsoil and a method for producing a slab track.
  • slab tracks are used in railway construction and typically have a solid rail superstructure, which usually consists of concrete or asphalt, instead of ballast or other loose materials.
  • Slab track is used, for example, on high-speed routes or in tunnels and is characterized by increased stability and durability compared to ballasted tracks.
  • slab tracks often consist of prefabricated concrete track supporting slabs, which are typically prefabricated in a factory and then joined together on site and connected to the rails. Then the track supporting slabs together with the rails are precisely aligned according to the specified route. For this purpose, the laid track support slabs are measured with the help of a measuring device and then aligned with the subsoil. This requires a team of several specialized people who work simultaneously on measuring and aligning a track support slab. Sometimes the position of a track slab needs to be remeasured or corrected. The manufacture of slab tracks is correspondingly time-consuming and expensive. A high level of precision is required when aligning track support plates so that trains can later travel the route at high speeds without any safety risk.
  • slab tracks and methods or Devices for making and arranging festivals Roadways are known, for example, from EP 2 503 059 A2, EP 1 039 033 A1 or EP 1 533 420 A2.
  • EP 2 503 059 A2 discloses an alignment device with lifting cylinders and gripping elements.
  • the invention is based on the object of alleviating or even completely eliminating the disadvantages of the prior art.
  • a control unit and an adjusting device with at least one preferably electrically driven adjusting unit for adjusting at least one spacer element on the track support plate are therefore provided in a device of the type mentioned at the outset, the control unit being set up to determine an actual position of the track support plate from a position determination device received and by controlling the adjusting device, the track supporting slab on the basis of the actual position according to a target position from adjust.
  • the control unit can receive the actual position of the track support slab from the position determination device via cable or radio.
  • the actual position of the track support slab can also be understood as the actual position of the chassis or running gear located on or on the track support slab, since the dimensions of the chassis and the running gear are known and the actual position of the track support slab is therefore known the I st positions of the chassis or chassis can be determined.
  • an actual position of a track support slab can therefore be determined and aligned in an essentially automated manner by adjusting the at least one spacer element according to a target position.
  • the I st position of the track support plate or of the chassis and the running gear adjusted until it corresponds to the target position or the Di fferenz is below a predetermined threshold.
  • the device according to the invention is set up to align a track support slab in a fully automated manner with respect to the subsoil according to the desired position.
  • the chassis preferably has at least two wheels, more preferably at least four or more wheels.
  • the running gear can be adapted to travel along rails on a track support slab, for example by providing appropriate spacing between the wheels of a wheel pair or wheel set.
  • the chassis can also be driven by one or more motors, in particular electric motors.
  • the bogie is connected to the undercarriage so that the position of the bogie along a track support slab can be changed by the undercarriage.
  • the chassis is preferably formed by a frame with longitudinal and transverse beams.
  • the position determination device or components thereof can be connected to the chassis, in particular to a cross member or longitudinal member of the chassis. However, the position determination unit or components thereof can also be separate or separable from the chassis. In other words, the position determination device can have components that are permanently connected to the chassis and components that are not connected to the chassis or can be detached from it.
  • the position determination device is set up to determine an actual position of the track support slab directly or indirectly and to transmit it to the control unit. The actual position can be transmitted by cable or via radio to the control unit, which can be arranged on the chassis or be separate from it.
  • the control unit can be set up to control and/or regulate the alignment of the track support slab by actuating the adjustment device, with the actual position of the track support slab determined by the position determination device being the feedback measured variable in the case of control and the reference variable or Reference variable can serve the target position of the track slab.
  • one or more control units for example PI controllers or PID controllers, can be implemented in the control unit.
  • the actual position of the slab track is compared to the target position during the alignment of the slab track until the actual position Substantially corresponds to the target position or the difference is below a predetermined threshold.
  • the actual position and the target position of the slab track can be determined relative to the ground or. be specified.
  • the actual position and the target position of the track support slab can also be determined or be specified. As already mentioned, under the actual position and the target position of the track supporting slab, an actual position and a target position of the chassis or Undercarriage are understood because their dimensions are known and therefore the actual position and target position of the track support slab can be closed.
  • the measured actual position and the target position of the track support slab can at least describe a vertical distance to the subsoil or be converted into such a vertical distance, the vertical distance to the subsoil also being referred to as the height of the track support slab.
  • the actual position and the target position can also describe an inclination of the track support slab relative to the ground.
  • the position determination device can, for example, have an angle measuring device, in particular a theodolite and/or a tachymeter and/or a scanner, with which its actual position and subsequently also the actual position of the chassis and /or the track support plate can be determined.
  • the position determination device can determine the actual position of the chassis and will subsequently determine the actual position of the track support plate via the known dimensions of the chassis.
  • the position determination device is preferably set up to determine actual positions of the track support slab with an accuracy of +/-1 mm.
  • the actual position of the track support slab can be measured completely electronically and automatically and transmitted to the control unit.
  • the position determination device is partly operated manually.
  • the adjusting device has at least one adjusting unit which is set up to adjust at least one spacer element on a track support slab.
  • the control unit can do this Also connect the spacer element to the track support plate before adjusting, for example by screwing it in.
  • the actuating unit can be driven hydraulically, pneumatically or electronically.
  • the adjusting device and thus also the at least one actuating unit can be connected to the chassis, in particular to longitudinal members and/or the cross members of the chassis, preferably directly.
  • several spacer elements are provided on a track support plate, which is why several spacer elements are mentioned below.
  • spacer elements are intended to space the track support slabs from the ground. By setting or Adjusting the spacer elements, for example by twisting or locking, the orientation of the track support plates can be changed.
  • the spacer elements can penetrate the track support slabs, for example from an upper side to an underside via through holes, or can be arranged laterally on the track support slab by means of holding elements.
  • the spacer elements can be spindles that penetrate the track support plate through corresponding through-holes. The spindles are formed by rods and have an external thread.
  • the through holes can have corresponding mating threads. It is preferred if at least one magazine for spacer elements is connected to the chassis, from which the spacer elements can be removed, preferably automatically, and passed on to the at least one actuating unit.
  • the at least one setting unit can then connect the spacer elements to the track support slabs and set them according to the specifications of the control unit.
  • the track support slabs can be made of concrete, for example.
  • the track support slabs can each have a length of at least 5 m, for example.
  • the standard length of typical track supporting slabs is mostly 5.16 m. However, so-called shims with an individual length can also be used.
  • the at least one actuating unit is a screwing unit for screwing in and/or unscrewing spindles on the track support slab or a locking unit for locking locking elements on the Track support plate is .
  • spindles or latching elements can be provided as spacer elements.
  • the spindles or latching elements can, for example, penetrate the track support plate and be connected to it in a positive and/or frictional manner.
  • threaded rods as spacer elements can have, for example, through-holes with internal threads or sleeves with internal threads, into which the spindles can be screwed.
  • a track support slab can be spaced apart from the subsoil and the distance of the track support slab from the subsoil and, if necessary, the inclination can be adjusted by turning the spindles.
  • rods with latching surfaces that function similar to the principle of a cable tie can be used as latching elements.
  • the track support plates can have locking areas as spacer elements at suitable points, with which the locking elements can preferably be releasably locked.
  • the distance and the inclination of the track support slabs relative to the subsoil can also be adjusted with the locking elements.
  • the screw unit the latching unit can be actuated electrically, hydraulically or pneumatically, for example.
  • the axis of rotation is arranged essentially perpendicular to a main plane of extent of the chassis.
  • the position of the axis of rotation can be adjusted in particular electrically, hydraulically or pneumatically.
  • the adjusting device has at least two, in particular at least four, adjusting units, which are preferably arranged on two opposite sides of the chassis. Provision can also be made for at least one actuating unit to be provided essentially in the middle of the chassis.
  • the setting units are preferably arranged on opposite side members of the chassis, it also being possible for a number of setting units to be provided on one side member.
  • the adjusting device has at least one gripping element, preferably at least two gripping elements, for gripping the track support slab or a rail on the track support slab.
  • the at least one gripping element can be actuated electrically, hydraulically or pneumatically.
  • the at least one gripping element can hold the track support slab or the rail on the track support slab and thereby prevent an unintentional shifting of the chassis. After setting the or of the spacer elements, the at least one gripping element can be released again.
  • the at least one actuating unit can be positioned, preferably electrically, relative to the chassis. It is preferred if the at least one adjustment unit can be adjusted in a horizontal plane parallel to the main extension plane of the chassis. Provision can also be made for the at least one actuating unit to also be displaceable along a vertical axis perpendicular to the main plane of extent of the chassis.
  • the at least one actuating unit can be adjusted electrically, hydraulically or pneumatically. Provision can also be made for an axis of rotation of the actuating unit to be adjustable.
  • the device also has a position determination device and the position determination device has a theodolite, a tachymeter, a scanner and/or a GNSS unit (GNSS - Global Navigation Satellite System), in particular a GPS unit (GPS - Global Positioning System). , having .
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS GPS - Global Positioning System
  • the theodolite and / or the tachymeter can be removed from the chassis, preferably without tools, so that the theodolite or the total station can be placed on a surface.
  • the position determination device can be connected to the chassis.
  • the position determination device can use one or more marking points in the area, which can be attached to a tunnel wall or to a marking pole in the area, for example. The marking points may have been placed beforehand according to a plan.
  • At least one prism in particular four prisms, can be arranged on the chassis, which or which can form part of the position determination device and can be included in the measurement process.
  • the at least one prism can be connected to the chassis.
  • four prisms are preferably arranged on the chassis.
  • Two prisms are preferably on the chassis above a connecting line between a left front wheel and a left rear wheel or. arranged a right front wheel and a right rear wheel of the chassis, so that the prisms are arranged vertically above the rails when the chassis is on the track slab.
  • the actual position of the chassis can be determined using the tachymeter.
  • the theodolite or the tachymeter preferably determines its own position and, with the aid of the at least one prism on the chassis and the at least one marking point, the actual position of the chassis.
  • the actual position of the track support plate can subsequently be determined from the actual position of the chassis, since the dimensions of the chassis are known.
  • the actual position of the track support slab can be determined relative to the marking points or another reference point, for example a subsurface.
  • the theodolite or the tachymeter is firmly connected to the chassis and by determining the own position of the theodolite, the scanner or of the tachymeter and the dimensions of the chassis, the actual position of the track support plate is determined.
  • the device can also have one or more detection units for the identification of track supporting slabs.
  • a detection unit can be designed, for example, as an image detection unit, in particular as a digital camera, as an NFC detection unit or as an RFID detection unit.
  • the track support plates can each have one or more identification tags for identification. Identification data for the unambiguous identification of the respective track support slab to which the identification tag is attached can be stored in an identification tag. The identification data can be formed, for example, by unique track support plate numbers.
  • An identification tag on a track support slab can be formed, for example, by a QR code tag, an NFC tag or an RFID tag. If the detection unit is designed as an image detection unit, it can read in a QR code tag on a track support slab and thereby identify the track support slab.
  • an NFC tag or an RFID tag can be read out by means of an NEC or RFID detection unit, and the track supporting slab can thereby be identified.
