JP4199853B2 - レーザ基準系を有する軌道作業機械及び軌道位置を復元する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道作業機械であって、第１及び第２のフレーム部分から成っておりかつ台車に支持された機械フレームと、運転方向で見て前側に位置した第１のフレーム部分に関連した軌道の長手方向の傾斜を検出するための長手方向傾斜計とが設けられており、さらに、第２のフレーム部分に配置された作業ユニットの鉛直方向の位置を制御するための、機械に配置されたレーザ基準系が設けられており、該レーザ基準系が、調整装置によって基準面を相対的に調整するために装備されたレーザ発信器と、レーザ受信器によって形成されており、さらに、オドメータと制御装置とが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、バラスト道床リハビリテーションの経過において破壊される軌道位置を復元する方法であって、軌道の長手方向傾斜を、作業方向で進行しながら機械フレームの第１のフレーム部分によって検出し、レーザビームによって形成される基準面を、第２のフレーム部分に配置された作業ユニットの鉛直方向の位置を制御するために使用する方法に関する。
【０００３】
互いに関節連結式に接続された２つのフレーム部分によって形成されたバラストふるい分け機が英国特許第２２６８０２１号明細書より公知である。レーザ基準系は前側のフレーム部分の領域における軌道の長手方向傾斜を検出するために働き、これにより、前記測定の結果第２のフレーム部分に位置した作業ユニットの鉛直方向の位置を制御することができる。このために、レーザ発信器が設けられており、このレーザ発信器は永久的に水平位置に保持されている。第１のフレーム部分の前側の台車にはレーザ受信器が配置されており、このレーザ受信器は、水平なレーザ基準面と比較することによって第１のフレーム部分の長手方向の傾斜を検出するために働く。アルゴリズムを介して計算された長手方向の傾斜値は、第２のフレーム部分に設けられた除去チェーンに配置された別のレーザ受信器に時間をずらして伝達され、これにより、除去チェーンの鉛直方向の位置を制御するようになっている。
【０００４】
さらに、英国特許第２２６８５２９号明細書よりバラストふるい分け機が公知であり、このバラストふるい分け機の場合には、個々の長手方向傾斜計及び横方向傾斜計が第１のフレーム部分と第２のフレーム部分とに取り付けられている。第１のフレーム部分の領域において測定された軌道の長手方向の傾斜は、所望の値として保存され、除去チェーンの鉛直方向の位置を制御するために時間をずらして伝達される。この場合、第２のフレーム部分の長手方向傾斜計によって検出される実際の傾斜を考慮しなければならない。鉛直方向位置を制御するために、緊張ケーブルポテンショメータが第２のフレーム部分と除去チェーンとの間に設けられている。軌道位置の復元は第２のフレーム部分を介して行われるので、フレームのねじれ又はたわみによって生じる不正を排除することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、実際の軌道位置を比較的正確かつ容易に復元することができるような軌道作業機械を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、前記制御装置が、時間遅延式に、走行距離に応じて、長手方向傾斜計によって検出された長手方向傾斜値を、検出された長手方向傾斜に応じて基準面を調整するために、レーザ発信器の調整装置へ伝達するように形成されているようにした。
【０００７】
さらに、前記課題を解決するために本発明の方法では、第１のフレーム部分によって規定された長手方向傾斜値を、所望の傾斜として記録し、保存し、かつ作業進行中に第２のフレーム部分が軌道の検出された長手方向傾斜の局所的な領域に達するやいなや、すなわち時間をずらして、対応する基準面の傾斜のために使用するようにした。
