JP2862978B2 - 鉄道線路のレールの削り直しをプログラムする方法及び鉄道線路のレールを削り直すための装置 - Google Patents

鉄道線路のレールの削り直しをプログラムする方法及び鉄道線路のレールを削り直すための装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄道レールの再ならい削りのためのプログ
ラム法に関するものであり、本発明によれば、線路を起
点から連続する区間に分け、その各区間のそれぞれ１本
のレールについて、車輪接触面の波形（起伏）の波長お
よび／あるいは振幅を測定し、また、レール・ヘッドの
横方向の輪郭を測定する。この後、基準輪郭と測定した
横方向の輪郭とを比較し、レールの横方向の輪郭を矯正
するための横方向のレール研削断面積を決定し、また、
レールの縦方向の波形の振幅の関数として、レールの縦
方向の輪郭を矯正するための縦方向のレール研削断面積
を決定する。レールの研削断面積全体を決定し、さら
に、作業速度、各工具のレール研削特性、および総レー
ル研削断面積の関数として、必要最低限の工具通過回数
を決定する。
さらに本発明には、その目的を達成するため、前記の
プログラム法に従ってレールをならい削りする機械が含
まれる。
本発明には、その目的を達成するため、再ならい削り
のプログラム法、鉄道レールの再ならい削りの方法自
体、およびそれを実行する鉄道車両が含まれる。
鉄道交通量の増加やその速度の上昇（TGV、インター
シティ列車）、および律動的時刻表の導入によって、鉄
道レールが被る応力は著しく増大し、したがってレール
・ヘッドの縦および横方向の輪郭のひずみも非常に大き
くなっている。
時刻表はますます過密になってきており、レールや線
路のメンテナンスの時間間隔は短くなるばかりである。
したがって、この限られた時間を最大限に利用できるよ
う、これらの作業を最適にプログラムする必要がある。
現在、機械の通過回数は経験的に決定しており、主と
して以前の研削作業の比較によって得られた経験に基づ
いている。例えば、ある鉄道網のある線路が一定量摩耗
した場合、通常用いている機械の通過回数は約“X"回で
あることが分かっている。横方向の輪郭がこの通過回数
でも完全にならなければ、さらに“Y"回余分に通過させ
るため、総通過回数は“Ｘ＋Y"回となる。
このような経験的な作業は、再ならい削りレールに要
求される品質や、増加の一途をたどる線路占有時間とい
った要件から、もはや不可能になっている。
鉄道レールのさまざまな再ならい削りやならい削りの
方法、およびこのような作業を行なう装置を備えた鉄道
車両については、例えば特許CH633.336、CH654.047、CH
666.068、CH655.528や、特許出願書CH812/88で知られて
いる。しかし、これらの方法や装置すべてが、使用機械
の種類、線路の占有時間、レールの摩耗状態、および再
ならい削り工具のレール研削能力の関数として、最適の
方法で鉄道レールの再ならい削り作業をプログラム化で
きるわけではない。
本発明の目的は、再ならい削り作業の前に、まさにこ
のようなプログラム化を行ない、後にまたは同時にその
作業を行なう機械の設定パラメータを限定できるように
することにある。
したがって、本発明は以下のことを目的とする。
− 線路の占有時間を最低限にするため、線路のある区
間についての最適機械通過回数を限定する。
− 機械の速度や、機械の前で測定された余分なレール
部分の研削量を決めるさまざまなパラメータを調整する
ことによって、通常の場合、または、矯正作業中に、矯
正作業から独立したプログラム化作業を可能にする。
− レールの縦および横方向の輪郭を測定する装置を備
えた車両と、その測定値を通過した線路の距離との関数
で記憶できる付属部品によって、独立したプログラム化
を可能にする。
− 作業速度および通過回数の計算は、独立の測定用車
両あるいは分離型の装置のどちらで行なっても構わない
が、ほぼ同時に行う即時再ならい削りや後に行なうなら
い削りに用いることができるよう、その結果は常に、曲
線からなる線路の横座標の関数とする。
本発明には、その目的を達成するため、鉄道レール再
ならい削り機の最適プログラム法が含まれるが、その方
法は、線路の少なくとも１本について以下のことを特徴
とする。
1. 線路を長さL0の区間に分ける。
2. 区間L0に沿って、縦の波形の平均振幅“hmoy"を測
定する。
3. 区間L0に沿って、レール・ヘッドの平均輪郭
“Pmoy"を測定する。
4. 測定した平均輪郭と基準輪郭“Ｐｒｆ”を比較
し、レールの横方向の輪郭のひずみを原因とするレール
研削断面積Stranを決定する（Stran＝Ｐｒｆ−
Pmoy）。
5. 区間L0に沿って、レールの縦方向の摩耗を原因とす