  • the device can also have a memory in which all identification data of the identified track support slabs, preferably also position data of the track support slabs, can be stored. Additionally or alternatively, the identification data of the identified track support slabs can be transmitted to a server, preferably together with the position data of the track support slabs. In this way, a log can be created of aligned track support slabs.
  • a method for aligning at least one track support slab with respect to a subsurface in which a device of the type described above is used.
  • the procedure consists of the following steps :
  • the at least one actuating unit can be controlled in such a way that the difference between the actual position and the target position of the track supporting slab essentially increases zero is made .
  • the at least one spacer element does not necessarily have to already be connected to the track support slab. Provision can also be made for the at least one spacer element to be connected to the track support slab prior to adjustment. This can also be done by the adjusting device or the at least one setting unit.
  • a plurality of spacer elements are preferably provided on the track support slab.
  • the chassis can preferably be moved automatically along the track support plate. In order to determine the actual position of the track supporting slab, the actual position of the chassis can first be determined using the position determination device.
  • the actual position of the track support plate can be determined via the dimensions of the chassis when the chassis is arranged on the track support plate. Due to this simple conversion, the actual position and the target position of the chassis or of the chassis can be understood.
  • the position determination device can have a theodolite, a total station, a scanner and/or a GNSS unit. Furthermore, at least one prism can be provided, which can be arranged on the chassis.
  • the theodolite or a tripod connected to the theodolite, which which can be removed from the chassis, parked on a surface and with Hil fe at least one marking point in the area and the at least one prism on Chassis determine its own position, the I st position of the chassis and subsequently the I st position of the track supporting slab.
  • the tripod can, for example, be set down on the ground through openings in the frame and the track support plate.
  • the position can be determined several times, in particular during the alignment and following the alignment of the track support plate.
  • the theodolite and/or tachymeter is connected to the chassis and set up to record its own position or position. to determine the actual position of the chassis and subsequently the actual position of the track supporting slab, which can be determined on the basis of the known dimensions of the chassis. If the position determination device has a GNSS unit, this is permanently connected to the chassis.
  • the track support slab is aligned relative to the subsoil by adjusting the spacer elements in height and/or in inclination.
  • the height designates the vertical distance to the ground.
  • the inclination designates an inclination about the longitudinal axis and/or about the horizontal transverse axis of the track supporting slab. The inclination can be adjusted, for example, by setting the spacer elements higher on one side of the slab and lower on the opposite side. If all spacer elements are changed in height at the same time or one after the other, only the distance between the track supporting slab and the ground is changed.
  • one or more track support plate(s) with the adjustment device can be attached to several Alignment positions along the one or more track supporting plate/s are aligned by adjusting spacer elements, the chassis with the chassis preferably being driven electrically and in particular automatically between the alignment positions. If the adjustment device has a number of adjusting units, a number of spacer elements can be set at the alignment positions simultaneously or one after the other.
  • the alignment positions can be designed in the same way.
  • An alignment position can be defined, for example, by a predetermined arrangement of spacer elements, through-holes or sleeves on a track support plate.
  • two through-holes arranged on opposite sides and at a specific distance from one another can define an alignment position, preferably with spindles that have already been inserted.
  • the number of adjusting units of the adjusting device expediently corresponds to the number of spacer elements, through-holes or sleeves in an alignment position.
  • the actual position of the track support slab can be determined with the position determination device in each case at the alignment positions.
  • the actual position of the track support slab is determined with the aid of at least one, preferably several, marking point(s) in the area, in particular on a building or tunnel wall.
  • the marker points may have been previously arranged according to a plan.
  • a theodolite, scanner or tachymeter of the position determination device can use the at least one marking point to determine its own position and the actual position of the chassis with the aid of at least one prism on the chassis and subsequently the actual position of the track support slab.
  • the theodolite or the tachymeter can automatically determine the actual position of the track support plate.
  • the theodolite can be connected to the chassis and can determine its own position using at least one marking point in the area.
  • the device can have a detection unit for identifying track support slabs. Provision can be made for the track supporting slab to be identified by means of the detection unit before, during and/or after the alignment. Provision can also be made for recorded identification data of an identification tag to be stored in a memory on the track support slab and/or transmitted to a server. This allows a log to be created of aligned track support slabs. Provision can also be made for further data, such as the position of the track support slab, to be stored in the memory and/or transmitted to the server together with the identification data for the respective identified track support slab.
  • a method for producing a slab track with the following steps is also provided:
  • At least one track support slab preferably on a concrete base, in particular with a steel plate placed thereon, and/or a steel grid;
  • a slab track can be produced. Several track supporting slabs can be joined together.
  • a gripping element of the adjustment device can grip the rail in order to fix the device while the spacer elements are being adjusted.
  • the at least one spacer element can be removed again. In the case of spindles, these can be unscrewed again. In the case of locking elements these can also be loosened and removed from the catch.
  • the following embodiments of the device and the method for aligning a track support slab and the method for producing a slab track are preferably provided.
  • the features already mentioned above in connection with the device for aligning a track support plate and the method can also be transferred to the preferred embodiments.
  • Device for aligning a track support slab with respect to a substructure, having:
  • a control unit and an adjusting device with at least one preferably electrically driven adjusting unit for adjusting at least one spacer element on the track support slab are provided, the control unit being set up to determine an actual position of the To receive track support plate from a position determination device and to align the track support plate on the basis of the I st position according to a target position by controlling the adjusting device.
  • the at least one adjusting unit is a screwing unit for screwing in and/or unscrewing spindles on the track support slab or a locking unit for locking locking elements on the track support slab.
  • Device characterized in that the adjusting device has at least two, in particular at least four, adjusting units, which are preferably arranged on two opposite sides of the chassis.
  • Device Device according to one of the embodiments from 1 to 3, characterized in that the adjusting device at least one Gripping element, preferably at least two gripping elements, for gripping the track support plate or a rail on the track support plate.
  • Device according to one of the embodiments 1 to 4, characterized in that the at least one control unit can be positioned relative to the chassis, preferably electrically.
  • Device Device according to one of the embodiments 1 to 5, characterized in that the device also has a position determination device and the position determination device has a theodolite, a total station, a scanner and/or a GNSS unit, in particular a GPS unit.
  • Method according to embodiment 8 characterized in that the track supporting plate is aligned relative to the subsoil by adjusting the height and/or inclination of the spacer elements.
  • Method according to one of embodiments 7 to 10 characterized in that the actual position of the track supporting slab is determined with the aid of at least one, preferably several, marking point(s) in the area, in particular on a building or tunnel wall.
  • Method according to embodiment 12 characterized in that before the bogie is arranged on the at least one track support plate, at least one rail is connected to the track support plate, in particular by screwing.
  • Fig. 1 an inventive device for aligning
  • Fig. 2 shows the device according to the invention in a plan view
  • Fig. 3 shows a track supporting plate in a view from the front during alignment
  • Fig. 4 shows a block diagram of the device
  • Fig. 1 shows a device 1 according to the invention for aligning track support slabs 2 .
  • the device 1 according to the invention has a chassis 3 which is connected to a chassis 4 on its underside.
  • the chassis 3 and the chassis 4 can also be referred to as a carriage 1'.
  • the chassis 3 is formed by a frame 3' with two lateral longitudinal beams 3a and several transverse beams 3b.
  • the parts of the frame 3' are arranged in a horizontal plane, which enables a flat construction of the device 1.
  • the chassis 4 is set up to move the chassis 3 along rails 5 on the track support plates 2 .
  • the chassis 4 can be driven electrically and have one or more drives 50 (see FIG. 2).
  • the running gear 4 has a plurality of wheel pairs 6 or Wheel sets , the distances between the respective wheels 6 ' of the wheel pairs 6 being adapted to the distance between the rails 5 on the track supporting plates 2 .
  • a position determination device 7 is provided, which has a theodolite 8.
  • the position determination device 7 can also have a GNSS unit (not shown) in order to facilitate or facilitate position determination in open terrain. enable .
  • the position determination device can be connected to the chassis 3 .
  • the position determination device 7 can be removed from the chassis.
  • at least one prism 43 in In the embodiment shown, four prisms 43 are provided.
  • the position determination device 7 is set up to determine an actual position Pi S t of a track support plate 2 at the point where the chassis 3 is currently located with the aid of marking points 9 in the area, for example on a tunnel wall 41 .
  • the prisms 43 are preferably arranged on the chassis 3 in such a way that they are located above the rails 5 when the chassis 3 runs on the track support plate 2 .
  • the theodolite 8 is detachably connected to the chassis 3 or. parked only on this and can be removed from the chassis 3 or. be decoupled from this. During the alignment of the track support plate 2 , the theodolite 8 can therefore be placed on the ground next to the track support plate 2 , for example on a stand 51 .
  • the tripod 51 or the theodolite 8 can, however, also be set down on the substructure 10 through openings in the frame 3' and through openings in the track supporting plate 2.
  • the theodolite 8 can be decoupled from the chassis 3 in the embodiment shown, so that its position is not changed during the alignment of the track support plate 2 .
  • the chassis 3 is moved from one alignment position 21 to the next, the theodolite can be arranged on the chassis 3 or. be parked on this .
  • the determination of the actual position Pi st of the track supporting plate 2 is described as an example (see FIGS. 6A-6D):
  • the chassis 3 is moved to an alignment position 21 with the aid of the chassis 4 (FIG. 6A). After moving the chassis 3 to the alignment position 21 , the theodolite 8 is removed from the chassis 3 and placed on the base 10 (FIG. 6B). By decoupling the theodolite 8 from the chassis 3, it is made possible that the position of the theodolite 8 is not changed by the alignment of the track support plate 2, which will be described in more detail, which would be the case if the theodolite 8 with the chassis 3 during the alignment of the Track support plate 2 would remain connected.
  • the theodolite 8 is set up to determine the actual position of the chassis 3 relative to the marking points 9 and 43 on the chassis 3 on the basis of the marking points 9 and the prisms 43 .
  • the own position of the Theodolites are determined (Fig. 6B, indicated by the dashed lines).
  • the actual position of the chassis 3 is then determined with the aid of the prisms 43 (FIG. 6C, indicated by the dashed lines).
  • the actual position Pi S t of the track supporting plate 2 can subsequently be determined since the dimensions of the chassis 3 are known. Due to this simple conversion, the actual position and the target position of the chassis 3 or of the chassis 4 are understood.
  • the actual position Fact of the track slab 2 can also be continuously determined and used for regulation.
  • the theodolite 8 can be placed back on the chassis 3 and the chassis 3 can be moved to the next alignment position 21 (FIG. 6D).
  • the theodolite 8 can be connected to the chassis 3 during the alignment of the track support plate 2 .
  • the position of the chassis 3 and thus the position of the theodolite 8 is changed. Therefore, after or the position of the theodolite 8 is newly determined during the alignment of the track support plate 2 .
  • prisms 43 are not absolutely necessary, since the position of theodolite 8 on the chassis 3 is known and consequently the actual position Pi st of the track support plate 2 can be determined if the position of theodolite 8 relative to the marking points 9 or . to the underground 10 is known.
