JP2023532795A - 軌道のバラスト道床を締め固めるための機械および方法 - Google Patents

Abstract

軌条台車（３）上に支持される機械フレーム（２）と、高さ調節可能であるように機械フレーム（２）に接続された安定化アセンブリ（１０）とを備えた、軌道（４）のバラスト道床（９）を締め固めるための機械（１）であって、安定化アセンブリ（１０）は、振動駆動装置（１６）と、軌道（４）のレール（６）上を走行可能なフランジ付きローラ（１８）を備えた軸（１７）であって、フランジ付きローラ（１８）同士の間の、機械長手方向（１１）に対して垂直に延在する相互の間隔を、拡開駆動装置（１９）によって変化させることができる、軸（１７）と、クランプ駆動装置（２３）によってレール（６）に当接可能なローラトング（２１）とを備えており、拡開駆動装置（１９）および／またはクランプ駆動装置（２３）は、レール（６）に所定の可変の水平の負荷力（ＦＢ）を印加するように構成されており、可変の負荷力（ＦＢ）によって引き起こされたレール頭部の振れ（ΔｓＬ／Ｒ）および／または軌間幅の変化（ｓ１，ｓ２，Δｓ１，Δｓ２）を検出するための測定装置（２０）が配置されている、機械（１）。このようにして、安定化アセンブリ（１０）により、軌きょう（５）自体が安定しているかどうかを確認することが可能となる。

Description

本発明は、軌条台車上に支持される機械フレームと、高さ調節可能であるように機械フレームに接続された安定化アセンブリとを備えた、軌道のバラスト道床を締め固めるための機械であって、安定化アセンブリは、振動駆動装置と、軌道のレール上を走行可能なフランジ付きローラを備えた軸であって、フランジ付きローラ同士の間の、機械長手方向に対して垂直に延在する相互の間隔を、拡開駆動装置によって変化させることができる、軸と、クランプ駆動装置によってレールに当接可能なローラトングとを備えている、機械に関する。本発明はさらに、機械を動作させるための方法にも関する。

所定の軌道位置を生成または復元するために、バラスト道床を備えた軌道が、突き固め機械によって処理される。具体的には、枕木と、レール締結装置によって枕木上に取り付けられたレールとからなる、バラスト道床に支持された軌きょうの位置修正が実施される。修正プロセス時、突き固め機械は、軌道を走行して、持ち上げ／位置合わせアセンブリによって軌きょうを過剰修正された目標位置まで持ち上げる。新しい軌道位置の固定は、突き固めアセンブリによって軌道を突き固めすることによって実施される。バラスト道床の十分で、とりわけ均一な耐荷重能力は、鉄道運行における軌道位置の安定性にとって不可欠な前提条件である。

したがって、通常、突き固めプロセスの後に、軌道を安定させるための機械が使用される。いわゆるダイナミック・トラック・スタビライザ（ＤＴＳ）によって、軌道は、静的な負荷が加えられて局所的に振動させられる。振動によって粒子は、粒子構造内で移動可能となって変位可能になり、より高密度に蓄積されるようになる。このようにして達成されたバラストの締め固めは、軌道の耐荷重能力を高め、運行に起因する軌道の沈下を未然に防ぐ。横変位抵抗の増加も、締め固めと密接に関連している。

欧州特許出願公開第０６１６０７７号明細書は、２つの軌条台車の間に配置された安定化アセンブリを備えた対応する機械を開示している。安定化アセンブリはフランジ付きローラを備えており、このフランジ付きローラは、軌道上を走行可能であり、振動駆動装置によって生成された振動を軌道に伝達する。安定化プロセスの間、１つの共通の軸上に配置された複数のフランジ付きローラは、軌道の遊びを回避するために拡開駆動装置によってレール頭部の内側エッジに押し付けられる。

本発明の基礎となる課題は、安定化プロセスの間に軌道の弱点箇所が認識されるという点で、冒頭に述べた形式の機械を改善することである。本発明の課題はさらに、対応する方法を提示することである。

本発明によれば、上記の課題は、請求項１および８記載の特徴によって解決される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態を提示する。

拡開駆動装置および／またはクランプ駆動装置は、レールに所定の可変の水平の負荷力を印加するように構成されており、可変の負荷力によって引き起こされたレール頭部の振れおよび／または軌間幅の変化を検出するための測定装置が配置されている。この装置を作動させると、機械長手方向を横断する方向で、所定の推移を有する機械的な拡開力がレールに印加され、生じた変化したレール頭部の振れまたは軌間幅が測定される。このようにして、安定化アセンブリにより、軌きょう自体が安定しているか否かを確認することが可能となる。この測定は、安定化アセンブリによる保守措置の一環として実施されるので、この検査のために別途の軌道閉鎖は必要ない。

