NL9401543A - Over rails verrijdbare meetwagen voor het meten van onvolkomenheden in de rijvlakken van spoorbanen. - Google Patents

Description

Over rails verrijdbare meetwagen voor het meten van onvolkomenheden in de rijvlakken van spoorbanen

De uitvinding betreft een over een spoorbaan verrijdbare meetwagen met een chassis en een registrerende meetinstallatie voor de bepaling en optekening van het profiel in de lengterichting van de loopvlakken van een spoorbaan met op de spoorstaven in de lengterichting van de spoorstaven liggende en over de loopvlakken in de lengterichting van de spoorstaven beweegbare draagelementen, welke zijn voorzien van aan een zijde aangebrachte geleidingsele-menten, die als gevolg van veerkracht op de binnenzijde van de kop van de spoorstaven aansluiten.

Meer treinen, hogere snelheden en ook grote asbelastingen leiden tot een hoge belasting en tot hiermee overeenstemmende slijtage van het materiaal van de bovenbouw van spoorstaven.

Gewoonlijk vertonen spoorstaven slijtage in de vorm van longitudinale, periodieke, golfvormige oneffenheden van de rijvlakken in door de rijdynamiek in het bijzonder belaste gedeelten van de spoorstaven van een zeer bepaalde lengte. Dergelijke oneffenheden van de rijvlakken veroorzaken bij het berijden hiervan deiningen, waardoor slijtage van het rollende materiaal, en ook van alle bevestigingson-derdelen van de spoorstaven wordt veroorzaakt. Eveneens wordt het rij comfort verkleind en wordt verder het milieu met lawaai belast.

Er bestaan verschillende soorten longitudinale, periodieke, golfvormige oneffenheden in de rijvlakken. Hierbij zijn de zogenaamde ribbels in het bijzonder opvallend, welke ribbels een golflengte van 3 tot 8 cm en een diepte van maximaal 0,6 mm hebben. De gemiddelde diepte bedraagt ongeveer 0,3 mm. Deze ribbels komen hoofdzakelijk voor in de rechte stukken en in bochten met een grotere radius dan 900 m.

Verder zijn de zogenaamde korte golven bekend, die worden gevormd door regelmatige, periodieke oneffenheden op de rijvlakken van de spoorstaven van ongeveer 2,5 tot 60 cm. De diepte van een dal van een golf kan tot 2 mm bedragen. De gemiddelde diepte bedraagt 0,5 mm. Deze korte golven komen hoofdzakelijk voor in bochten met een kleinere radius dan 600 m.

De definities van de begrippen ribbels en korte golven zullen in het kader van deze uitvinding worden gébruikt .

Derhalve betreft het bij deze onvolkomenheden van de rijvlakken afwijkingen van de ideale nullijn van de rijvlakken in het negatieve gebied. Dergelijke onvolkomenheden van de rijvlakken worden in principe door middel van het slijpen van de spoorstaven verholpen. Om een voorstelling te verschaffen van de betreffende onvolkomenheden van de rijvlakken en van de opgave de slijpbewerking uit te voeren, is het naast het meten van deze oneffenheden en na het slijpen van de rijvlakken noodzakelijk een nieuwe meting uit te voeren, om er zeker van te zijn, dat de onvolkomenheden in de rijvlakken door het slijpen zijn verholpen.

Voor het repareren van samenhangende spoorbaande-len met een grotere lengte dan 2 km, in het bijzonder voor een grotere lengte dan 10 km, worden de zogenaamde meet- en slijptreinen ingezet, die echter niet in een kleiner lengte-bereik dan 2 tot 4 km kunnen worden ingezet, vanwege de hoge technische kosten.

Voor het meten van korte spoorstaafdelen met een kleinere lengte dan ongeveer 3,6 m wordt een draagbaar handmeetapparaat gebruikt, welke volgens het standkoordprin-cipe werkt. Het is begrijpelijk, dat dit meetapparaat bij een grotere lengte dan 3,6 m niet rendabel kan worden gebruikt .