  • the actual position Pi st describes at least a vertical distance zi st of a track supporting slab 2 to a substructure 10 , which can also be referred to as the height of a track supporting slab 2 .
  • the actual position Pi st preferably also describes an inclination ⁇ pi st of a track supporting slab 2 about the longitudinal axis 11 and/or an inclination 0i st about the horizontal transverse axis 12 of a track supporting slab 2 relative to the subsoil 10 .
  • the actual position Pi st can also describe other hori zontal distances Xi st , yact and also an inclination ⁇ act along the vertical transverse axis 13 of the track supporting plate 2 .
  • the actual position Pist can be sent to a control unit 17 via for further processing be forwarded by radio or cable.
  • pre-manufactured track supporting slabs 2 are first roughly placed on the construction site, joined together and connected to the rails 5 by screwing 42 .
  • this rough placement does not exactly match the planned target position Psoii of the slab track or the track support slabs 2 match, so that the track support slabs 2 still have to be aligned according to the target position P So ii sen.
  • several adjustable spacer elements 14 in the form of spindles 15 are provided at different positions along the track support slabs 2, which are inserted in through holes 16 are arranged in the track support plates 2 .
  • the spindles 15 can also be referred to as threaded rods with an external thread.
  • the through holes 16 each extend from an upper side of a track support plate 2 to an underside of the track support plate 2 and have an internal thread (not shown).
  • the spindles 15 screwed into the through-holes 16 support the track-supporting slabs 2 relative to the substructure 10 and thereby space the track-supporting slabs 2 from the substructure 10 .
  • the device 1 has an adjusting device 18 with at least one adjusting unit 19 .
  • two adjusting units 19 are arranged on two opposite sides of the chassis 3 on the side members 3a.
  • a fifth control unit 19 is arranged essentially centrally on the chassis 3 on one of the cross members 3b.
  • the adjusting units 19 are set up to set or adjust the spacer elements 14 on the track support plates 2 . to adjust and thereby change the orientation of the track support plates 2 relative to the ground 10.
  • the adjusting units 19 are formed by electrically operated screwing units 20 .
  • the screw units 20 are set up to rotate the spacer elements 14 embodied as spindles 15 in the through-holes 16 and thereby adjust the position of the track support slabs 2 change .
  • the screw units 20 are each arranged in such a way that it is possible to rotate a spindle 15 arranged essentially vertically.
  • the axis of rotation 40 of the screwing units 19 is therefore arranged essentially perpendicularly to the main extension plane of the chassis 3 .
  • two through holes 16 or Spacer elements 14 and a centrally arranged through hole 16 or. a spacer element 14 define an alignment position 21 .
  • the control unit 17 described above receives at time intervals the actual position Pi st of a track support plate 2 at an alignment position 21, at which the device 1 is currently located, and controls the adjustment device 18, the track support plate 2 by turning the spindles 15 at the Alignment position 21 to align according to the target position P so ii. After aligning the track support slab at the alignment position 21, the device 1 can move to a next alignment position 21 on the same track support slab 2 or another attached track support slab 2 and align the track support slab 2 there again according to a target position Psoii.
  • the target position P so ii of a track support slab 2 can in particular have a vertical distance z so n from the subsurface 10 and preferably an inclination ⁇ p so ii of the track support slab 2 about the longitudinal axis 11 and/or a Describing inclination 0 so ii about the horizontal transverse axis 12 of the track supporting plate 2 with respect to the subsoil 10 .
  • a separate target position P so ii can be specified for each alignment position 21 .
  • the control unit 17 is set up to control or regulate the alignment of a track support slab 2 by actuating the adjustment device 18, in the case of regulation the actual position Pi st determined by the position determination device 7 being the feedback measured variable y m ess and the reference variable or .
  • Reference variable R re f the target position P so ii is used (see Fig. 5).
  • a controller 22 for example a PI controller or a PID controller, can be implemented in the control unit 17 .
  • no regulation has to be provided.
  • the actuating units 19 can also be controlled directly in such a way that the difference is made zero.
  • the current position Pist can also be compared with the target position P so ii of the track supporting slab 2 during the alignment of the track supporting plate 2 until the actual position Pi st corresponds to the target position P so ii or. whose difference is below a predetermined threshold.
  • All target positions P S oii of all track support plates 2 and their alignment positions 21 can be stored in the control unit 17 . These can also be retrieved by the control unit 17 from a server (not shown).
  • the track support slabs 2 can each have spacer elements 14 at a plurality of alignment positions 21, with which the alignment of the track support slabs 2 can be changed. Since the spacer elements 14 can be easily offset, it is favorable if the actuating units 19 can be positioned, preferably electrically, relative to the chassis 3 . The adjusting units can preferably be moved in a plane parallel to the main plane of extent of the chassis 3 .
  • the adjustment device 18 can have at least one gripping element 23 with which the track support slab 2 or a rail 5 on the track support slab 2 can be gripped. After a track support plate 2 has been aligned at an alignment position 21 , the gripping element 23 can be released again.
  • two gripping elements 23 are provided, each of which is arranged on two opposite sides of the chassis 3 .
  • the track supporting slabs 2 After the track supporting slabs 2 have been placed on the concrete blocks 25 , they are aligned with the device 1 as described.
  • the spindles 15 can be supported on the concrete bases 25 .
  • a new alignment a follow-up check as to whether the actual position Pi st of the track support slab 2 actually matches the target position P so ii , or a control run with the device 1 can be carried out.
  • the control drive it can also be checked whether the actual position Pi S t actually corresponds to the target position P so ii .
  • a measurement log can also be created and transmitted automatically, preferably in real time, to a project storage platform. In this way, the status of the work and the quality can be checked, preferably in real time.
  • the area 27 below the aligned track support plates 2 can then be filled with concrete (not shown). After the concrete has hardened, the slab track 24 is produced.

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Abstract

Vorrichtung (1), insbesondere einen Wagen (1'), zum Ausrichten einer Gleistragplatte (2) gegenüber einem Untergrund (10), aufweisend: - ein Fahrgestell (3), - ein Fahrwerk (4) zum Verfahren des Fahrgestells (3) entlang der Gleistragplatte (2) und - eine Positionsbestimmungseinrichtung (7) zum Bestimmen einer Ist-Position (Pist) der Gleistragplatte (2), wobei eine Steuereinheit (17) und eine Verstellvorrichtung (18) mit zumindest einer vorzugsweise elektrisch angetriebenen Stelleinheit (19) zum Einstellen zumindest eines Distanzelements (14) an der Gleistragplatte (2) vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit (17) dazu eingerichtet ist, die Ist-Position (Pist) von der Positionsbestimmungseinrichtung (7) zu empfangen und durch Ansteuern der Verstellvorrichtung (18) die Gleistragplatte (2) auf Basis der Ist-Position (Pist) gemäß einer Soll-Position (Psoll) auszurichten. Darüber hinaus gibt es auch ein Verfahren zum Ausrichten einer Gleistragplatte (2) mit Hilfe der Vorrichtung (1) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn (24).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Ausrichten von Gleistragplatten sowie Verfahren zur Herstellung einer festen Fahrbahn
Die Erfindung betri f ft eine Vorrichtung, insbesondere einen Wagen, zum Ausrichten einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund mit einem Fahrgestell und einem Fahrwerk zum Verfahren des Fahrgestells entlang der Gleistragplatte .
Des Weiteren betri f ft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn .
Sogenannte Feste Fahrbahnen werden im Bahnbau eingesetzt und weisen typischerweise an Stelle von Schotter oder anderen losen Materialien einen festen Schienenoberbau auf , der meist aus Beton oder Asphalt besteht . Feste Fahrbahnen werden bei spielsweise auf Hochgeschwindigkeitsstrecken oder in Tunnels eingesetzt und zeichnen sich durch eine im Vergleich zum Schotteroberbau erhöhte Stabilität und Langlebigkeit aus .
In Mitteleuropa bestehen Feste Fahrbahnen viel fach aus vorgefertigten Gleistragplatten aus Beton, die typischerweise in einem Werk vorproduziert und danach vor Ort aneinandergefügt und mit den Schienen verbunden werden . Anschließend werden die Gleistragplatten mitsamt den Schienen gemäß dem vorgegebenen Streckenverlauf exakt ausgerichtet . Zu diesem Zweck werden die verlegten Gleistragplatten mit Hil fe einer Messeinrichtung vermessen und anschließend gegenüber dem Untergrund ausgerichtet . Hierzu ist ein Team von mehreren spezialisierten Personen notwendig, die gleichzeitig an der Vermessung und der Ausrichtung einer Gleistragplatte arbeiten . Manchmal muss die Position einer Gleistragplatte nachgemessen oder korrigiert werden . Dementsprechend zeitaufwendig und teuer ist die Herstellung von Festen Fahrbahnen . Bei der Ausrichtung von Gleistragplatten ist j edenfalls eine hohe Präzision erforderlich, damit später Züge mit hohen Geschwindigkeiten die Strecke ohne Sicherheitsrisiko befahren können .
Aus dem Stand der Technik sind Feste Fahrbahnen und Verfahren bzw . Vorrichtungen zum Herstellen und Ausrichten von Festen Fahrbahnen beispielsweise aus der EP 2 503 059 A2 , der EP 1 039 033 Al oder der EP 1 533 420 A2 bekannt . Die EP 2 503 059 A2 offenbart dabei eine Ausrichtevorrichtung mit Hebezylindern und Grei f element en .
In Anbetracht dieser Aus führungen liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde , die Nachteile des Standes der Technik zu lindern oder gar gänzlich zu beseitigen . Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen eine schnelle , einfache und präzise Ausrichtung von Gleistragplatten ermöglicht wird . Bei der Ausrichtung von Gleistragplatten soll nur wenig oder gar kein Personal benötigt werden .
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 .