るレール研削断面積Slongを決定する（Slong＝f3
hmoy）。
6. レールの総研削断面積Stotを決定する（総断面積S
tot＝Slong＋Stran）。
7. 工具のレール研削能力と作業速度の関数として、工
具通過回数を決定する（P0＝Stot V/C;またはＣ＝Ｆ（P
u）、ここでPu＝出力）。
8. 作業速度および出力（“ＶおよびPu"）に数値を代
入し、最も適した通過回数（P0）を求める。
9. これらの数値（P0、Ｖ、およびPu）を記録する。
添付の図面は、本発明による方法およびそれを実行す
る機械のさまざまな実施例を示したものである。
定められた品質のレール上を一定の出力Puで作業する
特定の工具について、線路上および試験用バンク上で一
連の測定を行ない、前記工具のレール研削能力Ｃを調べ
る。このような試験をさまざまな出力で繰り返すと、Pu
＝ｆ（Ｃ）という特性曲線が得られ、これを記憶してお
くことができる。したがって、第４図に示した通り、こ
の特性曲線から、この工具で希望通りのレール研削能力
“C"dm3/hを得るのに必要な出力Pu Kwを推定することで
きる。
一定の出力Pu Kwで駆動される前記工具が一定の速度V
km/hでレールに沿って移動すると、前記レールから一
定量の金属が研削され、前記レールから一定面積“s"mm
2の小面がなくなる。
１時間作業をすると、工具は小面の長さに相当するV
kmの距離を進み、レールから“C"dm3に等しい量の金属
を研削するが、これは次の関係式によって求められる。
Ｃ＝Ｖ・ｓ［dm3］（第２図参照） ここでそれぞれの変数に単位を付すと、 Ｃ［dm3/h］＝Ｖ［km/h］・ｓ［mm2］ この小面の面積は、工具のレール研削能力とレール上
を移動する速度の関数であるため、ある区間のレールの
再ならい削りに必要な通過回数を定めるには、前記レー
ルの輪郭を再び正しくするため研削する金属の量を定め
ることが必要である。したがって、基準輪郭に合わせる
ため研削するレール部分の総断面積Stotを定める必要が
ある。
この断面積Stotは、次の２つの部分に分けられる。
− 第３図ａの通り、レールの横方向の輪郭を矯正する
のに研削するレール断面積に等しいStran。
− 第３図ｂの通り、レールの縦方向の輪郭を矯正する
のに研削するレール断面積に等しいSlong。この断面積
は、レールに沿ってずっと一定ではなく、波形の頂点に
おけるＳ′Ａ＝Ｓ′Ｃ＝Ｓ′MAXから波形の最下点であ
るＳ′Ｂ＝０までさまざまな値をとる。
これまでの経験によれば、実際の研削断面積S
longは、下記の通り、矯正後の輪郭線“1"と波形の平均
振幅によって決まる。
Slong＝f1・１×f2・hmoy ここでf1およびf2は実験係数である。
レールの輪郭が決まっている場合、この関係式はさら
に次の形に簡略化することができる。
Slong＝f3・hmoy ここでf3は、輪郭と同様、波形も考慮した係数であ
る。
したがってレールの総研削断面積Stotは、横方向およ
び縦方向の断面積の合計になる。
Stot＝Slong＋Stran（第３図ｃ参照） レールの総研削断面積Stotが決まり、工具１個当たり
の研削断面積が分かっていれば、レールの再ならい削り
に必要な工具通過回数P0を次の通り求めることができ
る。
ここでＣ＝Ｖ・ｓ レール１本当たりＮ個の工具を備えた機械の場合、機
械通過回数PMは、以下の通りとなる。
機械通過回数、前進作業速度、および線路の長さが分
かっていれば、機械の作業プログラムと線路の占有時間
を定めることができる。
実行可能な範囲内で研削速度Ｖと研削能力Ｃを変化さ
せ、工具の駆動出力を代入することによって、最も適し
た機械通過回数を整数で求めることができるが、これ
は、鉄道レールの再ならい削りに利用できる時間が減少
の一途をたどっているため、どうしても必要なことであ
る。
以下では、理解しやすいよう第１図のブロック図に沿
って、鉄道レールの再ならい削り作業のプログラム法に
ついて説明する。
線路上を車両が通過した距離、または車両の位置、あ
るいはそのキロメートル地点を、線路のレール２と接触
している測定用車輪によって作動し、前記車両位置を表
わす電気信号を送出するコーダ（符号器）１によって測
定する。
レール２の横方向の輪郭をフィーラ（輪郭検知器）３
によって測定するが、例えばこれは、光フィーラ、超音
波フィーラ、または、第９図や特許EP0.114.284に示さ
れているような機械的フィーラとすることができる。こ
のフィーラは、レール・ヘッドの横方向の輪郭を表わす
電気信号を送出する。
さらに、例えば特許EP 0 044 885で述べられているよ
うな装置の一部であるキャプタ（捕捉器）４によって、
レール２の車輪接触面の縦方向の波形の波長および／あ
るいは振幅を測定する。このキャプタ４は、これら縦方
向の波形の振幅を表わす電気信号を送出する。