本発明による配置構成によれば、それぞれのレールは、レール頭部においてフランジ付きローラとローラトングとの間でクランプされる。ローラトングによってレールに作用するクランプ力は、拡開力に合わせて調整されている。拡開力とクランプ力とが合計で、変化した負荷力になり、この変化した負荷力が、振動駆動装置の動的な衝撃力に対して追加的にそれぞれのレールに作用する。具体的には、この負荷力の変化は、変化した拡開力および／または変化したクランプ力によって達成される。負荷力の変化によって引き起こされる軌間幅の変化は、その後、それぞれのレール締結装置の状態に関する情報を提供する。

無傷の軌きょうと比較して、損傷したレール締結装置、または不十分に固定されたレール締結装置は、水平の負荷が変化すると、軌間幅がより大きく変化する。したがって、検出された軌間幅の変化を、レール締結装置の状態のための特性量として使用することができる。レール締結装置の緩みは、例えば誤った処理の結果としての過剰な応力または破壊によって発生する。木製の枕木は、バクテリア被害および天候関連の影響によって経年劣化し、これによってレールの締結装置が緩んでしまう可能性がある。この場合、通常、目視の検査では不十分である。

さらに、安全性関連の限界をまだ上回っていないが故に、欠陥のあるレールの締結装置を有する軌道箇所を、従来の上部構造測定車によって発見できないことがよくある。本発明の場合には、安定化アセンブリの動的な衝撃力により、以前に損傷したレール締結装置がそのようなものとして認識される。とりわけ、レール締結装置のコンポーネントにおける既存の材料亀裂がエスカレートされ、これによって即時の認識が可能になる。このシナジー効果は、軌きょうの安定性を検査するために本発明による安定化アセンブリを使用することから直接的に得られる。公知のシステム（Gauge Restraint Measuring System：ＧＲＭＳ）は、静的な横力による、軌道に沿って延在する拡開軸の結果として変化した軌間幅を測定するだけである。この場合には、以前に損傷したレール締結装置の認識を引き起こす動的なコンポーネントが欠如している。

本発明の有利な実施形態では、拡開駆動装置およびクランプ駆動装置を制御するための制御装置内に、周期的に変化させられる負荷力を引き起こす制御信号が格納されている。負荷力の周期的な変化は、振動駆動装置の振動周波数よりも格段に低い周波数で実施される。慣例的に、安定化アセンブリは、３０Ｈｚ～３５Ｈｚの間の振動周波数で動作する。可変の負荷力の周期期間は、これに対して約１秒であるので、この１Ｈｚの周波数は、振動周波数を格段に下回っている。このようにして、負荷力によって引き起こされるレール頭部の振れに対する振動の阻害的な影響が回避される。測定された振れ値または軌間幅の変化を、負荷力の周期的な低周波数の推移に一義的に対応付けることができる。

有利には、測定装置は、フランジ付きローラの軸に結合されている。これにより、軌間幅の測定は、レールに作用する拡開力の力軸において直接的に実施され、これにより、拡開力と軌間幅との間の直接的な関係が検出される。

本発明の発展形態では、測定装置は評価装置に結合されており、評価装置は、検出されたレール頭部の振れおよび／または軌間幅の変化に基づいてレール締結装置を評価するように構成されている。評価装置は、それぞれのレール締結装置の状態の自動化された評価を可能にする。

評価装置が、１つの測定箇所において検出された、変化した負荷値の推移に依存しているレール頭部の振れおよび／または軌間幅値を評価するように構成されており、これにより、測定箇所の領域に位置付けられたレール締結装置の状態を評価すると有利である。このようにして、力－変位線図の値のペアが検出および比較され、ここからそれぞれのレール締結装置の状態量が導出される。

さらなる改善形態によれば、レール頭部の振れおよび／または軌間幅の変化を、位置に関連付けて検出するための位置特定ユニットが配置されている。このようにして達成された位置参照は、測定結果と、走行中の軌道におけるそれぞれのレール締結装置の位置との間の比較を容易にする。位置に関連付けて検出することは、文書化する目的のためにも有利である。

本機械の発展形態では、２つの安定化アセンブリが相前後して配置されており、それぞれの安定化アセンブリは、それぞれの水平の負荷力によって引き起こされたレール頭部の振れおよび／または軌間幅の変化を検出するための測定装置を備えている。この配置構成によれば、機械を連続的に前進させながら、同一の箇所においてそれぞれ異なる負荷力による測定を実施することができる。まず始めに、前側の安定化アセンブリが第１の負荷力によって測定する。後側の安定化アセンブリが同一の測定箇所に到達するとすぐに、第２の負荷力による第２の測定が実施される。

