NL9102140A - Continu rijdbare spoorbouwmachine voor het verdichten van het ballastbed. - Google Patents

Description

CONTINU RIJDBARE SPOORBOUWMACHINE VOOR HET VERDICHTEN VAN HET BMjLASTBED

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het continu laten dalen van de spoorbaan in een gewenste hoog-teligging waarbij de spoorbaan in horizontale schommelingen gebracht wordt en met een verticale, statische belasting belast wordt tot dat de daling van de spoorbaan in de gewenste ligging bereikt is. Deze werkwijze omvat dat de werkelijke ligging van de spoorbaan voorafgaand aan het dalen van de spoorbaan wordt opgenomen en daaruit een ideale gewenste hoogtelijn berekend wordt en dat onder een ten opzichte van de maat van de afwijking van de werkelijke ligging van de spoorbaan ten opzichte van de gewenste hoogtelijn in verhouding staande verandering tenminste één parameter uit de volgende groep van parameters: verticale belasting, voorwaartse rijsnelheid en frequentie van de schommelingen van de spoorbaan; de spoorbaan verschillend hoog neergelaten wordt. Daarmee is voor het eerst een spoorbaan stabilisator - welke tot nu toe voor het gelijkmatig doen dalen van een onmiddelijk tevoren door een stopmachine in een juiste ligging gebrachte spoorbaan ingezet werd - voor de correctie van fouten in de hoogteligging toepasbaar. Daarbij worden in tegenstelling tot een stopmachine niet de hefkrachten, maar de neerlatende krachten, bijvoorbeeld via de verticale belasting, in verhouding tot de fouten in de hoogteligging gestuurd. Deze correctie van de spoorbaanligging is op bijzonder voordelige wijze continu uitvoerbaar.

Een voordelige verdere uitvoering van de werkwijze omvat dat de spoorbaan in de buurt van het gehele te bewerken stuk spoorbaan met een gemiddelde statische belasting resp. basisbelasting belast wordt en dat deze basisbelasting in afhankelijkheid van afwijkingen tussen de werkelijke en gewenste ligging van de spoor baan in verhouding veranderd wordt. Door de verticale belasting resp. basislast welke de gemiddelde gewenste daling resp. mate van stabilisering geeft, wordt het regelgebied aangegeven. Bij fouten (bulten of troggen) wordt de verticale belasting proportioneel verhoogd resp. verminderd. Daarna is na het toepassen van de spoor-baanstabilisator een in de gewenste mate tot de verdichting van het ballast neergelaten spoorbaan met nauwkeurige hoogteligging aanwezig.

In het volgende wordt de uitvinding aan de hand van verscheidene in de tekening aangegeven uitvoeringsvoorbeelden nader beschreven.

Hierin tonen: fig. 1 een zijaanzicht van een continu rijdbare spoorbaanbouwmachine met stabilisatie-aggregaten voor het verdichten van het ballastbed van een spoorbaan met een nivelleerbetrek-kingssysteem en een in de werkrichting achter de stabilisatie-aggregaten opgestelde meetwielas, fig. 2 een schematische weergave van het nivelleerbetrekkingssysteem, fig. 3 een schematische schets van een regelkring van het niveleerbetrekkingssysteem, fig. 4 een zijaanzicht van een continu rijdbare spoorbaanbouwmachine van een verdere uitvoeringsvorm met een nivel-leerbetrekkingssysteem en twee meetwielassen, fig. 5 een schematische weergave van het nivelleer-betrekkingssysteem volgens fig. 4, fig. 6 een schematische schets voor een regelkring van het nivelleerbetrekkingssysteem volgens fig. 4 en 5, fig. 7 een verdere uitvoeringsvorm van een continu rijdbare spoorbaanbouwmachine in zijaanzicht, waarbij het nivelleerbetrekkingssysteem voorzien is van drie meetwielassen, fig. 8 een schematische weergave van het in fig. 7 aangegeven nivelleerbetrekkingssysteem en fig. 9 een verdere schematische schets van de regelkring voor het in fig. 7 en 8 aangegeven nivelleerbetrekkingssy- steem.