Erfindungsgemäß sind demnach bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art eine Steuereinheit und eine Verstellvorrichtung mit zumindest einer vorzugsweise elektrisch angetriebenen Stelleinheit zum Einstellen zumindest eines Distanzelements an der Gleistragplatte vorgesehen, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist , eine I st-Position der Gleistragplatte von einer Positionsbestimmungseinrichtung zu empfangen und durch Ansteuern der Verstellvorrichtung die Gleistragplatte auf Basis der I st- Position gemäß einer Soll-Position aus zurichten . Die Steuereinheit kann die I st-Position der Gleistragplatte von der Positionsbestimmungseinrichtung via Kabel oder Funk empfangen . Unter der I st-Position der Gleistragplatte kann auch die I st-Position des auf oder an der Gleistragplatte befindlichen Fahrgestells o- der Fahrwerks verstanden werden, da die Abmessungen des Fahrgestells und des Fahrwerks bekannt sind und dadurch die I st-Position der Gleistragplatte aus den I st-Positionen des Fahrgestells oder des Fahrwerks ermittelt werden kann . Mit Hil fe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher eine I st-Position einer Gleistragplatte bestimmt und durch Einstellen des zumindest einen Distanzelements gemäß einer Soll-Position im Wesentlichen automatisiert ausgerichtet werden . Dabei wird die I st-Position der Gleistragplatte bzw . des Fahrgestells und des Fahrwerks so lange angepasst , bis sie der Soll-Position entspricht oder die Di fferenz unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt . In einer besonders bevorzugten Aus führungs form ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu eingerichtet , eine Gleistragplatte vollständig automatisiert gegenüber dem Untergrund gemäß der Soll-Position auszurichten . Vorzugsweise weist das Fahrwerk zumindest zwei , noch mehr bevorzugt zumindest vier oder mehr, Räder auf . Das Fahrwerk kann, beispielsweise durch Vorsehen entsprechender Abstände zwischen den Rädern eines Radpaares oder Radsatzes , zum Fahren entlang von Schienen auf einer Gleistragplatte angepasst sein . Das Fahrwerk kann weiters mittels eines oder mehrerer Motoren, insbesondere Elektromotoren, angetrieben werden . Das Fahrgestell ist mit dem Fahrwerk verbunden, sodass die Position des Fahrgestells entlang einer Gleistragplatte durch das Fahrwerk verändert werden kann . Das Fahrgestell wird vorzugsweise durch einen Rahmen mit Längs- und Querträgern gebildet . Die Positionsbestimmungseinrichtung oder Bestandteile davon können mit dem Fahrgestell , insbesondere mit einem Querträger oder Längs- träger des Fahrgestells , verbunden sein . Die Positionsbestimmungseinheit oder Bestandteile davon können j edoch auch vom Fahrgestell getrennt oder trennbar sein . Mit anderen Worten kann die Positionsbestimmungseinrichtung Bestandteile aufweisen, die mit dem Fahrgestell fix verbunden sind, und Bestandteile aufweisen, die nicht mit dem Fahrgestell verbunden sind oder von diesem lösbar sind . Die Positionsbestimmungseinrichtung ist dazu eingerichtet , direkt oder indirekt eine I st-Position der Gleistragplatte zu bestimmen und an die Steuereinheit zu übermitteln . Die I st-Position kann kabelgebunden oder via Funk an die Steuereinheit , die an dem Fahrgestell angeordnet sein oder von diesem getrennt sein kann, übertragen werden . Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die Ausrichtung der Gleistragplatte durch Ansteuerung der Verstellvorrichtung zu steuern und/oder zu regeln, wobei im Falle der Regelung als rückgekoppelte Messgröße die von der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmte I st-Position der Gleistragplatte und als Referenzgröße bzw . Führungsgröße die Soll-Position der Gleistragplatte dienen kann . In der Steuereinheit können zu diesem Zweck eine oder mehrere Regelungseinheiten, beispielsweise PI-Regler oder PID-Regler, implementiert sein . In einer Aus führungs form wird die I st-Position der Gleistragplatte so lange mit der Soll-Position während der Ausrichtung der Gleistragplatte verglichen, bis die I st-Position Im Wesentlichen der Soll-Position entspricht oder deren Di f ferenz unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt . Die Ist-Position und die Soll-Position der Gleistragplatte können relativ zu dem Untergrund bestimmt bzw . vorgegeben werden . Die I st-Position und die Soll-Position der Gleistragplatte können auch relativ zu einem oder mehreren Markierungspunkten, welche sich zum Beispiel an einer Tunnelwand oder an Markierungsstangen befinden können, bestimmt bzw . vorgegeben werden . Wie bereits erwähnt , kann unter der I st-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte auch eine I st-Position und eine Soll-Position des auf oder an der Gleistragplatte befindlichen Fahrgestells bzw . Fahrwerks verstanden werden, da deren Abmessungen bekannt sind und daher auf die I st-Position und Soll-Position der Gleistragplatte geschlossen werden kann . Die gemessene I st-Position und die Soll-Position der Gleistragplatte können zumindest einen vertikalen Abstand zum Untergrund beschreiben oder in einen solchen vertikalen Abstand umgerechnet werden, wobei der vertikale Abstand zum Untergrund auch als Höhe der Gleistragplatte bezeichnet werden kann . Die I st-Position und die Soll-Position können auch eine Neigung der Gleistragplatte gegenüber dem Untergrund beschreiben . Die Positionsbestimmungseinrichtung kann beispielsweise ein Winkelmessgerät , insbesondere einen Theodoliten und/oder einen Tachymeter und/oder einen Scanner, aufweisen, mit welchem auf Basis von Markierpunkten in der Umgebung dessen I st-Position und in weiterer Folge auch die I st-Position des Fahrgestells und/oder der Gleistragplatte bestimmt werden kann . Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Positionsbestimmungseinrichtung die I st-Position des Fahrgestells bestimmen kann und über die bekannten Abmessungen des Fahrgestells in weiterer Folge die I st- Position der Gleistragplatte bestimmen wird . Die Positionsbestimmungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet , I st-Positionen der Gleistragplatte mit einer Genauigkeit von +/- 1 mm zu bestimmen . Die Messung der I st-Position der Gleistragplatte kann vollständig elektronisch und automatisiert ablaufen und an die Steuereinheit übermittelt werden . Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Positionsbestimmungseinrichtung teilweise händisch bedient wird . Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung weist zumindest eine Stelleinheit auf , welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Distanzelement an einer Gleistragplatte einzustellen . Je nach Ausführungs form kann die Stelleinheit das Distanzelement vor dem Einstellen auch mit der Gleistragplatte verbinden, beispielsweise einschrauben . Die Stelleinheit kann hydraulisch, pneumatisch oder elektronisch angetrieben sein . Die Verstellvorrichtung und damit auch die zumindest eine Stelleinheit können mit dem Fahrgestell , insbesondere mit Längsträgern und/oder den Querträgern des Fahrgestells , vorzugsweise direkt verbunden sein . Typischerweise sind an einer Gleistragplatte mehrere Distanzelemente vorgesehen, weshalb im Folgenden die Rede von mehreren Distanzelementen ist . Es müssen j edoch nicht zwingend mehrere Distanzelemente an einer Gleistragplatte vorgesehen sein, es kann auch nur ein Distanzelement j e Gleistragplatte vorgesehen sein . Die Distanzelemente an der Gleistragplatte sind dazu vorgesehen, die Gleistragplatten von dem Untergrund zu beabstanden . Durch Einstellen bzw . Verstellen der Distanzelemente , beispielsweise durch Verdrehen oder Verrasten, können die Ausrichtungen der Gleistragplatten verändert werden . Je nach Art können die Distanzelemente die Gleistragplatten zum Beispiel von einer Oberseite zu einer Unterseite via Durchgangslöcher durchdringen oder seitlich an der Gleistragplatte mittels Halteelemente angeordnet sein . Beispielsweise können die Distanzelemente Spindeln sein, die durch entsprechende Durchgangslöcher die Gleistragplatte durchdringen . Die Spindeln sind durch Stangen gebildet und besitzen ein Außengewinde . Die Durchgangslöcher können entsprechende Gegengewinde besitzen . Bevorzugt ist, wenn mit dem Fahrgestell zumindest ein Magazin für Distanzelemente verbunden ist , aus welchem die Distanzelemente vorzugsweise automatisiert entnommen und an die zumindest eine Stelleinheit weitergegeben werden können . Die zumindest eine Stelleinheit kann dann die Distanzelemente mit den Gleistragplatten verbinden und gemäß der Vorgabe der Steuereinheit einstellen . Die Gleistragplatten können beispielsweise aus Beton bestehen . Die Gleistragplatten können zum Beispiel j eweils eine Länge von zumindest 5 m aufweisen . Die Standardlänge typischer Gleistragplatten beträgt meist 5 , 16 m . Es können aber auch sogenannte Passplatten mit individueller Länge verwendet werden .
In einer bevorzugten Aus führungs form ist vorgesehen, dass die zumindest eine Stelleinheit eine Schraubeinheit zum Ein- und/oder Ausdrehen von Spindeln an der Gleistragplatte oder eine Rasteinheit zum Verrasten von Rastelementen an der Gleistragplatte ist . Als Distanzelemente können demnach Spindeln oder Rastelemente vorgesehen sein . Die Spindeln oder Rastelemente können beispielsweise die Gleistragplatte durchdringen und mit dieser form- und/oder reibschlüssig verbunden sein . Im Falle von Spindeln bzw . Gewindestangen als Distanzelemente können Gleistragplatten wie erwähnt zum Beispiel Durchgangslöcher mit Innengewinde oder Hülsen mit Innengewinde aufweisen, in welche die Spindeln eingedreht werden können . Mit Hil fe von Spindeln kann eine Gleistragplatte von dem Untergrund beabstandet und durch Drehen der Spindeln der Abstand der Gleistragplatte vom Untergrund und gegebenenfalls die Neigung eingestellt werden . Als Rastelemente können beispielsweise Stangen mit Rastflächen dienen, die ähnlich dem Prinzip eines Kabelbinders funktionieren . Die Gleistragplatten können im Falle von Rastelementen als Distanzelemente an geeigneten Stellen Rastbereiche aufweisen, mit denen die Rastelemente vorzugsweise lösbar verrastet werden können . Auch mit den Rastelementen kann der Abstand und die Neigung von Gleistragplatten gegenüber dem Untergrund eingestellt werden . Die Schraubeinheit bzw . die Rasteinheit kann zum Beispiel elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch aktuiert sein . Im Falle von Schraubeinheiten ist vorteilhaft, wenn die Drehachse im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Fahrgestells angeordnet ist . In einer Aus führungs form ist die Lage der Drehachse insbesondere elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch einstellbar .
Da Gleistragplatten meist eine Länge von mehreren Metern aufweisen und an mehreren Stellen Distanzelemente vorgesehen sein können, ist es günstig, wenn die Verstellvorrichtung zumindest zwei , insbesondere zumindest vier, Stelleinheiten aufweist , welche vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestells angeordnet sind . Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Stelleinheit im Wesentlichen mittig am Fahrgestell vorgesehen ist . Vorzugsweise sind die Stelleinheiten an gegenüberliegenden Längsträgern des Fahrgestells angeordnet , wobei auch mehrere Stelleinheiten an einem Längsträger vorgesehen sein können .
Um das Fahrgestell während der Ausrichtung einer Gleistragplatte zu fixieren, kann vorgesehen sein, dass die Verstellvorrichtung zumindest ein Grei f element , vorzugsweise zumindest zwei Greifelemente , zum Grei fen der Gleistragplatte oder einer Schiene an der Gleistragplatte aufweist . Das zumindest eine Grei felement kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch aktuiert werden . Während der Ausrichtung der Gleistragplatte kann das zumindest eine Grei felement die Gleistragplatte oder die Schiene an der Gleistragplatte festhalten und dadurch ein ungewolltes Verschieben des Fahrgestells unterbinden . Nach der Einstellung des bzw . der Distanzelemente kann das zumindest eine Grei felement wieder gelöst werden .
Damit Distanzelemente präzise verstellt werden können und geringfügige Deplatzierungen von Distanzelementen aus zugleichen, ist es vorteilhaft , wenn die zumindest eine Stelleinheit relativ zu dem Fahrgestell vorzugsweise elektrisch positionierbar ist . Bevorzugt ist , wenn die zumindest eine Stelleinheit in einer hori zontalen Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells verstellt werden kann . Es kann auch vorgesehen sein, dass die zumindest eine Stelleinheit auch entlang einer vertikalen Achse senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells verschiebbar ist . Die zumindest eine Stelleinheit kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch verstellbar sein . Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Drehachse der Stelleinheit verstellbar ist .