【０００８】
【発明の効果】
このように形成された基準系が設けられていると、比較的小さな構造的コストで、軌道位置の破壊前に存在していた軌道の長手方向傾斜を極めて単純に検出し、かつ、作業ユニットの領域において軌道を復元させることができる。この場合、フレームのあらゆる生じるたわみ又はねじりが測定結果に影響しないことが特に有利である。
【０００９】
本発明の付加的な実施例及び利点は、従属請求項及び図面より明らかである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００１１】
図１に単純に示された例えば軌道２のバラストをふるい分けるための軌道作業機械１は、台車３上で支持された機械フレーム４を有している。この機械フレーム４は、矢印５で示された運転方向で見て前側に配置された第１のフレーム部分６と、連結部７によって第１のフレーム部分に接続された後側の第２のフレーム部分８とから成っている。
【００１２】
第２のフレーム部分８には、バラスト道床を処理するのに適した、除去チェーン１１の形状を有する、駆動装置１０によって鉛直方向で調整可能な作業ユニット９と、駆動装置１２によって鉛直方向で調整可能でかつ前記除去チェーンに迅速に追従する地ならしチェーン１３とを有している。除去チェーン１１によって取り上げられたバラストのふるい分けは、振動可能なふるいかけ装置１４によって行われる。ふるい分けされたバラストは、水平面に沿って循環可能な排出コンベヤベルト１５を介して排出される。ふるいかけ装置１４と、後部の運転手及び操作者用の運転台１６との間にはシュート１７が配置されており、このシュート１７を介して必要であれば排出コンベヤベルト１５に新たなバラストが供給されてよい。鉛直方向で調整可能な持上げ装置１８は、軌道２を持ち上げるために設けられている。除去チェーン１１の直ぐ前方には、中央制御コンソール２０を備えた操作者運転台１９が配置されている。ふるい分け作業時に堆積した不要物はコンベヤユニット２１を介して機械前端部へ搬出することができる。様々な駆動装置にエネルギを供給しかつ駆動装置２２を起動するために前側の第１のフレーム部分６にはモータユニット２３が設けられている。
【００１３】
作業ユニット９の鉛直方向位置を制御しかつ最後方の台車３の領域における新たに形成された軌道の鉛直方向位置を確認するために、レーザ基準系２４が設けられている。このレーザ基準系２４は、主に、連結部７の領域に位置決めされたレーザ発信器２５と、作業ユニット９の領域又は運転手又は操作者の運転台１６の領域に配置されたレーザ受信器２６と、制御装置と、第１のフレーム部分６に取り付けられた長手方向傾斜計２８とから成っている。基準面を形成するためにファン状に拡開したレーザ発信器２５は、調整装置３０を用いて機械の長手方向で傾斜するように形成されている。軌道の横方向の傾きを検出するために横方向傾斜計３９が設けられている。
【００１４】
特に図２に示したように、各レーザ受信器２６は、駆動装置３１によって補助フレーム３２に対して鉛直方向に調整されるように（調整経路Ｖ）形成されている。前記補助フレーム３２は、レーザ受信器２６の取付けのために働き、また、機械の長手方向に対して横方向に延び第２のフレーム部分８に結合された、湾曲した三日月形のガイド３３に沿って、横方向に移動するように取り付けられており、さらに、傾斜計３４に影響されて、機械の長手方向に延びた軸線４３を中心にした回転を介して駆動装置３５によって水平位置に永久に保持されるようになっている。補助フレーム３２は、レーザ受信器２６と共にスピンドル駆動装置３６によって前記ガイド３３に沿って横方向に移動可能である。各補助フレーム３２は、各端部において緊張ケーブルポテンショメータ３７に結合されており、この緊張ケーブルポテンショメータのケーブル３８は、このケーブルの下方に配置された個々の作業ユニット９に解離可能に結合されている。緊張ケーブルポテンショメータ３７によって、鉛直方向の測定値Ｓが検出される。湾曲した三日月形のガイド３３の理論上の回転中心は５ｍ下方に位置決めされており、このガイド３３を介してレーザ受信器２６は軌道湾曲の余正弦を補償するように横方向に移動させられる。