これらのキャプタ３、４、およびコーダ１は、レール
２上を走る普通のキャリッジ（往復台）に取付けること
ができる。
レールの横方向の輪郭を調べ、また、縦方向の波形の
振幅を測定するには、サンプリングによって処理するこ
とが望ましい。２つの望ましいサンプル値間の距離を６
で測定し、前記輪郭を表わす信号Ｐと波形の振幅ｈをそ
れぞれ７と８に記憶する。
サンプリングは、例えば0.5mおきといった具合に、あ
らかじめ定めた間隔で定期的に行ない、線路を長さL0の
区間に分け、その各区間について再ならい削り特性をプ
ログラムし、その後で再ならい削りを実行する。この基
準長L0は、９に記憶する。
線路の各区間Σｘ＝L0が終るごとに、12において距離
L0についての平均輪郭Ｐ、すなわちetの計算が、ま
た、11において区間L0についての平均振幅ｈ、すなわち
の計算が10によって開始されるようにする。
平均輪郭は、基準長L0について測定したすべての輪
郭Ｐの平均によって次の通り求められる。
また、この平均値から最もかけ離れた輪郭２つを除外
し、前記平均値に誤差が含まれないようにすることがで
きる。
線路の各区間L0ごとの平均輪郭Ｐは、例えば行列（マ
トリックス）の形で12に記憶し、さらに、あらかじめ決
定し、13bに行列の形で記憶してある基準輪郭と13にお
いて比較する。この前以て定める基準輪郭は、13bに記
憶されたいくつかの基準輪郭候補の中から選択する。こ
の基準輪郭Ｐｒｆは、区間L0すべてについて同じで
も、また、各区間ごとに、あるいはこれらの区間L0の少
なくともいくつかについて別々であっても構わない。
基準輪郭と各区間L0の平均輪郭moyとの比較、およ
びレール研削断面積の計算は、既知の方法に従い、直交
座標あるいは極座標上で、または行列の形で行なう。S
tran＝Pmoy−Ｐｒｆの値は、14に記憶する。
レールの区画L0についての縦方向の波形の平均振幅
は、選択した測定装置やユーザーの習慣に応じて、前記
区間について測定したｈの絶対値の相加平均または相乗
平均とすることができる。
これよりさらに正確なプログラム法を希望する場合に
は、長い波形（例:30cmから3m）から短い波形（例:3cm
から30cm）を区別し、レールの区間L0の車輪接触面の波
長0Cおよび0Lそれぞれについて平均値を計算することが
できる。
適切な方法によって計算した区間L0についての平均振
幅は11に記憶し、レール研削断面積Slongを計算する
場合に用いる。
縦方向のレール研削断面積は、15において次の通り計
算する。
Slong＝f3・ 総レール研削断面積は、16において次の通り計算し、 Stot＝Stran＋Slong 主表示／記憶装置17に表示し、記憶する。
線路の矯正に用いる機械の種類が分かっており、ま
た、その特性が18に記憶されているため、19において再
ならい削り作業の最大速度Vmaxと最低速度Vminを選択す
ることができる。20には、再ならい削りに使用する機械
の工具の特性、すなわち、第４図に示したようにレール
研削能力の関数である必要出力を記憶する。
再ならい削りに使用する機械がレール１本当たり備え
ている工具の数を21に記憶し、また、その工具数Ｎを17
に表示し、記憶する。
総レール研削断面積と使用機械の特性が分かれば、次
の目的は、機械通過回数を必要最小限にするための最適
作業速度と工具出力を求めることである。
第１段階として、最大速度Vmaxと、最大レール研削能
力Cmaxよりやや低い、工具１個当たりのレール研削能力
C1を用いて、以下の通り機械通過回数を計算する。
最大機械通過回数PMmaxが整数でない場合、その値は
次の２つの部分から構成される。
通過回数の整数部分IP 通過回数の分数部分EP この場合には第２段階へ進み、最大速度を代入して第
１段階で計算した最大機械通過回数の整数部分と等しい
整数の機械通過回数が得られるよう、２回目の計算を次
の通り行ない、別の機械作業速度を定める。
次に、得られた作業速度Ｖが、所定の機械の最低作業
速度Vminより高いか、あるいは等しいことを確認する。
Ｖ≧Vminの場合には、作業速度Ｖで再ならい削りを実
行する。
しかし、Ｖ＜Vminの場合には、使用機械の工具の特性
の関数である工具のレール研削能力を増大させる必要が
ある（第４図参照）。新しいレール研削能力は以下の通
りとなる。
ここでC2≦CmaxかつC2＞C1 これと第４図の曲線によって、前記レール研削能力C2
についての必要出力が決まる。
したがって以下の各数値が定まる。
− 機械通過回数 PM − 作業速度 V km/h − レール研削能力 C dm3/h − 各工具の出力 Pu...KW これらの順次性および再帰性の計算は22で行ない、ま
た、作業速度Ｖ、機械通過回数PM、および各工具の出力
Puは17に表示し、記憶する。