本発明による方法では、まず始めに、フランジ付きローラを備えた安定化アセンブリを、軌道のレール上に降下させる。次のステップでは、拡開駆動装置および／またはクランプ駆動装置によって、レールに所定の可変の水平の負荷力が印加され、負荷力によって引き起こされたレール頭部の振れおよび／または軌間幅の変化が、測定装置によって検出され、ここからレール締結装置の状態が推測される。安定化アセンブリのこの追加的な利用は、低コストに結びついている。いずれにせよ実施されるべき締め固めプロセスは、レール締結装置の状態検査に関連付けられる。

本方法の有利な実施形態では、水平の負荷力を、制御装置によって、振動駆動装置の振動周波数よりも低い周波数で周期的に変化させる。拡開駆動装置および／またはクランプ駆動装置の低周波数（例えば、１Ｈｚ）の周期的な制御信号は、いわば振動駆動装置の振動推移へと変調される。周期的に変化させる負荷力は、フランジ付きローラの拡開力と、外側からレールに当接するローラトングのクランプ力とから結果的に生じる。この変化した負荷力は、振動駆動によって引き起こされた、レールに作用する衝撃力に重畳される。これは、とりわけ単一の安定化アセンブリを動作させる場合には有用である。

本方法のさらなる変形例では、安定化アセンブリによって、レールに第１の水平の負荷力が印加され、さらなる安定化アセンブリによって追加的に、レールに第２の水平の負荷力が印加される。本方法では、両方の安定化アセンブリを利用して、それぞれの負荷力に依存している軌間幅が測定される。複数の異なる水平の負荷力を規定することにより、レールの締結装置の状態にとって説得力のある軌間幅の変化を検出することが可能となる。

本方法の発展形態では、機械は、軌道に沿って連続的に移動する。それぞれのレール締結装置の領域にあるレールに、通過走行時に複数の異なる拡開力が印加されて、軌間幅に対する影響が測定される。

自動化された評価のためには、変化させた負荷力に依存している軌間幅の変化が、評価装置によって検出および評価されると有用である。例えば、評価装置において、軌間幅の変化を所定の限界値と比較するアルゴリズムが構成されている。

本プロセスの発展形態では、１つの測定箇所において検出された、複数の異なる負荷値に依存しているレール頭部の振れの値および／または軌間幅値が、評価装置によって一緒に評価される。それぞれのレール締結装置の状態を推定するために、力－変位線図の値のペアが互いに関連付けられる。

さらなる改善形態によれば、レール頭部の振れおよび／または軌間幅の変化を位置に関連付けて検出するために、位置特定ユニットによって測定装置の位置特定が実施される。これによって達成された結果の位置関連性により、それぞれのレール締結装置への後からの簡単な対応付けが可能となる。

それぞれのレール締結装置の状態を評価するための評価データが、位置に関連付けられて保存されると有用である。保存されたデータは、その後、実施された軌道検査を文書化するために使用される。

以下では本発明について、添付の図面を参照しながら例示的に説明する。

軌道上に２つの安定化アセンブリを備えた機械の側面図である。 安定化アセンブリおよび軌道の断面図である。 衝撃力および負荷力の時間的な推移を示す図である。 レールプロファイルを示す図である。 図４に関する線図である。 図２の詳細図である。 時間にわたる力推移を示す図である。 力－変位線図である。 安定化アセンブリの上面図である。

図１に示されている機械１は、軌条台車３上で軌道４上を走行可能な機械フレーム２を備えた、いわゆるダイナミック・トラック・スタビライザ（ＤＴＳ）である。軌道４は軌きょう５を含み、軌きょう５は、レール６と、レール締結装置７と、枕木８とからなり、バラスト道床９に支持されている。機械１は、通常、突き固めプロセスの後、軌きょう５の沈下を未然に防ぐために使用される。本発明は、図示されていない組み合わせ型の突き固め・安定化機械、または安定化アセンブリ１０が装備されたその他の軌道建設機械にも関する。

図示の機械１の機械フレーム２には、機械長手方向１１に相前後して２つの安定化アセンブリ１０が取り付けられている。機械１は、走行駆動装置１２と、軌道位置を検出するための測定システム１３と、操作員のためのキャビン１４とをさらに備えている。高さ調節駆動装置１５によって、それぞれの安定化アセンブリ１０を非動作位置からレール６上に降下させることができる。

それぞれの安定化アセンブリ１０は、振動駆動装置１６を有している。振動の生成は、通常、不均衡質量の回転によって実施される。さらに、それぞれの安定化アセンブリ１０は、フランジ付きローラ１８を有する軸１７を有しており、この軸１７は、機械長手方向１１を横断する方向に方向決めされている。動作位置において、安定化アセンブリ１０は、これらのフランジ付きローラ１８によってレール６上を走行することができる。軸１７には拡開駆動装置１９が配置されており、フランジ付きローラ１８同士の間の相互の間隔を、この拡開駆動装置１９によって変化させることができる。図２は、左側および右側のフランジ付きローラ１８と、拡開駆動装置１９とを備えた軸１７を示している。