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist und die Positionsbestimmungseinrichtung einen Theodoliten, einen Tachymeter, einen Scanner und/oder eine GNSS-Einheit ( GNSS - Global Navigation Satellite System) , insbesondere eine GPS-Einheit ( GPS - Global Positioning System) , aufweist . Durch Bestimmung der I st-Position des Fahrgestells kann die I st-Position der Gleistragplatte bestimmt werden, wenn das Fahrgestell auf oder an der Gleistragplatte angeordnet ist , da die Abmessungen des Fahrgestells bekannt sind . Die Positionsbestimmungseinrichtung, insbesondere der Theodolit , der Tachymeter und/oder die GNSS-Einheit , kann - muss aber nicht - mit dem Fahrgestell verbunden sein . Der Theodolit und/oder der Tachymeter kann von dem Fahrgestell vorzugsweise werkzeuglos abnehmbar sein, sodass der Theodolit bzw . der Tachymeter auf einem Untergrund platziert werden kann . Alternativ kann die Positionsbestimmungseinrichtung mit dem Fahrgestell verbunden sein . Die Positionsbestimmungseinrichtung kann zur Bestimmung der Position der Gleistragplatte einen oder mehrere Markierungspunkte in der Umgebung verwenden, die beispielsweise an einer Tunnelwand oder an einer Markierungsstange in der Umgebung angebracht sein können . Die Markierungspunkte können zuvor gemäß einem Plan angebracht worden sein . Um die Position des Fahrgestells relativ zur Umgebung und in weiterer Folge die Position der Gleistragplatte , insbesondere einem Untergrund, zu bestimmen, kann auf dem Fahrgestell zumindest ein Prisma, insbesondere vier Prismen, angeordnet sein, das bzw . die einen Bestandteil der Positionsbestimmungseinrichtung bilden kann/ können und in den Messprozess einbezogen werden kann/ kön- nen . Das zumindest eine Prisma kann mit dem Fahrgestell verbunden sein . Vorzugsweise sind am Fahrgestell , wie bereits angeführt , vier Prismen angeordnet . Jeweils zwei Prismen sind vorzugsweise am Fahrgestell oberhalb einer Verbindungslinie zwischen einem linken vorderen Rad und einem linken hinteren Rad bzw . einem rechten vorderen Rad und einem rechten hinteren Rad des Fahrwerks angeordnet , sodass die Prismen senkrecht oberhalb der Schienen angeordnet sind, wenn das Fahrgestell sich an der Gleistragplatte befindet . Mit Hil fe des zumindest einen Prismas an dem Fahrgestell und mit dem Theodoliten bzw . dem Tachymeter kann die I st-Position des Fahrgestells bestimmt werden . Zu diesem Zweck kann der Theodolit bzw . der Tachymeter vorzugsweise seine eigene Position und unter Zuhil fenahme des zumindest einen Prismas am Fahrgestell und des zumindest einen Markierungspunktes die I st-Position des Fahrgestells bestimmen . Aus der I st-Position des Fahrgestells kann in weiterer Folge die I st-Position der Gleistragplatte bestimmt werden, da die Abmessungen des Fahrgestells bekannt sind . Die I st-Position der Gleistragplatte kann relativ zu den Markierungspunkten oder einem anderen Bezugspunkt , beispielsweise einem Untergrund, bestimmt werden . Bei einer alternativen Ausführungs form kann vorgesehen sein, dass der Theodolit bzw . der Tachymeter fest mit dem Fahrgestell verbunden ist und durch Bestimmung der eigenen Position des Theodoliten, des Scanners bzw . des Tachymeter und den Abmessungen des Fahrgestells die I st-Position der Gleistragplatte bestimmt wird .
Die Vorrichtung kann auch eine oder mehrere Erfassungseinheiten zur Identi fikation von Gleistragplatten aufweisen . Eine Erfassungseinheit kann beispielsweise als Bilderfassungseinheit , insbesondere als Digitalkamera, als NFC-Erf assungseinheit oder als RFID-Erf assungseinheit ausgebildet sein . Die Gleistragplatten können zur Identi fikation j eweils einen oder mehrere Identi fikationstags aufweisen . In einem Identi fikationstag können Identifikationsdaten zur eindeutigen Identi fi zierung der j eweiligen Gleistragplatte , an der der Identi fikationstag angebracht ist , hinterlegt sein . Die Identi fikationsdaten können beispielsweise durch eindeutige Gleistragplattennummern gebildet sein . Ein Identi fikationstag an einer Gleistragplatte kann beispielsweise durch einen QR-Code-Tag, einen NFC-Tag oder einen RFID-Tag gebildet sein . Wenn die Erfassungseinheit als Bilderfassungseinheit ausgebildet ist , kann diese einen QR-Code-Tag an einer Gleistragplatte einlesen und dadurch die Gleistragplatte identifi ziert werden . In entsprechender Weise kann mittels NEC- oder RFID-Erf assungseinheit ein NFC-Tag oder ein RFID-Tag ausgelesen und dadurch die Gleistragplatte identi fi ziert werden . Die Vorrichtung kann auch einen Speicher aufweisen, in dem alle Identifikationsdaten der identi fi zierten Gleistragplatten, vorzugsweise auch Positionsdaten der Gleistragplatten, hinterlegt werden können . Zusätzlich oder alternativ können die Identi fikationsdaten der identi fi zierten Gleistragplatten, vorzugsweise zusammen mit den Positionsdaten der Gleistragplatten, an einen Server übermittelt werden . Somit kann ein Protokoll über ausgerichtete Gleistragplatten erstellt werden .
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zum Ausrichten zumindest einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund vorgesehen, bei dem eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art verwendet wird . Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf :
- Anordnen des Fahrgestells auf oder an einer Gleistragplatte ;
- Bestimmen der I st-Position der Gleistragplatte durch mit Hil fe einer Positionsbestimmungseinrichtung;
- Bestimmen einer Di f ferenz zwischen der Ist-Position und der Soll-Position;
- Ausrichten der Gleistragplatte gegenüber dem Untergrund gemäß der Soll-Position auf Basis der I st-Position durch Einstellen zumindest eines Distanzelements an der Gleistragplatte durch die Verstellvorrichtung . Durch das beschriebene Verfahren wird zumindest eine Gleistragplatte gemäß einer Soll-Position rasch und präzise ausgerichtet . Es können auch mehrere aneinandergefügte Gleistragplatten ausgerichtet werden . Die Schritte müssen nicht in der vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden bzw . manche Schritte , wie beispielsweise „Bestimmen der I st-Position der Gleistragplatte durch die Positionsbestimmungseinrichtung" oder „Bestimmen einer Di fferenz zwischen der I st-Position und der Soll-Position" können zum Beispiel auch mehrmals , gleichzeitig und/oder zwischendurch durchgeführt werden . Auf Basis der ermittelten Di f ferenz zwischen der I st-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte kann die zumindest eine Stelleinheit so angesteuert werden, dass die Di f ferenz zwischen der I st-Position und der Soll- Position der Gleistragplatte im Wesentlichen zu Null gemacht wird . Das zumindest eine Distanzelement muss nicht zwangsläufig bereits mit der Gleistragplatte verbunden sein . Es kann auch vorgesehen sein, dass vor dem Einstellen das zumindest eine Distanzelement mit der Gleistragplatte verbunden wird . Dies kann ebenfalls durch die Verstellvorrichtung oder die zumindest eine Stelleinheit erfolgen . Vorzugsweise sind mehrere Distanzelemente an der Gleistragplatte vorgesehen . Vorzugsweise ist das Fahrgestell automatisch entlang der Gleistragplatte verfahrbar . Zur Bestimmung der I st-Position der Gleistragplatte kann zunächst mit der Positionsbestimmungseinrichtung die I st-Position des Fahrgestells ermittelt werden . Über die Abmessungen des Fahrgestells kann sogleich die I st-Position der Gleistragplatte bestimmt werden, wenn das Fahrgestell auf der Gleistragplatte angeordnet ist . Auf Grund dieser einfachen Umrechnung kann unter der I st-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte auch die I st-Position und die Soll-Position des Fahrgestells bzw . des Fahrwerks verstanden werden . Die Positionsbestimmungseinrichtung kann, wie oben beschrieben, einen Theodoliten, einen Tachymeter, einen Scanner und/oder eine GNSS-Einheit aufweisen . Weiters kann zumindest ein Prisma vorgesehen sein, das an dem Fahrgestell angeordnet sein kann . Zur Positionsbestimmung kann beispielsweise der Theodolit bzw . ein mit dem Theodolit verbundenes Stativ, der bzw . das vom Fahrgestell abnehmbar sein kann, auf einem Untergrund abgestellt und mit Hil fe zumindest eines Markierungspunktes in der Umgebung und dem zumindest einem Prisma am Fahrgestell seine eigene Position, die I st-Position des Fahrgestells und in weiterer Folge die I st-Position der Gleistragplatte bestimmen . Das Stativ kann beispielsweise durch Öf fnungen im Rahmen und der Gleistragplatte auf den Untergrund abgestellt werden . Die Positionsbestimmung kann mehrfach, insbesondere während der Ausrichtung und im Anschluss an die Ausrichtung der Gleistragplatte erfolgen . Bei einer alternativen Aus führungs form ist der Theodolit und/oder der Tachymeter mit dem Fahrgestell verbunden und dazu eingerichtet , seine eigene Position bzw . die I st-Position des Fahrgestells und in weiterer Folge die I st-Position der Gleistragplatte , welche auf Grund der bekannten Abmessungen des Fahrgestells ermittelbar ist, zu bestimmen . Wenn die Positionsbestimmungseinrichtung eine GNSS-Einheit aufweist , ist diese fest mit dem Fahrgestell verbunden .
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Gleistragplatte ausgerichtet wird, indem mehrere Distanzelemente an verschiedenen Positionen an der Gleistragplatte durch die Verstellvorrichtung eingestellt werden . Wenn mehrere Stelleinheiten vorgesehen sind, können diese die Distanzelemente gleichzeitig oder nacheinander einstellen . Die Distanzelemente können an Randbereichen und bei einer bevorzugten Aus führungs form auch zentral an der Gleistragplatte vorgesehen sein .
Um die Gleistragplatte exakt an den geplanten Verlauf der Festen Fahrbahn anzupassen, ist es günstig, wenn die Gleistragplatte durch Einstellen der Distanzelemente in der Höhe und/oder in der Neigung relativ zu dem Untergrund ausgerichtet wird . Die Höhe bezeichnet dabei den vertikalen Abstand zum Untergrund . Die Neigung bezeichnet eine Neigung um die Längsachse und/oder um die hori zontale Querachse der Gleistragplatte . Die Neigung kann beispielsweise eingestellt werden, indem die Distanzelemente auf einer Seite der Gleistragplatte höher und auf der gegenüberliegenden Seite niedriger eingestellt werden . Wenn sämtliche Distanzelemente in der Höhe gleichzeitig oder nacheinander verändert werden, wird nur der Abstand der Gleistragplatte zu dem Untergrund verändert .