自明の通り、機械通過回数は変形が最も著しいレール
によって決まるが、他のレールについては工具の出力を
低下させることができる。
以下に数値の実例を挙げ、本プログラム法による最適
機械通過回数の求め方について詳しく説明する。
実例 データ:Vmin＝5km、Vmax＝6km Ｎ＝８モータ／レール１本 Stot＝33.6mm2 曲線Pu＝ｆ（Ｃ）、第４図参照 C1＝9dm3/h（Pu＝14kwの場合） Vmax＝6kmを代入する第１の計算は以下の通りであ
る。
この機械通過回数は整数でないため、作業を２回の機
械通過回数で完了するには、作業速度を落とさなければ
ならない。したがって、 これだと作業速度が希望する最低作業速度より低くなる
ため、レール研削能力を高めなければならない。したが
って、 第４図によれば、 Pu＝ｆ（Ｃ）２、 ここでＣ＝10.5→Pu＝16.5kw これで次の各数値が得られる。
総レール研削断面積 Stot＝33.6mm2 機械通過回数 PM＝２ 作業速度 Ｖ＝5km/h（＝Vmin） 各工具の出力 Pu＝16.5KW レール研削能力 Ｃ＝10.5dm3/h 表示装置17に記憶したこれらのデータから、所定の線
路の再ならい削りのプログラム化に必要な特性について
以下のような記録を作成することができる。
ここでは以下のことに注目する。
− 再ならい削りのプログラム化に必要なのは、第１、
２、３、６、10、および12欄の数値だけであるが、他の
数値も有用である。
− これは、レール１本当たり８個、合計16個の工具を
備えた機械についてのプログラムである。
− 工具の数は、レール１本当たり１個以上であるかぎ
り、いくつであってもプログラム可能である。
− hmoyは特定していない。0Cについてと0Lについての
２つの数値が計算でき、また、印刷できる。したがっ
て、この表には0Cと0Lの２つの数値が挿入可能であ
る。
第５図は、研削キャリッジ（研削台）24を備えた自動
推進式車両23によって構成された鉄道レール矯正作業用
機械の側面図である。これらの研削台24は、作業時に鉄
道レール上に位置するフランジ・ローラを備えており、
また、一方では牽引棒25によって、他方では引上げジャ
ッキ26によって車両23に連結されている。これらの引上
げジャッキ26によって、研削台の研削工具を希望通りの
圧力で線路上に位置させることができ、また、ある研削
作業地点から他の地点へ車両23が高速で移動する場合
に、前記研削台を引上げることができる。
各研削台24は、レール１本当たり数個の研削装置を備
えており、さらに、各研削装置は砥石車28を駆動するモ
ータ27を備えている。
これらの装置は、縦方向の波形の長さおよび振幅の関
数として選択する研削モードに応じ、１つ１つを独立
で、またはいくつかを連動させて作業に用いることがで
きる。
第７図に示す通り、各研削装置27、28は、研削台24と
の関係で、縦軸Ｘ−Ｘに沿って移動が可能である。実際
には、モータ27は、小室29を備え、その小室29を通り支
持部30に支えられた棒にピストン29aが固定された二重
効用ジャッキと連結されている。この支持部30は、レー
ル２の縦軸に平行な軸Ｙ−Ｙを中心として移動可能なよ
うに研削台24に連結されている。研削装置の角位置は、
支持部30、およびこの支持部30と研削台24を連結する二
重効用ジャッキ33に固定された角度検知器32によって決
定し、調節する。
このように各研削装置は、レールの縦軸に平行な軸を
中心としてその角度を変えることができ、さらに、この
縦軸に直行する軸に沿ってレール方向に各研削装置を近
付け、レール２に対し砥石車28を所定の力で押し付ける
ことができ、また、各研削装置を前記レールから離すこ
ともできる。
車両23は、さらに、レール２の表面の縦方向の波形を
調べる測定装置４と、レール・ヘッドの横方向の輪郭を
調べる測定装置３を備え、また、それぞれ１本のレール
上を走る測定キャリッジ（測定台）５を備えている。測
定台５は、例えばロッド37によって車両23によって駆動
する。第９図に、レール・ヘッドのさまざまなサイドラ
インを接触によって調べる機械的フィーラ組立品とし
て、レールの横方向の輪郭の測定器を示す（特許CH 651
871参照）。
この機械は、さらに（第10図）、通過距離を調べるキ
ャプタ１、レールの縦方向の波形を調べるキャプタ４、
およびレールの横方向の輪郭を調べるキャプタ３によっ
て送出されるデータや、目的とする基準輪郭とレール２
の縦および横方向の輪郭を同じにするか、あるいは近づ
けるためにレール２をならい削りする再ならい削り装置
27、28の位置と出力を調節するためのデータを処理する
データ処理装置を備えている。
第10図に、再ならい削り装置の測定および調節信号の
処理装置を詳しく示す。この装置は、それぞれキャプタ