本発明によれば、拡開駆動装置１９は、レール６に所定の拡開力Ｆ_Ｓを印加するように構成されている。したがって、拡開駆動装置１９は、フランジ付きローラ１８をそれぞれのレール頭部の内側に遊びなく押し付けるためだけに使用されるのではない。むしろ、その後、測定された軌間幅ｓまたは軌間幅差Δｓに関連して設定される具体的な量を用いて、拡開力Ｆ_Ｓが規定される。それぞれのレール６には、所定の拡開力Ｆ_Ｓが内側から印加される。

軌間幅ｓまたは軌間幅差Δｓは、測定装置２０によって測定される。測定装置２０は、例えば軸１７に結合された電気機械式の変位センサを備えている。軸方向に変位可能に支持され、かつ左側のフランジ付きローラ１８に接続されているシャフト区分に、センサの第１のコンポーネントが接続されている。センサの第２のコンポーネントは、右側のフランジ付きローラ１８の、変位可能に支持されているシャフト区分に接続されている。拡開駆動装置１９によってこれらのシャフト区分が互いに移動されると、センサのコンポーネント同士も互いに変位し、これによって変位距離が測定される。フランジ付きローラ１８がレール頭部に当接している場合には、この変位距離は、軌間幅差Δｓに相当する。

図２に示されている安定化アセンブリ１０は、クランプローラ２２を備えたローラトング２１を含み、このクランプローラ２２を、外側からそれぞれのレール頭部に当接させることができる。左側のクランプローラ２２は、クランプ位置にある。右側のクランプローラ２２は、解放位置に示されている。この位置は、安定化アセンブリ１０の動作中にも、障害物（例えば、繋ぎ合わされたレール継目）を回避するために利用される。

クランプ位置では、クランプ駆動装置２３は、クランプローラ２２を介してレール６に、拡開力Ｆ_Ｓに対抗する所定のクランプ力Ｆ_Ｋを加える。クランプ駆動装置２３と拡開駆動装置１９とは、それぞれのレール６に所望の水平の負荷力Ｆ_Ｂが作用するように、制御装置２４によって互いに調整されている。

本発明の有利な実施形態では、負荷力Ｆ_Ｂを、図３に示されているように制御装置２４によって周期的に変化させる。例えば、負荷力Ｆ_Ｂの変化は、円関数に追従する。負荷推移に追従する、軌間幅の変化の推移が評価される。拡開駆動装置１９および／またはクランプ駆動装置２３の低周波数（例えば、１Ｈｚ）の周期的な制御信号は、いわば振動駆動装置の振動推移へと変調される。安定化アセンブリ１０の前進速度が約２～２．５ｋｍ／ｈであって、かつ通常の枕木間隔である場合、それぞれのレール締結装置７において負荷力Ｆ_Ｂの所望の変化が生じる。

変化させられる負荷力Ｆ_Ｂの周波数は、慣例的に３０Ｈｚ～３５Ｈｚの範囲内に位置する振動周波数よりも格段に低い。この周波数値では、質量慣性を無視することができる。外側および内側に交互に作用する負荷力Ｆ_Ｂも、有用なバリエーションである。レール外側のレール締結装置７と、レール内側のレール締結装置７とは、均等に力を受ける。

図４は、レール６に作用する力およびモーメントを示している。レール６の断面（レールプロファイル）が示されており、このレール６のレール底部は、中間層２５上に支持されている。安定化アセンブリ１０によって、レール頭部に横力Ｙおよび垂直力Ｑが加えられる。負荷侵襲高さｈは、レールプロファイルの寸法によって規定されており、レール底部の下端から走行端（レールの上端から１４ｍｍ下）まで測定される。横力Ｙは、レールにおける（レール底部の平面に対する）曲げモーメントを生じさせ、この曲げモーメントは、長手方向においてねじりモーメントを形成する。

ねじりモーメントは、複数のレール支持点を介して吸収されなければならない。レール支持点では、レール６のねじれに起因してレール底部に対する反力モーメントが発生する。レール頭部は、印加されるモーメントＭ_ｔと反力モーメントＭ_ｒとが同じ大きさになるまで振れる。印加されるモーメントＭ_ｔは横力Ｙに依存しており、すなわち
Ｍ_ｔ＝Ｙ・ｈ
となる。

反力モーメントＭ_ｒ（復元モーメント）は、垂直力Ｑと、レール締結装置７の押さえ力Ｆ_Ｓｋｌとから結果的に生じ、レール底部の平面において、レール底部の中心と圧力分布の重心との間の距離ｂは、
Ｍ_ｒ＝（Ｑ＋２・Ｆ_Ｓｋｌ）・ｂ
となる。