Uit DE-OS-30 00 323 is een radergolfanalysator beschreven voor de bepaling van de grootte van radergolven in de loopvlakken van een spoorbaan. Deze wordt gekenmerkt door: een glijvlakvormig element met een afmeting in de lengterichting, die in hoofdzaak gelijk is aan tweemaal de afstand tussen de toppen van de radergolven; een inrichting voor het verschuiven van het gl ij vlakvormige element in de lengterichting en in contact staat met een spoorbaan: en een nabij het middelpunt van het glijvlakvormige element aangebrachte waarnemer van afstanden, welke niet in contact staat met de loopvlakken van de spoorbaan.

Deze inrichting vertoont echter een reeks nadelen. Afhankelijk van de constructie is het met deze inrichting slechts mogelijk in één bewegingsrichting te meten. De inrichting glijdt over glijvlakken, die zich over de gehele lengte van de inrichting uitstrekken en vertoont derhalve, met in achtneming van de frequentie van de radergolven, een lengte van ongeveer 150 cm. Het relevante vlak voor de meting is het raakvlak van het glijvlak en de rijvlakken van de spoorstaven. Er kunnen geen vervormingen buiten het relevante vlak worden gemeten. Als gevolg van het relatief grote gewicht van de inrichting bestaat het gevaar, dat bij het meten, dat volgens de beschrijving van de ter inzage gelegde octrooiaanvrage bij ongeveer 8 km/h moet worden uitgevoerd, door de sleepwrijving van de glijvlakvormige elementen beschadigingen aan de rijvlakken van de spoorstaven kunnen optreden, die tot koudlassen kunnen leiden. Dergelijke beschadigingen van de rijvlakken van de spoorstaven zijn in het bijzonder beslist te vermijden in het geval, wanneer na het uitvoeren van het slijpen van de spoorstaven een verslag van de toestand van de slijpkwaliteit wordt opgesteld. Een verder nadeel van de inrichting is, dat de glijvlakken ten opzichte van een denkbeeldige, dwars op de lengterichting van de spoorstaven liggende as in stijve configuratie zijn geplaatst, en deze door middel van parallelverbindingen zijn gekoppeld, terwijl in de praktijk gewoonlijk een horizontale afwijking van de spoorstaven in de bewegingsrichting kan optreden.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een oplossing te geven voor het technische probleem een op spoorstaven verrijdbare meetwagen te verschaffen, die de bovengenoemde nadelen niet heeft. De inrichting moet in beide rijrichtingen reproduceerbare metingen opleveren, zodat controlemetingen in beide richtingen kunnen worden uitgevoerd. De inrichting zal in het bijzonder geschikt zijn voor het meten van vervormingen van de rij vlakken van de spoorstaven buiten de door de dekarmen bepaalde relevante vlakken, waarbij een door de meetinrichting veroorzaakte beschadiging van het te meten oppervlak van de spoorstaven moet zijn uitgesloten. Deze en andere voordelen zijn aan de inrichting volgens de uitvinding eigen, welke inrichting in overeenstemming met de uitvinding is gekenmerkt door de eigenschappen: l. het chassis van de meetwagen bestaat uit twee vakwerken, 1.1 de vakwerken zijn door middel van een steekasverbinding ten opzichte van elkaar in een beperkt gebied verdraaibaar,

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm: 1.2 bestaan de draagelementen uit telkens twee, in lijn met de lengterichting van de spoorstaven geplaatste rolelementen, 1.2.1 zijn de rolelementen op een grotere afstand van elkaar geplaatst dan de maximale periode van de korte golven, 1.2.2 is in elk rolelement achter elkaar een aantal, in lijn geplaatste enkele rollen aangebracht, 1.2.2.1 is de afstand tussen de assen van de enkele rollen kleiner dan de minimale periode van de ribbels, 1.2.2.2 rusten de enkele rollen steeds op de het verst van het midden van de spoorstaven verwijderde zijde van de kop van de spoorstaven, 1.3.1 zijn aan de liggers telkens in het midden tussen de rolelementen als meetin-richtingen meetwaamemers geplaatst, welke met het midden van de rij vlakken van de koppen van de spoorstaven in contact staan, 1.4.1 worden de aan de zijkant geplaatste ge-leidingselementen door geleiderollen gevormd.