１、４、および３と連結された、レール１本につき３個
のアナログ・ディジタル変換器40、41、および42を備え
ており、これらのキャプタによって送出されるアナログ
測定信号をここでディジタル信号に変換し、マイクロプ
ロセッサ43に送出する。
このマイクロプロセッサ43には、さらに、英数字キー
ボード44により手動で、例えば使用する機械の種類、そ
の機械がレール１本当たりに備えている研削装置の数、
および工具を駆動するモータの関数である工具のレール
研削能力についてのデータを入力する。
また、この英数字キーボード44によって、基準輪郭、
基準区画の長さL0、サンプリング間隔Ｘ、および起点と
なるキロメートル地点P.K.を決定するデータを入力す
る。
マイクロプロセッサ43には、１対のレールを研削する
各ならい削り装置について上記に挙げたデータが供給さ
れるが、このマイクロプロセッサ43は、そのデータの関
数として、位置のディジタル調節信号P0、出力調節信号
Pu、および車両作業速度の調節信号Ｖを決定する。
これらのディジタル信号P0およびPuは、ディジタル・
アナログ変換器47および48によってアナログ調節信号に
変換され、各再ならい削り装置27、28に送られる。ディ
ジタル・アナログ変換器60は、作業速度のディジタル調
節信号Ｖをアナログ調節信号に変換する。
第10図に、鉄道レール２の第１再ならい削り装置のフ
ィードバック・ループを示す。
アナログ信号P01は、コンパレータ（比較測定器）49
で、レールの縦軸に平行な軸Ｙ−Ｙを中心とする支持部
30の角位置、したがって研削装置の角位置を示す角度キ
ャプタ40の出力信号と比較される。信号P01と角度キャ
プタ40によって送出された信号が等しくない場合、コン
パレータ49は、油圧系64による圧力で油圧油が供給され
る二重効用ジャッキ33を調節するサーボ弁52を増幅器51
によって調節し、したがって研削装置27、28の角位置を
確定する、正または負の位置補正信号ΔP0を送出する。
アナログ信号Pu1は、コンパレータ53によって、モー
タ27の瞬間出力に比例する信号と比較され、これらの信
号が等しくない場合には、コンパレータ53が、レール２
に対する研削工具28の圧力を加減する二重効用ジャッキ
29、29aを調節するサーボ弁55を増幅器54によって調節
する出力補正信号ΔPuを送出する。
マイクロプロセッサ43からディジタル・アナログ変換
器60を通じて変換されたアナログ速度信号Ｖは、コンパ
レータ61によって、車両23を駆動するモータ62の速度に
比例する信号と比較され、これらの信号が等しくない場
合には、コンパレータ61が、駆動モータ62の電気感知周
波数を増幅器63によって調節する補正信号ΔＦを送出す
る。
したがって、本発明によるプログラム法および再なら
い削り法を実行する機械は、１対のレールのそれぞれ１
本について、横方向の輪郭、通過距離、レールの縦方向
の輪郭、および大小波長についての波形の振幅を測定す
る手段を備えている。
上記の通り再ならい削り作業をプログラムすれば、測
定したレールの横方向の輪郭の関数として、既知の方法
によって研削工具の位置を定めることができ、また、こ
こで述べるような再ならい削り機をそのプログラム・デ
ータによって調節することができる。
以下では、再ならい削り機の調節によって完成したプ
ログラム法の１実施例について説明する。とくにこの場
合には、第11図の通り、レール・ヘッドを長さがそれぞ
れLA、LB、LCの３つの部分Ａ、Ｂ、Ｃに分けている。
図中の斜線部が総研削断面積に当たる。
Stot＝SA＋SB＋SC 第12図は、SA、SB、およびSCの各レール研削断面積の
大きさをレールの摩耗の種類別に示したものである。
第13図は、レール・ヘッドを３つの部分Ａ、Ｂ、Ｃに
分ける場合の再ならい削り機のプログラム化および調節
作業工程図を示したものである。
説明を簡単にするため、第１図との関連ですでに説明
してある構成要素や作業工程については第１図と同じ参
照番号を付し、ここで再び説明はしない。
70において、レール２のヘッドの表面をプログラマー
の決定によって、３つの等しい長さか、または異なる長
さの部分Ａ、Ｂ、Ｃに分割する。この分割は、16の総レ
ール研削断面積についてのデータと、71に例えば行列の
形で記憶された、基準輪郭を３つの部分に分割するデー
タによって行なわれる。断面積SA、SB、およびSCは17に
表示し、記憶する。
72には、18に表示された機械の種類のための研削装置
の標準角度配置を記憶する。
工具の特性、すなわち20に記憶したレール研削能力の
関数である必要出力、21に記憶した工具数、および70で
選択したレール・ヘッドの３部分の分割法から、73にお
いてこれらの各部分に用いる工具の数を決定する。これ
と、19に記憶した作業速度VminおよびVmaxをもとに、22