力またはモーメントは、レール頭部の振れΔｓ_Ｌ／Ｒと、レール底部の縁部の沈降ａとを引き起こす。レール底部の縁部では、中間層２５において縁部圧縮応力σ_Ｒが発生する。図５には、これらの量の関係が、複数の異なる押さえ力Ｆ_Ｓｋｌ１，Ｆ_Ｓｋｌ２，Ｆ_Ｓｋｌ３に関して示されている。とりわけ、右下の線図では、印加されるモーメントＭ_ｔ ^１が一定である場合、押さえ力Ｆ_Ｓｋｌ１，Ｆ_Ｓｋｌ２，Ｆ_Ｓｋｌ３の減少とともに、レール頭部の振れΔｓ_Ｌ／Ｒ１，Δｓ_Ｌ／Ｒ２，Δｓ_Ｌ／Ｒ３が増加することが見て取れる。印加される一定のモーメントＭ_ｔ ^１は、レールプロファイルが不変である場合、一定の横力Ｙに起因することができる。したがって、線図は、横力Ｙと、レール頭部の振れΔｓ_Ｌ／Ｒまたは軌間幅の変化と、押さえ力Ｆ_Ｓｋｌとの間の関係を示しており、後者の押さえ力Ｆ_Ｓｋｌは、レール締結装置７の状態を表している。

安定化アセンブリ１０およびレール６に作用する力について、図６および図７を参照しながら詳細に説明する。軌道安定化の間、負荷力Ｆ_Ｂと、振動駆動装置１６の衝撃力Ｆ_Ｖとが重畳される。それぞれのレール６には、結果的に生じる水平の横力Ｙ_Ｌ，Ｙ_Ｒが作用する。所定の力Ｆ_Ｋ，Ｆ_Ｓと、検出されたレール頭部の振れΔｓ_Ｌまたは軌間幅差とが、評価装置２６に供給されている。評価装置２６において、それぞれのレール締結装置７の状態を評価するためのアルゴリズムが構成されている。結果を送信するために、評価装置２６は例えば無線モジュール２７を備えている。

好適には、評価装置２６には、水平の横力Ｙ_Ｌ，Ｙ_Ｒの目下の負荷侵襲高さｈも供給されている（図４）。走行中の軌道４のレールプロファイルを自動的に認識するためのセンサを機械１が備えていると、負荷侵襲高さｈを特定するために有用である。これに代えて、負荷侵襲高さｈが入力装置を介して入力される。

枕木間隔を特定するために、枕木位置（レール６の支持点）を自動的に検出することも有用である。水平の負荷力Ｆ_Ｂの推移の周波数（図３）は、特定された枕木間隔と、安定化アセンブリ１０の前進速度とに適合される。この適合は、それぞれのレール締結装置７に同一の負荷力Ｆ_Ｂが作用するように実施される。

それぞれのレール６に作用する垂直力Ｑは、有利には周期的な推移によって規定されている。高さ調節駆動装置１５は、変動する力によって安定化アセンブリ１０を機械フレーム２に支持するために周期的な制御信号によって制御される。水平の負荷力Ｆ_Ｂの推移の周波数は、垂直力Ｑの推移に適合されている。このようにして、中間層２５が一緒に押される際の種々の予圧レベルが考慮される。その場合、それぞれのレール締結装置７の傾斜ばね作用（中間層２５のばね定数）を監視することができる。

図６に示されている測定では、それぞれのレール６に印加されている拡開力Ｆ_Ｓは、外側から作用するクランプ力Ｆ_Ｋよりも大きい。したがって、結果的に生じる負荷力Ｆ_Ｂは、外側に向いている。これにより、軌間幅ｓの増加が生じる。ここでは、測定箇所に位置するレール締結装置７に欠陥があるので、軌間幅の変化が許容量を上回っている。具体的な例では、レール底部に当接している保持器の右側の螺合部が締められていない。これにより、レール６は、負荷が加えられた領域で外側にねじれることとなる。

時間ｔにわたる個々の力Ｆの例示的な推移が、図７に示されている。説明のために、３つの時間的な段階Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩにおいて、それぞれ異なる一定の負荷力Ｆ_Ｂ０，Ｆ_Ｂ１，Ｆ_Ｂ２が仮定されている。衝撃力Ｆ_Ｖは両方のレール６に同期して作用するが、その一方で、負荷力Ｆ_Ｂはレール同士を互いに押し離すか、または互いに接近させる。衝撃力Ｆ_Ｖの結果、軌道を横断する方向において、負荷が印加された軌きょう区間の振動が生じる。負荷力Ｆ_Ｂは、軌きょう５の内部で作用する。この結果、レール頭部の振れΔｓ_Ｌ／Ｒまたは軌間幅の変化が生じ、その程度は、レール６の弾性挙動と、レール締結装置７の状態とに依存している。