【００１５】
レーザ基準系２４の原理は、第１のフレーム部分６の領域において記録された旧軌道の傾きに対して平行に、軌道の長手方向で基準平面２９を調整することを基礎としており（つまり、軌道２の既存の位置は作業ユニット９による作業操作の前には第１のフレーム部分６の領域に存在している）、第２のフレーム部分６が旧軌道の対応する区分に到達するやいなや、すなわち時間をずらして、軌道を横方向で、軌道軸線から鉛直方向で一定の距離に調整する。この人工的な基準平面２９に対し、第２のフレーム部分８内の３つの箇所、すなわち、除去チェーン（除去深さを与える）の領域と、地ならしチェーン１１（軌道２の下降量を与える）の領域と、新たに形成された軌道２の存在位置が確認される後部の台車３の領域とにおいて測定が行われる。
【００１６】
横方向での軌道の位置は、横方向傾斜計３９を用いて測定される。第１のフレーム部分６の長手方向傾斜（図３に示した状態の場合には軌道位置Ｘ_３における傾斜）は長手方向傾斜計２８によって測定され、この長手方向の傾斜は、軌道２上の２つの台車３の支持によって規定される。この、第１のフレーム部分６の長手方向傾斜が存在するならば、第１のフレーム部分６に関連した、軌道区分Ｃの対応する長手方向傾斜（旧軌道の位置）も間接的に検出することができる。作業運転時に軌道作業機械１が走行する距離は、オドメータ４０によって検出される。１ｍ走行するごとに、長手方向傾斜値が制御装置２７のシフトレジスタ４１に書き込まれる。第１のフレーム部分６のボギー回転軸間の距離は１２ｍで、第２のフレーム部分８のボギー回転軸間の距離は２４ｍであるので、軌道作業機械１の２４ｍ前進の後、軌道位置Ｘ_１で測定される長手方向傾斜値（軌道区分Ａのための）は、シフトレジスタ４１における２５番目の位置を占める。前記長手方向傾斜値は、このように、より短い第１のフレーム部分６にも拘わらず２４ｍの長さの第２のフレーム部分８の長手方向傾斜を得るために、シフトレジスタ４１における１３番目の長手方向傾斜値（軌道区分Ｂのための軌道箇所Ｘ_２において測定される）に付加される。フレーム部分が別の長さ関係にある場合には、対応して転換する必要がある。
【００１７】
軌道作業機械１が１ｍ走行するごとにシフトレジスタ４１の出力において形成される長手方向傾斜値は、２．５ｃｍの間隔を置いて行われる多数の測定の平均値である。この場合、平均値から極端に逸脱した値は無視することが有効である。
【００１８】
軌道箇所Ｘ_３においてシフトレジスタ４１によって調整装置３０に提供される長手方向傾斜値は（Ｘ_１及びＸ_２において測定された２つの長手方向傾斜値の付加に対応する）、軌道作業機械の長手方向でレーザ発信器２５の旋回を生ぜしめる。したがって、基準平面２９は、軌道区分Ａ及びＢのための長手方向傾斜値を付加することによって得られる長手方向傾斜値に対して平行に整合させられる。つまり、軌道の既存の位置が作業ユニット９の運転によって破壊されていないならば、第２のフレーム部分８は基準平面２９に対して平行に位置するべきである。しかしながら、保存され、かつ時間をずらして伝達された長手方向傾斜値から再形成される基準平面２９は、作業ユニット９の領域において、軌道の破壊された既存位置を参照することができる。なぜならば、この既存位置は作業ユニット９の運転前は存在していたからである。基準面２９を所望の軌道位置に設定するためのレーザ発信器２５の調整時には、レーザ発信器２５に接続された第１のフレーム部分６の瞬間的な長手方向傾斜を考慮する必要がある。なぜならば、この瞬間的な長手方向傾斜は、軌道区分Ｃに応じて別の長手方向傾斜を示すからである。