において最適作業速度Ｖおよび機械通過回路を決定す
る。算出した作業速度Ｖと決定した機械通過回数PMは17
に表示し、記憶する。
74では、72に記憶した工具の幾何学的配置の中から、
73で決定した各部分ごとの工具数に応じた配置を選択
し、また、75では、74で選択した幾何学的配置と22で最
適化した値の関数として、３つの部分Ａ、Ｂ、Ｃのそれ
ぞれに用いる工具の出力の配分を決定する。出力Puと工
具数Ｎは、Ａ、Ｂ、Ｃの各部分について17に表示し、記
憶する。
したがって、ここまでで、研削作業のプログラム化だ
けでなく、レール再ならい削り機の調節に必要なパラメ
ータを決定する段階まで進んだことになる。
３つのポジションをもつセレクタ（切替え器）76を用
い、ポジション１のときには17に記憶したデータを記録
し、再ならい削りのプログラミングや調節のための特性
の記録を確認し、ポジション２のときには記録すると同
時にレール再ならい削り機を調節し、また、ポジション
３のときにはプログラム化や再ならい削りのパラメータ
を記録せず、再ならい削り機を直接調節できるようにす
る。
自明の通り、各部分を研削する再ならい削り工具の配
置は、SA、SB、およびSCの値の関数として、また、経験
によって決定する。一方で各部分を研削する工具の配置
を、他方で前記工具１つ１つの出力および／あるいは機
械の移動速度をSA、SB、およびSCの値の関数として決定
するための体系的な試験を行なった後、それぞれの表を
作成する。これら２つの表を74の計算機に記憶する。
別の変更例においては、配置されている再ならい削り
工具と同じ数だけの部分、例えば10個の部分に基準輪郭
を分割することができる。第14図ａは、10個の工具１つ
１つが原則的に研削する部分の断面積を示したものであ
る。
この場合、研削後にはそれぞれが多角形の１つの面と
なる10個の部分１つ１つについて、レール研削量、工具
通過回数、および工具の出力を決定しなければならな
い。
もちろん、再ならい削り作業の最適化の過程で、常に
必要最低限の機械通過回数で再ならい削り作業を達成す
るという基本的な考えに基づき、レール研削量がゼロで
再ならい削り工具が不要な部分の工具を、レール研削断
面積が最大の部分に割り当てても構わない。
理解しやすくするには、通常の輪郭表示を第14図ｂの
ように修正するとよい。基準輪郭を横座標上に展開し、
ΔL1、ΔL2...ΔL10の各成分を横座標上に連続して並べ
る。輪郭の違いは縦座標で示し、正の場合は上方にふく
らみ（余分なレール部分を表わす）、負の場合は下方に
ふくらむ（レールの減損を表わす）。縦座標の大きさ
は、問題部分をよりよく視覚化するため増幅することが
できる。
以下では、第15図に示した実例について説明する。
もっとも負荷が大きい工具は、Ｍ＝1.8である第８面
の工具である。
以下の各値から、 Vmin＝4km/h、Vmax＝6km/h Cmoy＝6dm3/h（11KWのとき） 次の計算が成り立つ。
これだと、ΔＳ＝1.8である第８面には不十分であ
り、また、Ｖ＝4km/h＝Vminの作業速度を減じることは
できないため、1.8に等しいΔＳを得るには出力を増加
させなければならない。
したがって、 ここでＣ＝7.2dm3/h となり、第４図の曲線（Ｃ、ｆ（Pu））を用いてPu＝1
2.5KWが求められる。
作用速度Ｖ＝4km/hは、当然、すべての工具について
共通であるため、第４図から各工具に必要な出力を求め
ることができる。
Ｃ＝Ｖ・Ｓであるため、Ｃと、さらにPu＝ｆ（Ｃ）を
計算し、上記の実例について次の各値が得られる。
したがって、この研削作業については、各値を次の通
り決定することができる。
− 総レール研削断面積 Stot＝12.3 − 再ならい削り速度 Ｖ＝4km/h − 工具の配置（以下の通り） もちろん、これらの値は通常通り各区画ごとに記憶で
きるし、また、場合に応じて再ならい削り機を直接調節
するために用いることもできる。
さらに、ここで説明した方法には、以下のような長所
がある。
ａ） 説明した最適化の方法は、コンピュータで簡単に
プログラムできる。
ｂ） 面の数（引用例では10個）は、工具と同数が望ま
しいが、これは必要条件ではなく、いくつであってもか
まわない。
ｃ） このプログラム法および再ならい削り法は、どの
ような機械についても最適化が可能である。
ｄ） すでに述べた通り、すべての結果は作業のプログ
ラム化のために記録するが、この方法は、再ならい削り
機を直接調節する場合にも非常に便利である。
最後に、基準長“L0"が終るときに、再ならい削りの
ため、位置および出力について別の工具配置が必要であ
る場合には、次の２つの方法があることに注目すべきで
ある。
a. 前の位置から新しい位置へ、すべての工具を同時に
置換する。