第１の段階Ｉでは、負荷力Ｆ_Ｂはゼロに等しい。拡開力Ｆ_Ｓとクランプ力Ｆ_Ｋとは同じ大きさであり、したがって、それぞれのレール６は、横力の影響なしに挟持されているだけである。衝撃力Ｆ_Ｖの推移は、細い実線で示されている。第１の段階Ｉでは、衝撃力Ｆ_Ｖの作用は、両方のレール６の間で均等に分配される。したがって、それぞれのレール６に、結果的に生じた横力Ｙ_Ｌ，Ｙ_Ｒとして衝撃力Ｆ_Ｖの半分が作用する。

第２の段階ＩＩでは、変化した拡開力Ｆ_Ｓが規定されており、その結果、それぞれのレール６に作用する第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒが生じる。変化した拡開力Ｆ_Ｓを規定することと同等に、変化したクランプ力Ｆ_Ｋを規定することも可能である。結果的に生じる第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒを規定することも、同等に有用であろう。例えば、拡張力Ｆ_Ｓおよび／またはクランプ力Ｆ_Ｋは、所定の第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒが発生するまで制御ループ内で変化させられる。

図７では、第１の拡開力Ｆ_Ｓ１がクランプ力Ｆ_Ｋよりも大きいので、それぞれの第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒは外側に作用する。具体的には、左側の第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌが、右側の第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｒとは反対方向を向いている。線図では、左側に向いた力が正で示されており、右側に向いた力が負で示されている。さらに、左側のレール６に作用する力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｙ_１Ｌが一点鎖線で示されており、右側のレール６に作用する力Ｆ_Ｂ１Ｒ，Ｙ_１Ｒが破線で示されている。

第３の段階ＩＩＩでは、制御装置２４は、第１の拡開力Ｆ_Ｓ１よりも大きい第２の拡開力Ｆ_Ｓ２を規定する。それぞれのクランプ力Ｆ_Ｋは不変のままであり、したがって、それぞれのレール６に作用する第２の負荷力Ｆ_Ｂ２Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｒも外側に向いている。変化する負荷力Ｆ_Ｂ２Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｒを、対応するクランプ力Ｆ_Ｋを変化させることによって規定することもできる。それぞれ異なる大きさの負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒ，Ｆ_Ｂ２Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｒによって、２つの異なる負荷条件の結果としての軌間幅ｓの変化を検出することが可能となる。

左側のレール６に作用する横力Ｙ_１Ｌ，Ｙ_２Ｌは、衝撃力Ｆ_Ｖの半分と左側の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｌとの合計力である。衝撃力Ｆ_Ｖの半分と、対抗する右側の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｒ，Ｆ_Ｂ２Ｒとの合計力が、横力Ｙ_１Ｒ，Ｙ_２Ｒとして右側のレール６に作用する。両方の横力Ｙ_１Ｌ，Ｙ_１ＲまたはＹ_２Ｌ，Ｙ_２Ｒが合計で、外側に向かって全衝撃力Ｆ_Ｖを生じさせ、負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１ＲまたはＦ_Ｂ２Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｒは、軌きょう５において互いに打ち消し合い、軌間幅ｓを変化させる。

図８は、軌間幅ｓが、拡開力Ｆ_Ｓまたは結果的に生じる負荷力Ｆ_Ｂに依存していることを例示的に示している。図７による第１の段階Ｉでは、拡開力Ｆ_Ｓとクランプ力Ｆ_Ｋとが互いに打ち消し合うので、測定された軌間幅ｓ_０は不変のままである。第２の段階ＩＩでは、第１の増大した拡開力Ｆ_Ｓ１が規定され、そこから、それぞれのレール６に作用する第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒが生じる。生じた新しい軌間幅ｓ_１または第１の軌間幅差Δｓ_１は、測定装置２０によって測定される。第３の段階ＩＩＩでは、ますます増大した第２の拡開力Ｆ_Ｓ２が規定される。結果的に生じる増大した負荷力Ｆ_Ｂ２Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｒに基づいて、軌間幅ｓは、より高い値ｓ_２まで増加し、第２の軌間幅差Δｓ_２が生じる。

第１の軌間幅差Δｓ_１から既に、測定箇所に位置するレール締結装置７の品質についての推論を引き出すことができる。とりわけ、複数の異なる負荷条件下での２つの軌間幅値ｓ_１，ｓ_２の差Δｓ_２は、それぞれのレール締結装置７を評価するための特性量を形成する。負荷の変化に依存している軌間幅の推移の傾きなどの導出される特性量も、説得力のあるものである。