Een in fig. 1 aangegeven en algemeen als spoorbaan-stabilisator aangeduide spoorbaanbouwmachine 1 is voorzien van twee machineframes 2 met stevige afmetingen, die aan de einden telkens via draaistel-rijstellen 3 op een uit dwarsliggers 4 en rails 5 gevormde spoorbaan 6 rijdbaar is. De energieverzorging van een rij-aandrijving 7, een trilleraandrijving 8 en de verscheidene verdere aandrijvingen heeft plaats door een centraal energiestation 9. Aan het voor- en achtereinde van de machine 1 is telkens een tegen geluid geïsoleerde kabine 10 op een schommelframe gelagerd. Voor het sturen van de verschillende aandrijvingen en het verwerken van de verschillende meetsignalen is een centrale stuur-, reken- en opte-keneenheid 11 aanwezig. Tussen de beide rijstellen 3 zijn twee spoorbaan-stabilisatie-aggregaten 12 met door spreidende aandrijvingen aan de binnenzijden van de rails aanlegbare en met behulp van trillers 13 in horizontale schommelingen brengbare rolwerktui-gen 14 opgesteld. Voor het opbrengen van een statische belasting op de stabilisatie-aggregaten 12 zijn telkens twee verticale, met het machineframe 2 scharnierend verbonden hydraulische aandrijvingen 15 aanwezig.

Een nivelleerbetrekkingssysteem 16 is als referen-tiebasis voor elke rail 5 voorzien van een gespannen draadkoorden 17 welke telkens aan een hoogte-meetwaardegevers 18 toegevoegd is. Deze is telkens met een in de hoogte verstelbaar aan het machineframe 2 gelagerde en via een spoorkransrol aan de spoorbaan 6 af-rolbare meetwielas 19 verbonden. De draadkoorden resp. de referen-tiebasis 17 is aan het voorste en achterste eindpunt aan een in de hoogte verstelbaar aan het machineframe 2 gelagerde en aan het as-lager van het rijstel 3 gesteunde hoogte-afnemer 20 bevestigd. Door een pijl 21 is de werkrichting van de machine 1 aangeduid. Zoals met stippellijnen getekend, kan bij een voordelige uitvoeringsva-riant ook een tweede meetwielas 22 aanwezig zijn, zodat de machine 1 ook - onder optillen van de andere meetwielas 19 vanaf de spoorbaan 6 - in de andere werkrichting inzetbaar is.

De in fig. 2 aangegeven referentiebasis 17 wordt door de beide aan de einden opgestelde hoogte-afnemers 20 aan de spoorbaan 6 geleid, waarbij de in het onderste eindgebied aangebrachte, schematisch aangegeven rollen in dezelfde zin overeenkomen met de draaistel-rij stellen 3. De via een in de hoogte verstelbaar aan het machineframe 2 gelagerde hoogte-af nemer 23 met de metwiel-assen 19 verbonden hoogte-meetwaardegever 18 is bijvoorbeeld als draaipotentiomete uitgevoerd en staat in de vorm aansluitend met de gespannen draadkoorden 17 in verbinding. Met A is de gemiddelde gewenste daling van de spoorbaan 6 door het inzetten van de beide spoorbaan-stabilisatie-aggregaten 12 in de gewenste ligging aangeduid. 1 resp. a komt overeen met de afstand tussen de voorste resp. middelste hoogte-afnemer 20 resp. 23 en achterste hoogte-afnemer 20. FA komt overeen met de door de spoorbaan-stabilisatie-aggregaten 12 op de spoorbaan 6 uitgeoefende verticale belasting.

De verticale belasting in de buurt van de stabili-satie-aggregaten 12 wordt zodanig gestuurd, dat het verschil tussen de gewenste ligging en de door de hoogte-meetwaardegever 18 gemeten werkelijke ligging gelijk nul is. Daarbij wordt de verticale basisbelasting zodanig ingesteld, dat de gewenste daling A van de spoorbaan gemiddeld bereikt wordt. Is nu de spoorbaan in het gebied van de meetwielas 19 - tengevolge van een bobbel - te hoog, dan wordt evenredig daarmee de belasting FA verhoogd, is de spoorbaan te laag, dan wordt de belasting FA overeenkomstig verminderd. Dit effect is ook door sturing van de frequentie mogelijk, waarbij de grootste daling van de spoorbaan in het frequentiegebied tussen 30 en 40 hertz bereikbaar is. Ook via de regeling van de werksnelheid is een overeenkomstig beïnvloeden van de daling van de spoorbaan mogelijk. Aangezien het meetsysteem in zijn voorste gebied op een spoorbaan met nog fouten beweegt, wordt aangenomen dat de voorste hoogte-afnemer 20 op een met stippellijnen aangeduide bobbel 24 van de spoorbaan bevindt. Dit leidt tot een fout Fv van de voorste hoogte-afnemer 20. In het verdere gevolg komt ook in het gebied van de middelste hoogte-afnemer 23 vanzelfsprekend tot een foutieve opname fvA. Daardoor wordt praktisch in het bereik van de meetwielas 19 een overeenkomstige, met stipppellijnen aangeduide daling 25 voorgespiegeld. De foutieve afname kan uit de volgende formule nauwkeurig berekend worden: fvA = Fv . a/1