De meetwagen 1 kan door het verbreken van de steekasverbinding 5 tot twee vakwerken 3,4 uiteen worden genomen, waarbij elk vakwerk 3,4 de rolelementen 7, de meetwaarnemer 9 en de geleiderollen 11 bevat. Na verbinding van de beide vakwerken 3,4 door middel van de steekasverbinding 5 zijn de vakwerken 3,4 ten opzichte van elkaar in een begrensd gebied verdraaibaar en is de afstand langs de as 6 hiervan verend veranderbaar. Hierdoor wordt verzekerd, dat de meetwagen 1 op de beide spoorstaven 2 van de spoorbaan ligt, ook in het geval, dat de beide spoorstaven 2 in het horizontale vlak enigszins uit elkaar wijken. Het als verende as vormgeven van de as 6 maakt mogelijk, dat afwijkingen van de ideale structuur van de spoorbaan worden gecompenseerd. Met behulp van deze steekasverbinding 5 wordt zowel eventuele verdraaiingen van de beide spoorstaven, als ook een spoorverbreding of -vernauwing gecompenseerd.

De aan elk vakwerk 3,4 bevestigde liggers 8 vertonen telkens twee, in lijn met de lengterichting van de spoorstaven aangebrachte rolelementen 7. Deze rolelementen 7 zijn op een afstand a (zie fig. 1) van elkaar geplaatst, welke afstand a groter is dan de maximale periode van de korte golven. Wanneer men ervan uitgaat, zoals hierboven reeds is beschreven, dat de korte golven een periodiciteit van maximaal 60 cm hebben, moet de afstand a voor een doelmatige werking van de inrichting groter zijn dan 70 cm.

De rolelementen 7 vertonen een aantal enkele rollen 25 (een zogenaamde rollenbaan), die achter elkaar in lijn zijn geplaatst, waarbij de afstand tussen de assen van naburige enkele rollen 25 kleiner moet zijn dan de minimale periode van de ribbels. Aangezien de minimale periode van de ribbels ongeveer 3 cm is, bedraagt de afstand tussen de assen van de enkele rollen bij voorkeur ongeveer 1,5 cm.

De enkele rollen 25 rusten telkens op de spoor-railkop 13, en wel op het gedeelte van de koppen van depoor-staven, dat van het midden van de spoorbaan is afgewend. Het betreft hier derhalve de met betrekking tot de spoorbaan aan de buitenzijde liggende gedeelten van de rijvlakken van de koppen van de spoorstaven. Hier zijn de onvolkomenheden in de rijvlakken het geringst.

In het midden van elke ligger 8 en derhalve eveneens midden tussen de rolelementen 7 zijn de meetwaarnemers 9 geplaatst. Deze meetwaarnemers staan onder lichte druk in contact met de kop van de spoorstaaf in een punt in het midden van het rij vlak hiervan. Deze meetwaarnemers 9 zijn zodanig gevormd, dat deze een met de meetwaarde overeenkomend signaal naar een registrerend meetapparaat sturen, welk signaal door het meetapparaat in een afleesbare, maar vooral registreerbare grootte wordt omgezet.

Het is daarbij als bijzonder gunstig gebleken, de registratie van de meetwaarden onderbroken uit te voeren.

Bij voorkeur wordt hiertoe aan de liggers 8 elk een aan hefboomarmen 15 gekoppelde rol 16 van een isolerend materiaal aangebracht, waarbij contactpunten 45 op de rol 16 zijn geplaatst. Deze contacten 45 bewerkstelligen op inductieve wijze de registratie van de geldende toestand van de meet-waamemer door het meetapparaat, bij nadering naar een aan een hefboomarm 25 bevestigde naderingsschakelaar. De rol 16 is bij voorkeur van polypropyleen vervaardigd. Bij voorkeur zijn de contacten 45 op de omtrek van de rol aangebracht. Op deze wijze wordt tijdens het rijden over de spoorbaan een reproduceerbare meting van de oneffenheden van de rijvlakken in het gebied, waarover is gereden, verkregen.