In einer Aus führungs form ist vorgesehen, dass eine oder mehrere Gleistragplatte/n mit der Verstellvorrichtung an mehreren Ausrichtepositionen entlang der einen oder mehreren Gleistrag- platte/n durch Einstellen von Distanzelementen ausgerichtet wird, wobei das Fahrgestell mit dem Fahrwerk vorzugsweise elektrisch und insbesondere automatisiert zwischen den Ausrichtepositionen gefahren wird . An den Ausrichtepositionen können, falls die Verstellvorrichtung mehrere Stelleinheiten aufweist , gleichzeitig oder nacheinander mehrere Distanzelemente eingestellt werden . Die Ausrichtepositionen können gleichartig ausgebildet sein . Eine Ausrichteposition kann beispielsweise durch eine vorgegebene Anordnung von Distanzelementen, Durchgangslöchern oder Hülsen an einer Gleistragplatte festgelegt werden . Beispielsweise können j eweils zwei an gegenüberliegenden Seiten und in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnete Durchgangslöcher vorzugsweise mit bereits eingeführten Spindeln eine Ausrichteposition festlegen . Zweckmäßigerweise entspricht die Anzahl an Stelleinheit der Verstellvorrichtung der Anzahl an Distanzelementen, Durchgangslöcher oder Hülsen einer Ausrichteposition . Die I st-Position der Gleistragplatte kann mit der Positionsbestimmungseinrichtung j eweils an den Ausrichtepositionen bestimmt werden .
Es kann vorgesehen sein, dass die I st-Position der Gleistragplatte unter Zuhil fenahme zumindest eines , vorzugsweise mehrerer, Markierungspunktes/e in der Umgebung, insbesondere an einer Gebäude- oder Tunnelwand, bestimmt wird . Der bzw . die Markierungspunkte können zuvor gemäß einem Plan angeordnet worden sein . Wie bereits beschrieben kann ein Theodolit , Scanner oder Tachymeter der Positionsbestimmungseinrichtung an Hand des zumindest einen Markierungspunktes seine eigene Position und die I st-Position des Fahrgestells mit Hil fe zumindest eines Prismas am Fahrgestell und in weiterer Folge die I st-Position der Gleistragplatte ermitteln . Der Theodolit bzw . der Tachymeter kann die Bestimmung der I st-Position der Gleistragplatte automatisiert durchführen . Der Theodolit kann in einer Aus führungs form mit dem Fahrgestell verbunden sein und an Hand zumindest eines Markierungspunktes in der Umgebung seine eigene Position feststellen . Auf Basis der Abmessungen des Fahrgestells kann folglich die I st-Position der Gleistragplatte bestimmt werden . Bei dieser Ausführungs form ist kein Prisma am Fahrgestell notwendig . Wie oben bereits in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben, kann die Vorrichtung eine Erfassungseinheit zur Identi fikation von Gleistragplatten aufweisen . Es kann vorgesehen sein, dass vor, während und/oder nach der Ausrichtung die Gleistragplatte mittels der Erfassungseinheit identi fi ziert wird . Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass erfasste Identi fikationsdaten eines Identi fikationstags an der Gleistragplatte in einem Speicher hinterlegt und/oder an einen Server übermittelt werden . Dadurch kann ein Protokoll über ausgerichtete Gleistragplatten erstellt werden . Es kann auch vorgesehen sein, dass zusammen mit den Identi fikationsdaten der j eweiligen identi fi zierten Gleistragplatte weitere Daten, wie beispielsweise die Position der Gleistragplatte , in dem Speicher hinterlegt und/oder an den Server übermittelt werden .
Erfindungsgemäß ist weiters ein Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn mit den folgenden Schritten vorgesehen :
- Anordnen zumindest einer Gleistragplatte, vorzugsweise auf einem Betonsockel , insbesondere mit aufgelegter Stahlplatte , und/oder einem Stahlgitter ;
- Ausrichten der Gleistragplatte mit einem zuvor beschriebenen Verfahren;
- Ausgießen eines Bereichs unter der Gleistragplatte mit Beton;
- Aushärten des Betons .
Mit dem beschrieben Verfahren kann eine Feste Fahrbahn hergestellt werden . Es können mehrere Gleistragplatten aneinandergefügt werden .
In einer bevorzugten Aus führungs form des Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem Anordnen des Fahrgestells auf der Gleistragplatte zumindest eine Schiene - vorzugsweise zwei Schienen - mit der Gleistragplatte insbesondere durch Verschraubung verbunden wird . Ein Grei felement der Verstellvorrichtung kann die Schiene grei fen, um die Vorrichtung während der Einstellung der Distanzelemente zu fixieren .
Nach dem Aushärten des Betons kann das zumindest eine Distanzelement wieder entfernt werden . Im Falle von Spindeln können diese wieder herausgedreht werden . Im Falle von Rastelementen können diese ebenfalls von der Verrastung gelöst und entfernt werden .
Vorzugsweise sind die nachfolgenden Aus führungs formen der Vorrichtung und des Verfahrens zum Ausrichten einer Gleistragplatte sowie des Verfahrens zur Herstellung einer Festen Fahrbahn vorgesehen . Die bereits oben in Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Ausrichten einer Gleistragplatte und den Verfahren genannten Merkmalen können auch auf die bevorzugten Aus führungs formen übertragen werden .
1 . Vorrichtung, insbesondere Wagen, zum Ausrichten einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund, aufweisend :
- ein Fahrgestell und
- ein Fahrwerk zum Verfahren des Fahrgestells entlang der Gleistragplatte dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit und eine Verstellvorrichtung mit zumindest einer vorzugsweise elektrisch angetriebenen Stelleinheit zum Einstellen zumindest eines Distanzelements an der Gleistragplatte vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist , eine I st-Position der Gleistragplatte von einer Positionsbestimmungseinrichtung zu empfangen und durch Ansteuern der Verstellvorrichtung die Gleistragplatte auf Basis der I st-Position gemäß einer Soll-Position auszurichten .
2 . Vorrichtung nach Aus führungs form 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die zumindest eine Stelleinheit eine Schraubeinheit zum Ein- und/oder Ausdrehen von Spindeln an der Gleistragplatte oder eine Rasteinheit zum Verrasten von Rastelementen an der Gleistragplatte ist .
3 . Vorrichtung nach Aus führungs form 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Verstellvorrichtung zumindest zwei , insbesondere zumindest vier, Stelleinheiten aufweist , welche vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestells angeordnet sind .
4 . Vorrichtung nach einer der Aus führungs formen 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Verstellvorrichtung zumindest ein Grei f element , vorzugsweise zumindest zwei Grei f elemente , zum Grei fen der Gleistragplatte oder einer Schiene an der Gleistragplatte aufweist .
5 . Vorrichtung nach einer der Aus führungs formen 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die zumindest eine Stelleinheit relativ zu dem Fahrgestell vorzugsweise elektrisch positionierbar ist .
6 . Vorrichtung nach einer der Aus führungs formen 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung ferner eine Positionsbestimmungseinrichtung aufwei st und die Positionsbestimmungseinrichtung einen Theodoliten, einen Tachymeter, einen Scanner und/oder eine GNSS-Einheit , insbesondere eine GPS-Einheit , aufweist .
7 . Verfahren zum Ausrichten zumindest einer Gleistragplatte gegenüber einem Untergrund mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Aus führungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist :
- Anordnen des Fahrgestells auf oder an einer Gleistragplatte ;
- Bestimmen der I st-Position der Gleistragplatte mit Hil fe einer Positionsbestimmungseinrichtung;
- Bestimmen einer Di f ferenz zwischen der Ist-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte ;
- Ausrichten der Gleistragplatte gegenüber dem Untergrund gemäß der Soll-Position auf Basis der I st-Position durch Einstellen zumindest eines Distanzelements an der Gleistragplatte durch die Verstellvorrichtung .
8 . Verfahren nach Aus führungs form 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gleistragplatte ausgerichtet wird, indem mehrere Distanzelemente an verschiedenen Positionen an der Gleistragplatte durch die Verstellvorrichtung eingestellt werden .
9 . Verfahren nach Aus führungsform 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die Gleistragplatte durch Einstellen der Distanzelemente in der Höhe und/oder in der Neigung relativ zu dem Untergrund ausgerichtet wird .
10 . Verfahren nach einer der Aus führungs formen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , dass eine oder mehrere Gleistragplatte/n mit der Verstellvorrichtung an mehreren Ausrichtepositionen entlang der einen oder mehreren Gleistragplatte/n durch Einstellen von Distanzelementen ausgerichtet wird, wobei das Fahrgestell mit dem Fahrwerk vorzugsweise elektrisch und insbesondere automatisiert zwischen den Ausrichtepositionen gefahren wird .
11 . Verfahren nach einer der Aus führungs formen 7 bis 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die I st-Position der Gleistragplatte unter Zuhil fenahme zumindest eines , vorzugsweise mehrerer, Markie- rungspunktes/e in der Umgebung, insbesondere an einer Gebäudeoder Tunnelwand, bestimmt wird .
12 . Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn mit den folgenden Schritten :
- Anordnen zumindest einer Gleistragplatte, vorzugsweise auf einem Betonsockel , insbesondere mit aufgelegter Stahlplatte , und/oder einem Stahlgitter ;
- Ausrichten der Gleistragplatte mit einem Verfahren nach einer der Aus führungs formen 7 bis 11 ;
- Ausgießen eines Bereichs unter der Gleistragplatte mit Beton;
- Aushärten des Betons .
13 . Verfahren nach Aus führungs form 12 , dadurch gekennzeichnet , dass vor dem Anordnen des Fahrgestells auf der zumindest einen Gleistragplatte zumindest eine Schiene mit der Gleistragplatte insbesondere durch Verschraubung verbunden wird .
14 . Verfahren nach Aus führungs form 12 oder 13 , dadurch gekennzeichnet , dass unterhalb der Gleistragplatte für ein Distanzelement platziert wird, wobei das Gegenelement vorzugsweise ein Gegengewinde für eine Spindel oder eine Verrastung für ein Rastelement aufweist .
15 . Verfahren nach einer der Aus führungs formen 12 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten des Betons das zumindest eine Distanzelement entfernt wird .
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von konkreten Aus führungs formen näher erläutert , auf die sie allerdings nicht beschränkt sein soll . Es zeigen :
Fig . 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausrichten von
Gleistragplatten in einer Schrägansicht ;
Fig . 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Draufsicht ;
Fig . 3 eine Gleistragplatte in einer Ansicht von vorne während der Ausrichtung;
Fig . 4 ein Blockschaltbild der Vorrichtung ;
Fig . 5 einen Regelkreis ; und
Fig . 6A-D einen Ablauf zur Ausrichtung einer Glei stragplatte .