b. レールの沿った工具間の間隔および作業速度の関数
として、機械の進行方向側に位置している工具から順に
位置を変え、すべての工具が線路上の同じ時点で新しい
位置となるようにする。全長が長い再ならい削り機の場
合には、工具間の間隔が大きいため、同時に工具の位置
を変えるとならい削りが行なわれない部分が生じるが、
こうすることによってそのような部分が生じないように
する。
上記の説明および実施例では、砥石車のような回転式
工具を用いているが、自明の通り、とくにミリング・カ
ッタ、振動スクレーパ、研削材、ベルトなど、どのよう
な研削工具を用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、レール再ならい削りのプログラム化に必要な
機能のブロック図であり、 第２図は、レール小面のならい削りによって研削される
レール部分の計算法を示した図であり、 第３図ａ、ｂ、およびｃは、レールをならい削りする場
合の横方向のレール研削断面積、縦方向の研削断面積、
および総研削断面積をそれぞれ示した図であり、 第４図は、工具、すなわち砥石車の１時間あたりのレー
ル研削能力を駆動モーター出力の関数として示した図で
あり、 第５図は、再ならい削り車両の側面図であり、 第６−８図は、第５図に示した車両の詳細を示した略図
であり、 第９図は、レールの横方向の輪郭を測定する装置の詳細
を示した略図であり、 第10図は、再ならい削り車両の研削装置を制御する装置
の概略図であり、 第11図は、本発明による方法の変更例で、レール・ヘッ
ドを３つの部分に分ける方法について示した略図であ
り、 第12図は、SA、SB、SCに分けられた各レール表面のレー
ル研削断面積を、摩耗レールの輪郭の種類別に示した図
であり、 第13図は、レール・ヘッドを３つの部分に分ける変更例
における作業工程図であり、 第14a、ｂ、および第15図は、レールの横方向の輪郭を
利用可能な再ならい削り工具と同じ数だけの部分に分
け、その各部ごとに実際の輪郭と基準輪郭の差をレール
研削断面積Δとして示した図である。

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】線路が起点から連続する区間に分割されそ
    してこれら区間の各々に関して以下の作業をレールの各
    条について実行する、鉄道線路のレールの削り直しをプ
    ログラムする方法において、 a.レールの転動面の長手方向のうねりの振幅を測定し、 b.レールのヘッドの横方向の輪郭を測定し、 c.基準輪郭を測定された横方向輪郭と比較しかつレール
    の横方向輪郭を補正するために除去されるべき横方向金
    属部分を決定し、 d.レールの長手方向のうねりの振幅の結果としてレール
    の長手方向輪郭を補正するために除去されるべき長手方
    向金属部分を決定し、 e.作業ｃおよびｄの結果として除去されるべき合計金属
    部分を決定し、 f.削り直し機械の作業速度、前記削り直し機械が有する
    各工具の金属除去特性、および除去されるべき合計金属
    部分から、工具の必要最低限の通過回数を決定し、 g.かくしてプログラムされた削り直し機械を有するよう
    に先行の工程から集められたデータを選択された削り直
    し機械に導入する作業を実行することを特徴とする鉄道
    線路のレールの削り直しをプログラムする方法。
  2. 【請求項２】線路の削り直しに使用される削り直し機械
    の型が定義され、最大および最小作業速度が決められ、
    工具の金属除去特性が定義され、レールの各条について
    の工具数が決定され、削り直し機械の作業速度および／
    または工具の金属除去能力を変更して前記削り直し機械
    の総通過数を決定することを特徴とする請求項１に記載
    の方法。
  3. 【請求項３】作業速度および必要な通過回数が記憶また
    は記録されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】さらに、削り直されるべきレールのヘッド
    を幾つかの平行な細長い片に分割し、 前記細長い片の各々に関して除去されるべき合計金属部
    分を個々に決定し、 細長い片に関して必要な工具の通過回数を個々に決定
    し、 除去されるべき金属部分の結果から決定された工具数を
    各細長い片に割り当て、 作業速度、各細長い片についての工具数、および工具の
    金属除去特性の関数として各工具の動力を最適化するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】さらに、除去されるべき合計金属部分およ
    びレール上のその再区分の結果として、標準位置工具形