Bij de meetwagen 1 volgens de uitvinding vertonen de beide vakwerken 3,4 aan de liggers 8 bevestigde meetwaarnemers, zodat beide spoorstaven gelijktijdig kunnen worden gemeten. Door instelling van de lengte van de rolelementen 7 (lengte b), welke lengte bij voorkeur ongeveer 700 mm bedraagt, en door de afstand van de beide, aan beide zijden geplaatste rolelementen 7 ten opzichte van elkaar (afstand a), die bij voorkeur ongeveer 800 mm bedraagt, is verzekerd, dat de ribbels en de korte golven geen invloed op het meet-gebied hebben, en dat derhalve de hoogteverschillen optimaal kunnen worden opgespoord.

Teneinde de meetwaarnemer van de spoorrailvlakken omhoog te kunnen bewegen en de meetwagen zonder het verrichten van metingen te kunnen verrijden is bij voorkeur een hef- en zakgestel 18 aangebracht.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de meetwagen volgens de uitvinding is derhalve gekenmerkt, doordat aan de liggers 8 telkens een hef- en zakgestel 18 is aangebracht, welke elk twee spoorrollen 19 vertoont, welke door middel van kantelonderdelen 21 aan de betreffende ligger 8 zijn gekoppeld, waarbij in het koppelpunt een bedieningshendel 22 is aangebracht, welke een bevestigingsinrichting 23 voor de beide werkingsstanden vertoont, en waarbij de beide kantelonderdelen 21 door een koppelstang 24 zijn verbonden. Door bediening van de hendel 22 is het mogelijk, de liggers 8 met de hierin aanwezige constructiedelen van de spoorstaven af omhoog te bewegen, zodat de meetwagen vanaf dat moment op de aan elke ligger 8 bevestigde spoorrollen 19 steunt.

Aan de hand van de figuren 1 tot en met 6 wordt een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding nader verduidelijkt.

Fig. 1 toont een perspectivische weergave van de gehele inrichting; fig. 2 toont een aanzicht in overeenstemming met de pijl II in fig. 1; fig. 3 toont een doorsnede langs de lijn III-III in fig. 1 en fig. 2; fig. 4 toont een doorsnede langs de lijn IV-IV in fig. 1; fig. 5 toont een doorsnede langs de lijn V-V in fig. 1; en fig. 6 toont in perspectief een de weg opnemende inrichting.

In fig. 1 is een meetwagen 1 getoond, die op een spoorbaan, respectievelijk de twee spoorstaven 2 hiervan is geplaatst, welke spoorstaven 2 moeten worden opgemeten. De meetwagen bestaat uit twee vakwerken 3,4, die door middel van een hieronder nader te beschrijven steekasverbinding 5 op zodanige wijze met elkaar te verbinden zijn, dat de beide vakwerken 3,4 om de as 6 in een bepaald bereik ten opzichte van elkaar verdraaibaar zijn en de afstand hiertussen langs deze as 6 verend veranderbaar is. De beide vakwerken 3,4 vertonen telkens twee, in lijn met de lengterichting van de spoorstaven en op een afstand a (bijvoorbeeld 800 mm) van èlkaar geplaatste rolelementen 7, welke rolelementen 7 op hun beurt een lengte b (bijvoorbeeld 700 mm) hebben.

De meetwaamemers 9 zijn aan de liggers 8 voor de rolelementen 7, midden tussen deze rolelementen 7 aangebracht. Aan de vakwerken 3,4 van de meetwagen 1 zijn gelei-derollen 11 op zodanige wijze aangebracht, dat deze met betrekking tot de spoorstavenconstructie aan de binnenzijde, tegen de in hoofdzaak verticale binnenvlakken 12 van de koppen 13 van de spoorstaven zijn geplaatst. Variaties in de breedte van een spoor worden door middel van de bij fig. 5 nader beschreven veerinrichting in het gebied van de steekasverbinding 5 van de vakwerken 3,4 gecompenseerd.

Op één vakwerk 4 is een waarnemer van de afge.legde weg 14 aangebracht, welke wordt gevormd door een aan een hendelarm 15 aangebrachte rol 16, welke over de spoorstaven rolt.