Fig . 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Ausrichten von Gleistragplatten 2 . Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 besitzt ein Fahrgestell 3 , das an dessen Unterseite mit einem Fahrwerk 4 verbunden ist . Das Fahrgestell 3 und das Fahrwerk 4 können auch als Wagen 1 ' bezeichnet werden . Das Fahrgestell 3 ist durch einen Rahmen 3 ' mit zwei seitlichen Längsträgern 3a und mehreren Querträgern 3b gebildet . Die Teile des Rahmens 3 ' sind in einer hori zontalen Ebene angeordnet , wodurch eine flache Bauweise der Vorrichtung 1 ermöglicht wird . Das Fahrwerk 4 ist dazu eingerichtet , das Fahrgestell 3 entlang von Schienen 5 an den Gleistragplatten 2 zu bewegen . Das Fahrwerk 4 kann elektrisch angetrieben sein und über einen oder mehrere Antriebe 50 ( siehe Fig . 2 ) verfügen . Das Fahrwerk 4 weist in der gezeigten Aus führungs form mehrere Radpaare 6 bzw . Radsätze auf , wobei die Abstände zwischen den j eweiligen Rädern 6 ' der Radpaare 6 an den Abstand der Schienen 5 an den Gleistragplatten 2 angepasst sind .
Zur Positionsbestimmung der Gleistragplatte 2 ist eine Positionsbestimmungseinrichtung 7 vorgesehen, die einen Theodoliten 8 aufweist . Zusätzlich oder alternativ kann die Positionsbestimmungseinrichtung 7 auch eine GNSS-Einheit (nicht gezeigt ) aufweisen, um die Positionsbestimmung im freien Gelände zu erleichtern bzw . ermöglichen . Die Positionsbestimmungseinrichtung kann insbesondere , wenn eine GNSS-Einheit vorhanden ist , mit dem Fahrgestell 3 verbunden sein . In der gezeigten Ausführungs form ist die Positionsbestimmungseinrichtung 7 vom Fahrgestell abnehmbar . Weiters ist zur Positionsbestimmung in der gezeigten Ausführungs form an dem Fahrgestell 3 zumindest ein Prisma 43 , in der gezeigten Aus führungs form sind es vier Prismen 43 , vorgesehen . Die Positionsbestimmungseinrichtung 7 ist dazu eingerichtet, unter Zuhil fenahme von Markierungspunkten 9 in der Umgebung, beispielsweise an einer Tunnelwand 41 , eine I st-Position PiSt einer Gleistragplatte 2 an j ener Stelle zu bestimmen, an der sich das Fahrgestell 3 gerade befindet . Vorzugsweise sind die Prismen 43 derart an dem Fahrgestell 3 angeordnet , dass sie sich oberhalb der Schienen 5 befinden, wenn das Fahrgestell 3 auf der Gleistragplatte 2 fährt . Der Theodolit 8 ist lösbar mit dem Fahrgestell 3 verbunden bzw . lediglich auf diesem abgestellt und kann von dem Fahrgestell 3 abgenommen bzw . von diesem entkoppelt werden . Während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 kann der Theodolit 8 daher neben der Gleistragplatte 2 beispielsweise auf einem Stativ 51 auf dem Untergrund abgestellt werden . Das Stativ 51 bzw . der Theodolit 8 kann aber auch durch Öf fnungen im Rahmen 3 ' und durch Öf fnungen in der Gleistragplatte 2 auf dem Untergrund 10 abgestellt werden . Jedenfalls kann der Theodolit 8 in der gezeigten Aus führungs form vom Fahrgestell 3 entkoppelt werden, sodass dessen Position während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 nicht verändert wird . Während das Fahrgestell 3 von einer Ausrichteposition 21 zur nächsten gefahren wird, kann der Theodolit an dem Fahrgestell 3 angeordnet bzw . auf diesem abgestellt sein . Im Folgenden wird beispielhaft die Bestimmung der I st-Position Pist der Gleistragplatte 2 beschrieben ( siehe Fig . 6A- 6D) :
Das Fahrgestell 3 wird mit Hil fe des Fahrwerks 4 an eine Ausrichteposition 21 gefahren ( Fig . 6A) . Der Theodolit 8 wird nach dem Verfahren des Fahrgestells 3 an die Ausrichteposition 21 vom Fahrgestell 3 abgenommen und auf den Untergrund 10 gestellt ( Fig . 6B ) . Durch das Entkoppeln des Theodoliten 8 vom Fahrgestell 3 wird es ermöglicht , dass die Lage des Theodoliten 8 durch die noch näher zu beschreibende Ausrichtung der Gleistragplatte 2 nicht mitverändert wird, was der Fall wäre , wenn der Theodolit 8 mit dem Fahrgestell 3 während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 verbunden bliebe . Der Theodolit 8 ist dazu eingerichtet , auf Basis der Markierungspunkte 9 und der Prismen 43 am Fahrgestell 3 die I st-Position des Fahrgestells 3 relativ zu den Markierungspunkten 9 bzw . relativ zum Untergrund 10 zu bestimmen . Dazu kann zunächst die eigene Position des Theodoliten bestimmt werden ( Fig . 6B, angedeutet durch die gestrichelten Linien) . Anschließend wird mit Hilfe der Prismen 43 die I st-Position des Fahrgestells 3 bestimmt ( Fig . 6C , angedeutet durch die gestrichelten Linien) . Durch die Kenntnis der I st- Position des Fahrgestells 3 kann in weiterer Folge die I st-Position PiSt der Gleistragplatte 2 bestimmt werden, da die Abmessungen des Fahrgestells 3 bekannt sind . Auf Grund dieser einfachen Umrechnung kann unter der I st-Position und der Soll-Position der Gleistragplatte 2 auch die I st-Position und die Soll-Position des Fahrgestells 3 bzw . des Fahrwerks 4 verstanden werden . Während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 kann die I st-Position Fist der Gleistragplatte 2 auch laufend bestimmt und für eine Regelung verwendet werden . Nach der Ausrichtung kann der Theodolit 8 wieder am Fahrgestell 3 angeordnet werden und das Fahrgestell 3 zur nächsten Ausrichteposition 21 gefahren werden ( Fig . 6D) .
In einer alternativen Aus führungs form kann der Theodolit 8 während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 mit dem Fahrgestell 3 verbunden sein . Während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 wird die Position des Fahrgestells 3 und damit die Position des Theodoliten 8 verändert . Daher wird nach bzw . während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 die Position des Theodoliten 8 neu ermittelt . Bei dieser Aus führungs form sind Prismen 43 nicht zwingend notwendig, da die Position des Theodoliten 8 am Fahrgestell 3 bekannt ist und folglich die I st-Position Pist der Gleistragplatte 2 bestimmt werden kann, wenn die Position des Theodoliten 8 relativ zu den Markierungspunkten 9 bzw . zum Untergrund 10 bekannt ist .
Die I st-Position Pist beschreibt im Folgenden zumindest einen vertikalen Abstand zist einer Gleis tragplatte 2 zu einem Untergrund 10 , der auch als Höhe einer Gleistragplatte 2 bezeichnet werden kann . Vorzugsweise beschreibt die Ist-Position Pist auch eine Neigung <piSt einer Gleistragplatte 2 um die Längsachse 11 und/oder eine Neigung 0ist um die hori zontale Querachse 12 einer Gleistragplatte 2 gegenüber dem Untergrund 10 . Selbstverständlich kann die I st-Position Pist aber auch andere hori zontale Abstände XiSt, yist und auch eine Neigung ^ist entlang der vertikalen Querachse 13 der Gleistragplatte 2 beschreiben . Die I st-Position Pist kann zur weiteren Verarbeitung an eine Steuereinheit 17 via Funk oder Kabel weitergeleitet werden .
Bei der Herstellung von Festen Fahrbahnen werden üblicherweise vorproduzierte Gleistragplatten 2 auf der Baustelle zunächst grob platziert , aneinandergefügt und mit den Schienen 5 durch Verschraubung 42 verbunden . Diese grobe Platzierung stimmt j edoch in der Regel nicht exakt mit der geplanten Soll-Position Psoii der Festen Fahrbahn bzw . den Gleistragplatten 2 überein, sodass die Gleistragplatten 2 noch gemäß der Soll-Position PSoii ausgerichtet werden müs sen . Um die Gleistragplatten 2 vom Untergrund 10 zu beabstanden und deren Ausrichtung zu verändern ( siehe Fig . 3 ) , sind in der gezeigten Aus führungs form mehrere verstellbare Distanzelemente 14 in Form von Spindeln 15 an unterschiedlichen Positionen entlang der Gleistragplatten 2 vorgesehen, die in Durchgangslöcher 16 in den Gleistragplatten 2 angeordnet sind . Die Spindeln 15 können auch als Gewindestangen mit Außengewinde bezeichnet werden . Die Durchgangslöcher 16 reichen j eweils von einer Oberseite einer Gleistragplatte 2 zu einer Unterseite der Gleistragplatte 2 und besitzen einen Innengewinde (nicht gezeigt ) . Die in die Durchgangslöcher 16 eingedrehten Spindeln 15 stützen die Gleistragplatten 2 gegenüber dem Untergrund 10 ab und beabstanden die Gleistragplatten 2 dadurch von dem Untergrund 10 .
Um die Gleistragplatten 2 gemäß der Soll-Position Psoii aus zurichten, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 eine Verstellvorrichtung 18 mit zumindest einer Stelleinheiten 19 auf . In der gezeigten Aus führungs form sind an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestells 3 an den Längsträgern 3a j eweils zwei Stelleinheiten 19 angeordnet . Weiters ist im Wesentlichen zentral am Fahrgestell 3 an einem der Querträger 3b eine fünfte Stelleinheit 19 angeordnet . Die Stelleinheiten 19 sind dazu eingerichtet, die Distanzelemente 14 an den Gleistragplatten 2 einzustellen bzw . zu verstellen und dadurch die Ausrichtung der Gleistragplatten 2 gegenüber dem Untergrund 10 zu verändern . Die Stelleinheiten 19 sind in der gezeigten Aus führungs form durch elektrisch betriebene Schraubeinheiten 20 gebildet . Die Schraubeinheiten 20 sind dazu eingerichtet , die als Spindeln 15 ausgebildeten Distanzelemente 14 in den Durchgangslöchern 16 zu verdrehen und dadurch die Position der Gleistragplatten 2 zu verändern . Die Schraubeinheiten 20 sind j eweils derart angeordnet, dass ein Drehen einer im Wesentlichen vertikal angeordneten Spindel 15 möglich ist . Die Drehachse 40 der Schraubeinheiten 19 ist daher im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells 3 angeordnet . Jeweils zwei in zwei gegenüberliegenden Randbereichen einer Gleistragplatte 2 angeordnete Durchgangslöcher 16 bzw . Distanzelemente 14 und ein zentral angeordnetes Durchgangsloch 16 bzw . ein Distanzelement 14 definieren eine Ausrichteposition 21 . Die oben beschriebene Steuereinheit 17 empfängt in zeitlichen Abständen die I st-Position Pist einer Gleistragplatte 2 an einer Ausrichteposition 21 , an der sich die Vorrichtung 1 gerade befindet , und steuert die Verstellvorrichtung 18 an, die Gleistragplatte 2 durch Verdrehen der Spindeln 15 an der Ausrichteposition 21 gemäß der Soll-Position Psoii auszurichten . Nach der Ausrichtung der Gleistragplatte an der Ausrichteposition 21 kann die Vorrichtung 1 zu einer nächsten Ausrichteposition 21 an derselben Gleistragplatte 2 oder einer weiteren, angefügten Gleistragplatte 2 fahren und dort erneut eine Ausrichtung der Gleistragplatte 2 gemäß einer Soll-Position Psoii vornehmen .