Bij een voorgegeven gewenste langsprofiel van de spoorbaan en door de hoogte-meetwaardegever 18 gemeten afwijkingen van het werkelijke langsprofiel kan de fout Fv bij de voorste afname door een overeenkomstige correctiewaarde fvA in de electronische nivelleerbesturing automatisch in aanmerking worden genomen. Daardoor blijft deze fout in het gebied van de middelste wielas 19 zonder enige invloed op de correctie van de hoogteligging.

Het genoemde gewenste langsprofiel van de spoorbaan kan bijvoorbeeld door opmeten met de machine 1 zelve opgegeven worden. Daartoe is de volgende afloop noodzakelijk:

Opmeten van de werkelijke hoogteligging van de spoorbaan 6 in het raam van een meetrit van de machine 1; berekenen van het gewenste langsprofiel met een geschikt computerprogramma door de rekeneenheid 11; stabiliseren resp. neerlaten van de spoorbaan 6 met de spoorbaan-bouwmachine 1; leiden van de machine 1 door opgeven van bestuur- en regelsignalen aan het nivelleer-betrekkingssysteem 16 overeenkomstig de opgegeven afwijkingen van de gewenste langshoogte ten opzichte van de gemeten werkelijke langshoogte.

Een verdere mogelijkheid bestaat in het aangeven van de gewenste geometrie door de plaatselijke spoorwegbeheerder. In dit geval worden de data in lijstvorm of op diskette aan het machinepersoneel overhandigd en in de rekeneenheid 11 ingelezen. Ook is opmeten met de hand door het machinepersoneel met bijvoorbeeld optische toestellen voorafgaand aan het stabiliseren mogelijk. De berekende correctiewaarden worden tijdens het doorwerken door het personeel of ook automatisch ingevoerd.

Volgens de in fig. 3 zichtbare schemaschets wordt de werkelijke hoogteligging door de hoogte-meetwaardegever 18 continu afgenomen en een overeenkomstige meetwaarde aan een verschil-versterker 26 verder geleid. Hieraan wordt bovendien via een lei- ding 27 de overeenkomstige correctiewaarde fvA toegevoerd. De onder differentiëring gevormde gewenste- werkelijke- waarde wordt aansluitend aan een optelorgaan 28 toegevoerd. Deze is ook aan een instelbare potentiometer 29 voor het instellen van de basisbelasting voor de overeenkomstig gewenste daling A van de spoorbaan toegevoegd. De uitgang van het optelorgaan 28 is met een hydraulisch stelorgaan resp. servoklep 30 verbonden. Hiermee worden de hydraulische aandrijvingen 15 van de stabilisatie-aggregaten 12 in verhouding tot de door het optelorgaan 28 afgegeven meetwaarden belast. De door stippellijnen aangegeven leiding 31 is de terugkoppeling resp. de gesloten regelkring door het opliggen van de meet-wielas 19 op de spoorbaan 6 aangeduid. De in fig. 4 getekende spoorbaanbouwmachine 1 is extra bij de uit het midden opgestelde meetwielas 19 voorzien van een verdere, tussen de beide spoorbaan-stabilisatie-aggregaten 12 opgestelde, met een hoogte-afnemer 32 en een hoogte-meetwaardegever 33 verbonden meetwielas 34.

Het in fig. 5 schematisch aangegeven nivelleerbe-trekkingssysteem 16 heeft een constante verhouding tussen de beide hoogte-meetwaardegevers 18 en 33 als basis. Als constante verhouding ontstaat: i = f1/f2 = a/(a+b). f2v = i . f1v.

Het voordeel van dit systeem is dat een fout welke in de buurt van de voorste hoogte-afnemer 20 optreedt, geen fouten in de buurt van de hoogte-afnemer 32 veroorzaakt.