Aan elk vakwerk 3,4 van de meetwagen 1 is een uitklapbaar gestel 18 getoond, met behulp waarvan de meetwagen 1 verreden kan worden over de spoorstaven 2, waarbij de rolelementen 7, resp. de meetwaamemer 9 van de loopvlakken 17 van de spoorstaven af zijn getild. Het gestel 18 van één van elk van de vakwerken 3,4 bestaat uit twee spoorrollen 19, welke door middel van kantelonderdelen 21 aan het chassis zijn gekoppeld. In een koppelpunt is een bedieningshendel 22 aangebracht, welke een bevestigingsinrichting 23 voor de twee werkingsstanden bedient. Een koppelstang 24, welke is gekoppeld aan de betreffende einden van de kantelonderdelen aan één zijde van het spoor, synchroniseert de beweging van de beide kantelonderdelen 21 respectievelijk van de spoorrollen 19.

In fig. 2 is een ten opzichte van fig. 1 vergrootte weergave getoond van een rolelement 7. Men herkent duidelijk de in één lijn, te weten in de lengterichting van de spoorstaven, achter elkaar liggende enkele rollen 25. De assen van de rollen zijn op een afstand c (bijvoorbeeld 15 mm) van elkaar geplaatst.

Fig. 3 toont in dwarsdoorsnede een rolelement 7. Men herkent duidelijk, dat de rollen 25 uit het midden naast het symmetrievlak 26 van de spoorrail met de loopvlakken 17 van de spoorstaven in contact staan, namelijk ten opzichte van de spoorconstructie op een naar buiten gelegen, in een minder door slijtage getroffen gebied.

De rollen 25 worden bij voorkeur door kogellagers gevormd, waarvan de binnenring door middel van een as 27 in een lagerblok 28 op de plaats wordt gehouden, en waarvan de buitenring direct over de loopvlakken 17 van de spoorstaven kan rollen. De hiervoor beschreven geleiderol 11, welke de meetwagen 1 in de dwarsrichting geleidt, dat wil zeggen in de richting dwars op de rijrichting, is in fig. 2 bijzonder duidelijk weergegeven.

Als bevestigingsinrichting 23 voor het gestel 18 in de twee werkingsstanden hiervan, is hier schematisch een klemverbinding weergegeven, welke door middel van een schroefmoer 29 kan worden bediend.

Fig. 4 is een weergave van een dwarsdoorsnede bij de meetwaarnemer 9. Getoond is de meetwaamemer 9, waarvan de waarnemingsarm 31 met het kogelvormige uiteinde 32 hiervan in het gebied van de symmetrie-as 26 van de spoorstaaf 2 met de spoorstaaf 2 in contact staat.

Fig. 5 toont in gedetailleerde doorsnede de hierboven beschreven verbindingsplaats 5 van de beide vakwerken 3,4 van de meetwagen 1. Aan de dwarslopende steel 33 van het ene vakwerk 4 is een ronde astap 34 vast aangebracht, welke een lang gat-achtige opening 35 dwars op de lengteas 6 hiervan bevat. In de dwarsliggende steel 36 van het andere vakwerk 3 is een opnameboring 37 voor de astap 34 aangebracht. Dwars op de langsas hiervan is op zodanige wijze door deze opnameboring 37 heen een bout 38 aan te brengen, dat de bout 38 bij de samengestelde toestand van de beide vakwerken 3,4 met voldoende tussenruimte in de opening 35 grijpt. De graden van vrijheid van de verbindingsplaats 5 van de beide vakwerken 3,4 zijn hoofdzakelijk gelegen in de asrichting (Pfl) en in de draairichting (Pf2) om de as 6 heen. In het de opnameboring 37 bevattende gedeelte 39 is op zodanige wijze een door middel van een veer 41 in beweging te brengen drukbout 42 verschuifbaar aangebracht, dat het vrije uiteinde 43 hiervan zich in de opnameboring 37 bevindt en is geplaatst tegen hiet vrije voorste oppervlak 44 van de astap 34. De beide vakwerken 3,4 van de meetwagen 1 worden op deze wijze verend in een richting dwars op de lengterichting van de spoorstaven zover uit elkaar gedrukt (Pfl), als mogelijk is doordat de geleiderollen 11 (fig. 3) in contact staan met de overeenkomende binnenoppervlakken 12 van de koppen 13 van de spoorstaven.