【００１９】
図３に示されたレーザ基準系２４の概略的な図においては、２つの作業ユニット９がＴＯＲ（レール上）に正確に位置決めされており、ひいては、後側の台車３とレーザ発信器２５とのように、基準面２９に対して距離Ｈだけ間隔を置いて位置している。この間、レーザ受信器２６は、ゼロ箇所に対して、軌道２に対して平行に延びた基準面２９に正確に位置決めされており、それぞれの緊張ケーブルポテンショメータ３７は、調整経路に対してゼロ値を示す（鉛直方向の測定値Ｓ）。
【００２０】
図４によるレーザ基準系２４の概略的な図においては、２つの作業ユニット９は運転位置で示されており、この場合、個々の緊張ケーブルポテンショメータ３７によって検出される２つの鉛直方向の測定値Ｓ_１及びＳ_２は、地ならしチェーン１３による軌道又は除去深さＲの下降の手段を示す。要求に応じて、両鉛直方向の測定値Ｓ_１及びＳ_２は、与えられた所望の値として設定することができる。破線４２は、レーザ受信器２６の理論上のゼロ箇所の位置を示している。なぜならば、２つの作業ユニット９と後側の台車３とは、所望の位置Ｈ又はＨ＋Ｓ_１又はＨ＋Ｓ_２の下方に位置決めされているからである。基準面２９からのレーザ受信器２６のゼロ箇所のあらゆる逸脱は、鉛直方向の調整を生ぜしめる個々の駆動装置３１によって補償される。前記調整経路Ｖ_１又はＶ_２は、関連した駆動装置１２又は１０の対応する作動によって、調整経路Ｖ_１，Ｖ_２がゼロの値を示すまで自動的に地ならしチェーン１３又は除去チェーン１１をハイドロリック式に再調整させる。
【００２１】
後部のレーザ受信器２６の調整経路Ｖ_３（Ｖ_３＝駆動装置３１の作動前のレーザ受信器２６の位置と、基準面２９によって規定された所望の位置に達した後の位置との差）は、軌道の実際の下降分に相当し、この下降分は、台車３の負荷によって生ぜしめられる可能性のある軌道の沈下分を含んでいる。後側の台車３の領域において生じるおそれのある所望の位置からの軌道２の実際の位置の逸脱は、Ｓ_１又はＳ_２において修正位置を入力することによって補償される。
【００２２】
第１のフレーム部分６に長手方向傾斜計２８を取り付けるような前記解決手段の代わりに、第２のレーザ基準系によって第１のフレーム部分６の長手方向傾斜を検出することも可能である。このためには、最前の台車３の領域においてレーザ受信器を配置することしか必要ではなく、この場合、第１のフレーム部分６の長手方向傾斜を検出するためにレーザ発信器２５は例えば前記前側のレーザ受信器のゼロ箇所に調整されている。次いで、このように検出された長手方向傾斜は、時間をずらして後部のレーザ受信器２６へ伝達される（軌道区分Ａ，Ｂのために検出された２つの長手方向傾斜値の付加後に伝達される）。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ発信器とレーザ受信器とから形成された基準系を有する、バラストをふるい分けるための軌道作業装置の単純な側面図である。
【図２】機械の長手方向で見たレーザ受信器の拡大した詳細な図である。
【図３】基準系を概略的に示す図である。