Bij de in fig. 6 aangegeven schematische schets is extra bij die in fig. 3 aangegeven nog de hoogte-maatwaardegever 33, een verschilversterker 35 en een versterker 36 aanwezig. Over de leiding 27 wordt automatisch de correctie aangifte flv = Fv.a/1 in aanmerking genomen. Na verschilvorming met de meetwaarden van de hoogte-meetwaardegever 33 worden de meetsignalen in de versterker 36 met de waarde i versterkt en als gewenste waarde naar de verschilversterker 26 verder gevoerd. Deze is via zijn tweede ingang verbonden met de hoogte-meetwaardegever 18. Aan de uitgang van de verschilversterker 26 wordt een gewenste-werkelijke-waarde gevormd, welke met die op de potentiometer 29 instelbare basisbelasting op- geteld wordt.

Bij de in fig. 7 aangegeven spoorbaanbouwmachine 1 zijn drie meetwielassen 19, 22 en 34 gelijktijdig in gebruik, waarbij de extra meetwielas 22 in de werkriching voorafgaand aan de spoorbaan-stabilisatie-aggregaten 12 opgesteld is. Deze meetwielas 22 is via een in de hoogte verstelbaar aan het machineframe 2 gelagerde hoogte-afnemer 37 met een hoogte-meetwaardegever 38 verbonden.

Zoals in het bijzonder blijkt uit fig. 8, wordt door de beide buitenste hoogte-meetwaardegevers 18 en 38 een door de draadkoorden resp. referentiebasis 17 belichaamde rechte bepaald, waarop de middelste hoogte-meetwaardegever 33 dient te liggen. Daardoor worden fouten bij de voorste en de achterste opname (Fv resp. Fh) automatisch gecompenseerd. De gewenste langshoogte fA aan het middelste hoogte-meetwaardegever 33 wordt berekend uit: fA = (f3.c+f4.b)/(b+c).

f3 komt daarbij overeen met de langs-pijlhoogte aan de achterste hoogte-meetwaardegever 18 en f4 aan de voorste hoogte-meetwaardegever 38. Met F is de werkelijke fout bij de voorgespiegelde daling van de spoorbaan aangeduid; fist geeft de werkelijke fout van de spoorbaanligging aan. Wordt de machine 1 door gewenste waarden van de langshoogte en correctie geleid, dan worden de bij de hoogte-meetwaardegever 38 bevindende fouten gecompenseerd.

Zoals uit de in fig. 9 zichtbare schematische schets blijkt, wordt de werkelijke hoogteligging door de hoogte-meetwaardegever 33 aan de verschilversterker 26 toegevoerd. In een versterker 39 wordt de aan de hoogte-meetwaardegever 18 af genomen waarde F3 over de factor c/b+c versterkt en aan het optelorgaan 42 toegevoerd. In de verschilversterker 41 wordt het verschil tussen de via de leiding 27 ingegeven correctiewaarde en de aan de hoogte-meetwaardegever 38 afgenomen meetwaarde gevormd en aan een versterker 40 toegevoerd. De over de factor b/b+c versterkte meetwaarde wordt naar het optelorgaan 42 verder gevoerd en wordt tenslotte als gewenste waarde aan de verschilversterker 26 toegevoerd. Hierin wordt de gewenste-werkelijke-waarde gevormd en in het optelorgaan 28 met de in de potentiometer 29 naar keuze instelbare basisbelasting opgeteld. In het verdere vervolg worden de hydraulische aandrijvingen 15 van de stabilisatie-aggregaten 12 in de reeds in fig. 3 beschreven wijze bestuurd.

Claims (2)

1. Werkwijze voor het continu laten dalen van de spoorbaan in een gewenste hoogteligging waarbij de spoorbaan in horizontale schommelingen gebracht wordt en met een verticale, statische belasting belast wordt, tot de daling van de spoorbaan in de gewenste ligging bereikt is, gekenmerkt doordat de werkelijke ligging van de spoorbaan voorafgaand aan het dalen van de spoorbaan wordt opgenomen en daaruit een ideale gewenste hoogtelijn berekend wordt en dat onder een ten opzichte van de maat van de afwijking van de werkelijke ligging van de spoorbaan ten opzichte van de gewenste hoogteligging proportionele verandering tenminste één parameter uit de volgende groep van parameters: verticale belasting, voorwaartse rijsnelheid en frequentie van de schommelingen van de spoorbaan? de spoorbaan verschillend hoog neergelaten wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de spoorbaan in het gebied van het gehele te bewerken spoorbaanstuk met een gemiddelde statische belasting respectievelijk basisbelasting belast wordt en dat deze basisbelasting in afhankelijkheid van afwijkingen tussen de werkelijke en gewenste ligging van de spoorbaan proportioneel veranderd wordt.