De variaties in de spoorbreedte kunnen hierdoor verend worden gecompenseerd. Door eenvoudigweg de bout 38 weg te nemen, is een snelle manier voor het tot beide vakwerken 3,4 uiteennemen van de meetwagen gegeven.

In fig. 6 is vergroot een opnemer 14 van de afgelegde weg weergegeven. Herkenbaar is een door middel van hendelarmen 15 aan de ligger 8 van een vakwerk 4 gekoppelde rol 16, welke bij voorkeur is vervaardigd van polypropyleen, welke op de loopvlakken 17 van een spoorrail 2 rolt. Contacten 45 zijn over de omtrek onder gelijke hoekafstanden verdeeld, welke contacten dienen voor de besturing van de meetintervallen, met betrekking tot de rijweg van de meetwagen 1. Hierbij bewerkstelligen de contacten op inductieve wijze de registratie van de geldende toestand van de meet-waamemer door het meetapparaat, bij nadering van een aan een hendelarm 25 bevestigde naderingsschakelaar, die in fig. 6 niet is weergegeven.

Claims (8)

1. Over een spoorbaan verrijdbare meetwagen met een chassis en een registrerende meetinrichting voor bepaling en optekening van het profiel in de lengterichting van de loopvlakken van de spoorbaan, met op de spoorstaven in de lengterichting van de spoorstaven liggende en over de loopvlakken in de lengterichting van de spoorstaven beweegbare draagelementen, welke zijn voorzien van aan een zijde aangebrachte geleidingselementen, die als gevolg van veerdruk aansluiten op de binnenzijde van de kop van de spoorrail, gekenmerkt door de eigenschappen: het chassis van de meetwagen (1) bestaat uit twee vakwerken (3,4), de vakwerken (3,4) zijn door middel van een stee-kasverbinding (5) ten opzichte van elkaar in een begrensd gebied verdraaibaar,

2. Meetwagen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de draagelementen uit telkens twee, in lijn met de lengterichting van de spoorstaven geplaatste rolelementen (7) bestaan.

3. Meetwagen volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de rolelementen (7) op een grotere afstand van elkaar zijn geplaatst dan de maximale periode van de korte golven, en dat in elk rolelement (7) achter elkaar een aantal in lijn geplaatste enkele rollen (25) zijn aangebracht.

4. Meetwagen volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de afstand tussen de assen van de enkele rollen (25) kleiner is dan de minimale periode van de ribbels, en de enkele rollen (25) steeds op de het verst van het midden van de spoorstaven verwijderde zijde van de kop van de spoorstaven rusten.

5. Meetwagen volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de liggers (8) telkens in het midden tussen de rolelementen (7) als meetinrichtingen meetwaarnemers (9) zijn geplaatst, welke met het midden van de rijvlakken van de koppen van de spoorstaven in contact staan.

6. Meetwagen volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de aan de zijkant geplaatste geleidingselementen door geleiderollen (11) worden gevormd.

7. Meetwagen volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de liggers (8) een aan hen-delarmen (15) gekoppelde rol (16) van isolerend materiaal is aangebracht, waarop contacten (45) zijn geplaatst, waarbij de contacten (45) op inductieve wijze de registratie van de geldende toestand van de meetwaarnemer door middel van het meetapparaat bewerkstelligen, bij nadering van een aan een hendelarm (25) aangebrachte naderingsschakelaar.

8. Meetwagen volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan elk van de liggers (8) een hef- en zakbaar gestel (18) is aangebracht, welke is voorzien van twee spoorrollen (19), die door middel van kantel-onderdelen (21) aan de betreffende ligger (8) zijn gekoppeld, waarbij in het koppelpunt een bedieningshendel (22) is aangebracht, welke een bevestigingsinrichting (23) voor de beide werkingsstanden vertoond, en waarbij de beide kantel-onderdelen (21) door middel van een koppelstang (24) zijn verbonden.