    状を選択することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】さらに、少なくとも一つのパラメータによ
    って、鉄道線路のレールの削り直し機械を直接制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】異なる工具形状が先行の区間に関してより
    線路のある区間について必要であるとき、工具を同時
    に、またはレールに沿うそれらの間隔の結果としてその
    後に配置することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】鉄道線路のレールを削り直すための装置に
    おいて、レールの各条について、 a.レールの転動面の長手方向のうねりの振幅を測定する
    手段、 b.レールのヘッドの横方向の輪郭を測定する手段、 c.基準輪郭を測定された横方向輪郭と比較する手段およ
    びレールの横方向輪郭を補正するために除去されるべき
    横方向金属部分を決定するための手段、 d.レールの長手方向のうねりの振幅の結果としてレール
    の長手方向輪郭を補正するために除去されるべき長手方
    向金属部分を決定する手段、 e.上記ｃおよびｄの結果として除去されるべき合計金属
    部分を決定するための手段、および f.削り直し機械の作業速度、前記削り直し機械が有する
    各工具の金属除去特性、および除去されるべき合計金属
    部分から、工具の必要最低限の通過回数を決定する手段
    からなることを特徴とする鉄道線路のレールを削り直す
    ための装置。
  9. 【請求項９】線路の削り直しに使用される削り直し機械
    の型、最大および最小作業速度、工具の金属除去特性を
    記憶するための手段、および レールの各条についての工具数、前記削り直し機械の作
    業速度、および／または工具の金属除去能力を変更して
    削り直し機械の総通過数を決定する計算手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】除去されるべき合計金属部分およびレー
    ル上のその再区分の結果として、記憶手段に記憶された
    形状の中で標準工具形状を選択する選択手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】さらに、記憶または計算された少なくと
    も一つのパラメータによって鉄道線路のレールの削り直
    し機械を直接制御するための手段を有することを特徴と
    する請求項10に記載の装置。
  12. 【請求項１２】線路に対して機械の位置を決定する手段
    を備えたことを特徴とする請求項８に記載の装置。
  13. 【請求項１３】工具の位置決め手段および除去されるべ
    き合計金属部分およびサイドライン上のその再区分の結
    果としてレールのサイドライン上へのその動力の設定手
    段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の装置。
  14. 【請求項１４】レールに沿うそれらの間隔の結果とし
    て、同時にまたは順番に、レールのまわりの工具の傾斜
    を変更するための手段を備えたことを特徴とする請求項
    ８に記載の装置。
  15. 【請求項１５】線路が起点から連続する区間に分割され
    そしてこれら区間の各々に関して以下の作業をレールの
    各条について実行する、鉄道線路のレールを削り直しす
    ための方法において、 a.レールの転動面の長手方向のうねりの振幅を測定し、 b.レールのヘッドの横方向の輪郭を測定し、 c.基準輪郭を測定された横方向輪郭と比較しかつレール
    の横方向輪郭を補正するために除去されるべき横方向金
    属部分を決定し、 d.レールの長手方向のうねりの振幅の結果としてレール
    の長手方向輪郭を補正するために除去されるべき長手方
    向金属部分を決定し、 e.作業ｃおよびｄの結果として除去されるべき合計金属
    部分を決定し、 f.削り直し機械の作業速度、前記削り直し機械が有する
    各工具の金属除去特性、および前記除去されるべき合計
    金属部分から、工具の必要最低限の通過回数を決定し、 g.かくしてプログラムされた削り直し機械を有するよう
    に先行の工程から集められたデータを選択された削り直
    し機械に導入し、 h.かくしてプログラムされた削り直し機械を使用して鉄
    道線路のレールを削り直す作業を実行することを特徴と
    する鉄道線路のレールを削り直すための方法。
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