軌間幅の変化を位置に関連付けて検出するために、機械１は、有用には位置特定ユニット２８を備えている。例えば、機械１の屋根にＧＮＳＳモジュールが配置されている。目下の測定箇所の位置を特定するために、ＧＮＳＳモジュールに対する安定化アセンブリ１０または測定装置２０の相対的な位置が一緒に評価される。位置特定ユニット２８を、安定化アセンブリ１０または軌条台車３に直接的に配置することもできる。

本発明の簡単な実施形態では、測定装置２０の測定結果は、キャビン１４内の操作員にリアルタイムで表示される。操作員はこれに即座に反応して、欠陥のあるレール締結装置７を文書化することができる。位置特定ユニット２８によって、測定データまたは評価データを位置に関連付けて保存することができる。このようにして、機械１が走行する軌道４の全区間におけるレール締結装置７の状態が自動的に文書化される。必要に応じて、欠陥のあるレール締結装置７の修理を手配するために、無線モジュール２７を介してセンターに結果が送信される。

レール締結装置７の効率的かつ精確な状態検査のために、機械１は、図１および図９に示されているような２つの相前後して配置された安定化アセンブリ１０を備えている。それぞれの安定化アセンブリ１０は、所定の拡張力Ｆ_Ｓによって動作し、独自の測定装置２０を有している。このために、それぞれの前側の軸１７の拡開駆動装置１９が、対応する制御装置２４によって制御される。例えば、前側の安定化アセンブリ１０に対して、一定の第１の負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒを引き起こす第１の拡開力Ｆ_Ｓ１が規定されている。後側の安定化アセンブリ１０の所定の第２の拡開力Ｆ_Ｓ２は、一定の第２の負荷力Ｆ_Ｂ２Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｒを引き起こす。

２つの測定装置２０によって、それぞれの軌間幅ｓ_１，ｓ_２が位置に関連付けられて測定される。検出された軌間幅値ｓ_１，ｓ_２は、位置に関連付けられた特性値を決定するために評価装置２６に供給される。レール締結装置の状態に関する説得力のある指標は、複数の異なる負荷力Ｆ_Ｂ１Ｌ，Ｆ_Ｂ１Ｒ，Ｆ_Ｂ２Ｌ，Ｆ_Ｂ２Ｒの結果としての軌間幅ｓ_１，ｓ_２の差である。

図８には、無傷のレール締結装置７による測定の結果が破線で示されている。測定された軌間幅ｓ_１，ｓ_２および軌間幅差Δｓ_１，Δｓ_２は、軌きょう５の通常の弾性挙動から結果的に生じたものである。レール締結装置７に欠陥がある状態では、軌間幅ｓ_１’，ｓ_２’および軌間幅差Δｓ_１’，Δｓ_２’に関して、既存の軌間幅ｓ_０から出発して変化した測定値（図８の一点鎖線）が生じる。測定値ｓ_１’，ｓ_２’，Δｓ_１’，Δｓ_２’の相互の比率も、無傷のレール締結装置７による結果とは異なっている。例えば、締結装置７が緩くなっている場合には、拡開力Ｆ_Ｓがわずかに増大するだけで軌間幅ｓが拡大する。

したがって、測定結果は、それぞれのレール締結装置７の状態を評価するために使用される特性量を導出するための有効なデータベースを提供する。最も簡単なケースでは、増大された拡開力Ｆ_Ｓが同じである場合、通常の軌間幅ｓ_０に対する軌間幅差Δｓ_１が評価される。レール締結装置７に欠陥がある場合には、軌間幅差Δｓ_１がより大きいことを確認することができる。

本発明の動的な測定によれば、レール締結装置７の状態検査のためのそれぞれの相応に適合されたダイナミック・トラック・スタビライザを、直接的に現場で利用することが可能となる。本方法は非常に正確であるので、個々の締結装置７の緩みが認識される。レール６の締結手段の状態に関する追加的な情報によって、修理後に軌道４が解放されたときの安全性が高められる。とりわけ、新規敷設された軌道を安定させる際には、レール締結装置７が依然として堅固に締められていなかったということが何度も起こる。したがって、本発明は、新規敷設の処理の際に特に有利である。

Claims (15)