【図４】基準系を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ 軌道作業機械、 ２ 軌道、 ３ 台車、 ５ 矢印、 ６ 第１のフレーム部分、 ７ 連結部、 ８ 第２のフレーム部分、 ９ 作業ユニット、 １０ 駆動装置、 １１ 除去チェーン、 １２ 駆動装置、 １３ 地ならしチェーン、 １４ ふるいかけ装置、 １５ 排出コンベヤ、 １６ 運転台、１７ シュート、 １８ 持上げ装置、 １９ 運転台、 ２０ 中央制御コンソール、 ２１ コンベヤユニット、 ２２ 駆動装置、 ２３ モータユニット、 ２４ レーザ基準系、 ２５ レーザ発信器、 ２６ レーザ受信器、２７ 制御装置、 ２８ 傾斜計、 ２９ 基準面、 ３０ 調整装置、 ３１ 駆動装置、 ３２ 補助フレーム、 ３３ 湾曲した三日月形のガイド、 ３４ 傾斜計、 ３５ 駆動装置、 ３６ スピンドル駆動装置、 ３７ 緊張ケーブルポテンショメータ、 ３８ ケーブル、 ３９ 横方向傾斜計、 ４０オドメータ、 ４１ シフト調整装置、 ４２ 破線、 Ｓ 鉛直方向の測定値、 Ｈ 距離、 Ｖ 調整経路

Claims (6)

1. 軌道作業機械（１）であって、第１及び第２のフレーム部分（６，８）から成っておりかつ台車（３）上に支持された機械フレーム（４）と、運転方向で見て前側に位置した第１のフレーム部分に関連した軌道の長手方向の傾斜を検出するための長手方向傾斜計（２８）とが設けられており、さらに、第２のフレーム部分（８）に配置された作業ユニット（９）の鉛直方向の位置を制御するための、機械（１）に配置されたレーザ基準系（２４）が設けられており、該レーザ基準系（２４）が、調整装置（３０）によって基準面（２９）を相対的な調整するために装備されたレーザ発信器（２５）と、レーザ受信器（２６）とによって形成されており、さらに、オドメータ（４０）と制御装置（２７）とが設けられている形式のものにおいて、
   前記制御装置（２７）が、長手方向傾斜計（２８）によって検出された長手方向傾斜値を、検出された長手方向傾斜に応じて基準面（２９）を調整するために、時間をずらして、走行距離に応じて、レーザ発信器（２５）の調整装置（３０）へ伝達するように形成されていることを特徴とする、レーザ基準系を有する軌道作業機械。
2. レーザ受信器（２６）が、第２のフレーム部分（８）に配置された補助フレーム（３２）に個々に取り付けられており、前記レーザ受信器がが、機械の長手方向に延びた軸線（４３）を中心として駆動装置（３５）によって旋回するように取り付けられており、かつ、傾斜計（３４）に接続されており、レーザ受信器（２６）が、駆動装置（３１）によって補助フレーム（３２）に対して鉛直方向で調整されるように形成されている、請求項１記載の軌道作業機械。
3. 補助フレーム（３２）が、駆動装置（３６）によって第２のフレーム部分（８）に対して横方向に移動するために、軌道作業機械の横方向に延びた、湾曲した三日月形のガイド（３３）に取り付けられている、請求項２記載の軌道作業機械。
4. 駆動装置（３１）によって鉛直方向で調整可能なレーザ受信器（２６）が、運転方向で見て、第２のフレーム部分（８）の後端部に設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の軌道作業機械。
5. バラスト道床リハビリテーションの経過において破壊される軌道位置を復元する方法であって、軌道の長手方向傾斜を、作業方向で進行しながら機械フレーム（４）の第１のフレーム部分（６）によって検出し、レーザビームによって形成される基準面（２９）を、第２のフレーム部分（８）に配置された作業ユニット（９）の鉛直方向の位置を制御するために使用する方法において、
   第１のフレーム部分（６）によって規定された長手方向傾斜値を、所望の傾斜として傾斜計（２８）によって記録し、保存し、かつ作業進行中に第２のフレーム部分（８）が軌道の検出された長手方向傾斜の局所的な領域に達するやいなや作動させられる調整装置（３０）によって、基準面（２９）の対応する傾斜のために時間をずらして使用することを特徴とする、軌道位置を復元する方法。
6. 基準面（２９）を記録するために設けられたレーザ受信器（２６）を機械フレーム（４）の位置に拘わらず永久に水平位置に保持し、前記レーザ受信器（２６）を機械の長手方向に延びた軸線（４３）を中心にして旋回させる、請求項５記載の方法。

Images