Wie die I st-Position Pist kann auch die Soll-Position Psoii einer Gleistragplatte 2 insbesondere einen vertikalen Abstand zson zu dem Untergrund 10 und vorzugsweise eine Neigung <psoii der Gleistragplatte 2 um die Längsachse 11 und/oder eine Neigung 0soii um die hori zontale Querachse 12 der Gleistragplatte 2 gegenüber dem Untergrund 10 beschreiben . Für j ede Ausrichteposition 21 kann eine eigene Soll-Position Psoii vorgegeben werden . Die Steuereinheit 17 ist dazu eingerichtet , die Ausrichtung einer Gleistragplatte 2 durch Ansteuerung der Verstellvorrichtung 18 zu steuern oder zu regeln, wobei im Falle der Regelung als rückgekoppelte Messgröße ymess die von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmte I st-Position Pist und als Referenzgröße bzw . Führungsgröße Rref die Soll-Position Psoii dient ( siehe Fig . 5 ) . In der Steuereinheit 17 kann zu diesem Zweck ein Regler 22 , beispielsweise ein PI-Regler oder ein PID-Regler, implementiert sein . Es muss aber keine Regelung vorgesehen sein . Nach Bestimmung der Di fferenz zwischen der I st-Position Pist und der Soll-Position Psoii können die Stelleinheiten 19 auch direkt so angesteuert werden, dass die Di f ferenz zu Null gemacht wird . Die I st-Position Pist kann auch während der Ausrichtung der Gleistragplatte 2 so lange mit der Soll-Position Psoii der Gleistragplatte 2 verglichen werden, bis die I st-Position Pist mit der Soll-Position Psoii übereinstimmt bzw . deren Di f ferenz unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt . In der Steuereinheit 17 können sämtliche Soll-Positionen PSoii aller Gleistragplatten 2 und deren Ausrichtepositionen 21 hinterlegt sein . Diese können von der Steuereinheit 17 auch von einem Server (nicht gezeigt ) abgerufen werden .
Die Gleistragplatten 2 können an mehreren Ausrichtepositionen 21 j eweils Distanzelemente 14 aufweisen, mit denen die Ausrichtung der Gleistragplatten 2 verändert werden können . Da die Distanzelemente 14 leicht versetzt werden können, ist es günstig, wenn die Stelleinheiten 19 relativ zu dem Fahrgestell 3 vorzugsweise elektrisch positionierbar sind . Vorzugsweise sind die Stelleinheiten in einer Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Fahrgestells 3 beweglich .
Um ungewollte Verschiebungen der Vorrichtung 1 während der Ausrichtung einer Gleistragplatte 2 zu vermeiden, kann die Verstellvorrichtung 18 zumindest ein Grei felement 23 aufweisen, mit dem die Gleistragplatte 2 oder eine Schiene 5 an der Gleistragplatte 2 gegri f fen werden kann . Nach der Ausrichtung einer Gleistragplatte 2 an einer Ausrichteposition 21 kann das Greifelement 23 wieder gelöst werden . In der gezeigten Aus führungsform sind zwei Grei f elemente 23 vorgesehen, von denen j eweils eine an zwei gegenüberliegenden Seiten am Fahrgestell 3 angeordnet sind .
Wie in Fig . 3 gezeigt , werden zur Herstellung einer Festen Fahrbahn 24 zunächst Gleistragplatten 2 aneinandergefügt und auf einen Betonblock bzw . Betonsockel 25 , insbesondere mit aufgelegter Stahlplatte (nicht dargestellt ) , oder einer ähnlichen Unterlage platziert . Ein nicht gezeigtes Stahlgitter kann später zur Verstärkung des noch zu gießenden Betons dienen . In einer bevorzugten Aus führungs form werden Gegenelemente 26 für die Distanzelemente 14 unterhalb der Gleistragplatten 2 auf dem Untergrund 10 platziert . In der gezeigten Aus führungs form sind die Gegenelemente 26 zur zumindest teilweisen Aufnahme von Spindeln 15 ausgebildet und weisen ein Innengewinde (nicht gezeigt ) auf . Die Gegenelemente 26 verbessern die Abstützung der Distanzelemente 14 gegenüber dem Untergrund 10 . Nach der Platzierung der Gleistragplatten 2 auf den Betonblöcken 25 werden diese wie beschrieben mit der Vorrichtung 1 ausgerichtet . Die Spindeln 15 können sich auf den Betonsockeln 25 abstützen . Nach der Ausrichtung der Gleistragplatten 2 kann eine erneute Ausrichtung, eine Nachkontrolle , ob die I st-Position Pist der Gleistragplatte 2 tatsächlich mit der Soll-Position Psoii übereinstimmt , oder eine Kontroll fahrt mit der Vorrichtung 1 durchgeführt werden . Bei der Kontroll fahrt kann ebenfalls kontrolliert werden, ob die I st-Position PiSt tatsächlich mit der Sol l-Position Psoii übereinstimmt . Es kann auch ein Messprotokoll erstellt werden und automatisch, vorzugsweise in Echtzeit auf eine Proj ektablageplattform übermittelt werden . Damit kann vorzugsweise in Echtzeit der Stand der Arbeiten sowie die Qualität geprüft werden . Anschließend kann der Bereich 27 unterhalb der ausgerichteten Gleistragplat- ten 2 mit Beton (nicht gezeigt ) ausgegossen werden . Nach der Aushärtung des Betons ist die Feste Fahrbahn 24 hergestellt .

Claims

24 Patentansprüche :
1. Vorrichtung (1) , insbesondere Wagen (1') , zum Ausrichten einer Gleistragplatte (2) gegenüber einem Untergrund (10) , aufweisend :
- ein Fahrgestell (3) und
- ein Fahrwerk (4) zum Verfahren des Fahrgestells (3) entlang der Gleistragplatte (2) dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (17) und eine Verstellvorrichtung (18) mit zumindest einer vorzugsweise elektrisch angetriebenen Stelleinheit (19) zum Einstellen zumindest eines Distanzelements (14) an der Gleistragplatte (2) vorgesehen sind, wobei das zumindest eine Distanzelement (14) die Gleistragplatte (2) von einer Oberseite zu einer Unterseite via eines Durchgangsloches durchdringt oder seitlich an der Gleistragplatte (2) mittels eines Halteelements angeordnet ist, wobei die Steuereinheit (17) dazu eingerichtet ist, eine Ist-Position (P±st) der Gleistragplatte (2) von einer Positionsbestimmungseinrichtung (7) zu empfangen und durch Ansteuern der Verstellvorrichtung (18) die Gleistragplatte (2) auf Basis der Ist-Position (Pist) gemäß einer Soll-Position (Psoii) auszurichten.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stelleinheit (19) eine Schraubeinheit (20) zum Ein- und/oder Ausdrehen von Spindeln (15) an der Gleistragplatte (2) oder eine Rasteinheit zum Verrasten von Rastelementen an der Gleistragplatte (2) ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (18) zumindest zwei, insbesondere zumindest vier, Stelleinheiten (19) aufweist, welche vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrgestells (3) angeordnet sind.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (18) zumindest ein Greifelement (23) , vorzugsweise zumindest zwei Greif elemente (23) , zum Greifen der Gleistragplatte (2) oder einer Schiene (5) an der Gleistragplatte (2) aufweist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stelleinheit (19) relativ zu dem Fahrgestell (3) vorzugsweise elektrisch positionierbar ist .
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner eine Positionsbestimmungseinrichtung (7) aufweist und die Positionsbestimmungseinrichtung (7) einen Theodoliten (8) , einen Tachymeter, einen Scanner und/oder eine GNSS-Einheit , insbesondere eine GPS-Einheit, aufweist.
7. Verfahren zum Ausrichten zumindest einer Gleistragplatte (2) gegenüber einem Untergrund (10) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Anordnen des Fahrgestells (3) auf oder an einer Gleistragplatte ( 2 ) ;
- Bestimmen der Ist-Position (P±st) der Gleistragplatte (2) mit Hilfe einer Positionsbestimmungseinrichtung (7) ;
- Bestimmen einer Differenz zwischen der Ist-Position (P±st) und der Soll-Position (Psoii) der Gleis tragplatte (2) ;
- Ausrichten der Gleistragplatte (2) gegenüber dem Untergrund (10) gemäß der Soll-Position (Psoii) auf Basis der Ist-Position (Pist) durch Einstellen zumindest eines Distanzelements (14) an der Gleistragplatte (2) durch die Verstellvorrichtung (18) .
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleistragplatte (2) ausgerichtet wird, indem mehrere Distanzelemente (14) an verschiedenen Positionen an der Gleistragplatte
(2) durch die Verstellvorrichtung (18) eingestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleistragplatte (2) durch Einstellen der Distanzelemente (8) in der Höhe (zist) und/oder in der Neigung (cpist, 9ist) relativ zu dem Untergrund (10) ausgerichtet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Gleistragplatte/n (2) mit der Verstellvorrichtung (18) an mehreren Ausrichtepositionen (21) entlang der einen oder mehreren Gleistragplatte/n (2) durch Einstellen von Distanzelementen (14) ausgerichtet wird, wobei das Fahrgestell (3) mit dem Fahrwerk (4) vorzugsweise elektrisch und insbesondere automatisiert zwischen den Ausrichtepositionen (21) gefahren wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Position (P±st) der Gleistragplatte (2) unter Zuhilfenahme zumindest eines, vorzugsweise mehrerer, Mar- kierungspunktes/e (9) in der Umgebung, insbesondere an einer Gebäude- oder Tunnelwand (41) , bestimmt wird.
12. Verfahren zur Herstellung einer Festen Fahrbahn (24) mit den folgenden Schritten:
- Anordnen zumindest einer Gleistragplatte (2) , vorzugsweise auf einem Betonsockel (25) , insbesondere mit aufgelegter Stahlplatte, und/oder einem Stahlgitter;
- Ausrichten der Gleistragplatte (2) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11;
- Ausgießen eines Bereichs (27) unter der Gleistragplatte (2) mit Beton;
- Aushärten des Betons.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anordnen des Fahrgestells (3) auf der zumindest einen Gleistragplatte (2) zumindest eine Schiene (5) mit der Gleistragplatte (2) insbesondere durch Verschraubung (42) verbunden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Gleistragplatte (2) für ein Distanzelement (14) platziert wird, wobei das Gegenelement (26) vorzugsweise ein Gegengewinde für eine Spindel (15) oder eine Verrastung für ein Rastelement aufweist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aushärten des Betons das zumindest eine Distanzelement (14) entfernt wird.
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