1. 軌条台車（３）上に支持される機械フレーム（２）と、高さ調節可能であるように前記機械フレーム（２）に接続された安定化アセンブリ（１０）とを備えた、軌道（４）のバラスト道床（９）を締め固めるための機械（１）であって、
   前記安定化アセンブリ（１０）は、
   振動駆動装置（１６）と、
   前記軌道（４）のレール（６）上を走行可能なフランジ付きローラ（１８）を備えた軸（１７）であって、前記フランジ付きローラ（１８）同士の間の、機械長手方向（１１）に対して垂直に延在する相互の間隔を、拡開駆動装置（１９）によって変化させることができる、軸（１７）と、
   クランプ駆動装置（２３）によって前記レール（６）に当接可能なローラトング（２１）と、
   を備えている、機械（１）において、
   前記拡開駆動装置（１９）および／または前記クランプ駆動装置（２３）は、前記レール（６）に所定の可変の水平の負荷力（Ｆ_Ｂ）を印加するように構成されており、
   前記可変の負荷力（Ｆ_Ｂ）によって引き起こされたレール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）および／または軌間幅の変化（ｓ_１，ｓ_２，Δｓ_１，Δｓ_２）を検出するための測定装置（２０）が配置されていることを特徴とする、機械（１）。
2. 前記拡開駆動装置（１９）および前記クランプ駆動装置（２３）を制御するための制御装置（２４）内に、周期的に変化する負荷力（Ｆ_Ｂ）を引き起こす制御信号が格納されている、請求項１記載の機械（１）。
3. 前記測定装置（２０）は、前記フランジ付きローラ（１８）の前記軸（１７）に結合されている、請求項１または２記載の機械（１）。
4. 前記測定装置（２０）は評価装置（２６）に結合されており、該評価装置（２６）は、検出された前記レール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）および／または前記軌間幅の変化（ｓ_１，ｓ_２，Δｓ_１，Δｓ_２）に基づいてレール締結装置（７）を評価するように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械（１）。
5. 前記評価装置（２６）は、１つの測定箇所において検出された、変化した負荷値（Ｆ_Ｂ０，Ｆ_Ｂ１，Ｆ_Ｂ２）の推移に依存しているレール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）および／または軌間幅値（ｓ_０，ｓ_１，ｓ_２，ｓ_１’，ｓ_２’）を評価するように構成されており、これにより、前記測定箇所の領域に位置付けられたレール締結装置（７）の状態を評価する、請求項４記載の機械（１）。
6. 前記レール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）および／または前記軌間幅の変化（ｓ_１，ｓ_２，Δｓ_１，Δｓ_２）を、位置に関連付けて検出するための位置特定ユニット（２８）が配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の機械（１）。
7. ２つの安定化アセンブリ（１０）が相前後して配置されており、それぞれの安定化アセンブリ（１０）は、それぞれの水平の負荷力（Ｆ_Ｂ１，Ｆ_Ｂ２）によって引き起こされたレール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）および／または軌間幅の変化（ｓ_１，ｓ_２，Δｓ_１，Δｓ_２）を検出するための測定装置（２０）を備えている、請求項１から６までのいずれか１項記載の機械（１）。
8. 請求項１から７までのいずれか１項記載の機械（１）を動作させるための方法であって、フランジ付きローラ（１８）を備えた安定化アセンブリ（１０）を、軌道（４）のレール（６）上に降下させる、方法において、
   拡開駆動装置（１９）および／またはクランプ駆動装置（２３）によって、前記レール（６）に所定の可変の水平の負荷力（Ｆ_Ｂ）が印加され、
   前記水平の負荷力（Ｆ_Ｂ）によって引き起こされたレール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）および／または軌間幅（ｓ）の変化が、測定装置（２０）によって検出され、ここからレール締結装置（７）の状態が推測されることを特徴とする、方法。
9. 前記水平の負荷力（Ｆ_Ｂ）は、制御装置（２４）によって、振動駆動装置（１６）の振動周波数よりも低い周波数で周期的に変化させられる、請求項８記載の方法。
10. 前記安定化アセンブリ（１０）によって、前記レール（６）に第１の水平の負荷力（Ｆ_Ｂ１）が印加され、さらなる安定化アセンブリ（１０）によって、前記レール（６）に第２の水平の負荷力（Ｆ_Ｂ２）が印加される、請求項８または９記載の方法。
11. 前記機械（１）は、前記軌道（４）に沿って連続的に移動する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 変化させた負荷力（Ｆ_Ｂ）に依存している前記軌間幅（ｓ）の変化が、評価装置（２６）によって検出および評価される、請求項８から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. １つの測定箇所において検出された、複数の異なる負荷値（Ｆ_Ｂ０，Ｆ_Ｂ１，Ｆ_Ｂ２）に依存している前記レール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）の値および／または軌間幅値（ｓ_０，ｓ_１，ｓ_２，ｓ_１’，ｓ_２’）が、前記評価装置（２６）によって一緒に評価される、請求項１２記載の方法。
14. レール頭部の振れ（Δｓ_Ｌ／Ｒ）および／または軌間幅の変化（ｓ_１，ｓ_２，Δｓ_１，Δｓ_２）を位置に関連付けて検出するために、位置特定ユニット（２８）によって前記測定装置（２０）の位置特定が実施される、請求項８から１３までのいずれか１項記載の方法。
15. それぞれのレール締結装置（７）の状態を評価するための評価データが、位置に関連付けられて保存される、請求項１４記載の方法。

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