WO2015124253A1

WO2015124253A1 - Verfahren zur gleislagemessung mittels eines laser-scanners unter erfassung der maschinenrahmen-verformung mittels dehnmesstreifen

Info

Publication number: WO2015124253A1
Application number: PCT/EP2015/000134
Authority: WO
Inventors: Leopold FRÜHWIRT
Original assignee: Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gesellschaft M.B.H.
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2015-01-24
Publication date: 2015-08-27
Also published as: AT515208A4; CN105960490A; AT515208B1

Abstract

Zur Durchführung von Gleislagekorrekturen ist ein Gleislage- Messsystem (9) vorgesehen, das aus einem Maschinenrahmen (3) und aus einer Anzahl von die Lage der Schiene (4) erfassenden Gleislage-Messeinrichtungen (10) zusammengesetzt ist. die Diese weisen Laserscanner für eine berührungslose Abtastung der Schiene (4) auf und sind bezüglich einer Vertikalen unveränderbar mit dem als Messbasis dienenden Maschinenrahmen (3) verbunden.

Description

VERFAHREN ZUR GLEISLAGEMESSUNG MITTELS EINES LASER-SCANNERS UNTER ERFASSUNG DER MASCHINENRAHMEN-VERFORMUNG MITTELS DEHNMESSTREIFEN

Die Erfindung betrifft eine Gleisbaumaschine zur Durchführung von Gleislagekorrekturen, mit einem durch Schienenfahrwerke auf Schienen eines Gleises verfahrbaren Maschinenrahmen und einem Gleislage- Messsystem, das aus einer Anzahl von die Lage der Schiene erfassenden Gleislage-Messeinrichtungen und dem als gemeinsame Messbasis dienenden Maschinenrahmen zusammengesetzt ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Ermittlung von Gleislagefehlern.

Eine derartige Gleisbaumaschine ist durch AT 394 742 bekannt und ist zum Unterstopfen eines Gleises ausgebildet. Als Gleislage- Messeinrichtungen dienen zwei durch einen Maschinenrahmen miteinander verbundene Schienenfahrwerke sowie eine zwischen diesen positionierte, auf dem Gleis abrollbare Messachse. Der Maschinenrahmen ist als gemeinsame Messbasis vorgesehen. Um eine Messwertverfälschung infolge der Einfederung der Schienenfahrwerke auszuschließen, sind in deren Nähe berührungslose Lasersensoren zur Messung eines Abstandes zwischen Maschinenrahmen und Schiene vorgesehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung einer Gleisbaumaschine der eingangs genannten Art sowie einem Verfahren, mit der bzw. dem eine vereinfachte Gleislagemessung durchführbar ist. [04] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Gleisbaumaschine bzw. einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 bzw. 5 angeführten Merkmale gelöst.

[05] Mit derartig ausgebildeten Gleislage-Messeinrichtungen ist eine präzise

Erfassung der Gleislagefehler möglich. Da nunmehr keinerlei Messachsen mit dem Gleis kontaktiert werden müssen, ist in vorteilhafter Weise sowohl die Inbetrieb- als auch die Außerbetriebnahme wesentlich vereinfacht.

[06] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der Zeichnungsbeschreibung.

[07] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer als Stopfmaschine ausgebildeten Gleisbaumaschine, Fig. 2 eine schematisierte Draufsicht auf ein Gleislage-Messsystem der Gleisbaumaschine, Fig. 3 eine schematisierte Seitenansicht des Gleislage-Messsystems, und Fig. 4, 5 je eine vereinfachte Darstellung einer Gleislage-Messeinrichtung.

[08] Eine in Fig. 1 dargestellte, als Stopfmaschine ausgebildete Gleisbaumaschine 1 weist einen auf Schienenfahrwerken 2 abgestützten Maschinenrahmen 3 auf und ist auf Schienen 4 eines Gleises 5 verfahrbar. Zwischen den beiden Schienenfahrwerken 2 ist ein Stopfaggregat 6 zum Unterstopfen des Gleises 5 angeordnet. Bezüglich einer Arbeitsrichtung 7 ist unmit- telbar vor dem Stopfaggregat 6 ein Gleishebe- und Richtaggregat 8 mit dem Maschinenrahmen 3 verbunden.

[09] Für die Ermittlung von Gleislagefehlern ist ein Gleislage-Messsystem 9 vorgesehen, das aus einer Anzahl von die Lage der Schienen 4 erfassenden Gleislage-Messeinrichtungen 10 und dem als gemeinsame Messbasis dienenden Maschinenrahmen 3 zusammengesetzt ist. Dieser übernimmt damit die Funktion von durch den Stand der Technik vielfach bekannten Stahlsehnen.

[10] Jede Gleislage-Messeinrichtung 10 ist als 2D-Laserscanner 13 (Fig. 2) für eine berührungslose Abtastung der Schiene 4 ausgebildet und bezüglich einer Vertikalen unveränderbar mit dem Maschinenrahmen 3 verbunden. Das Gleislage-Messsystem 9 umfasst auch einen Dehnmessstreifen 11 , der zur Messung einer Durchbiegung des Maschinenrahmens 3 mittig auf diesem befestigt ist.

[11] Wie in Fig. 3 ersichtlich, ist für eine wahlweise Anbindung des Gleislage- Messsystems 9 an ein vor der Gleisbaumaschine 1 positioniertes, nicht näher dargestelltes Laser-Vormesssystem ist eine an sich bekannte Zeilenkamera 12 vorgesehen. Für die Erfassung einer Gleis-Querneigung werden diverse Pendel verwendet.

[12] In Fig. 2 sind die einzelnen Gleislage-Messeinrichtungen 10 jeweils als in

Schienenlängsrichtung verlaufende Ansicht mit je einem Querschnitt durch die abzutastende Schiene 4 dargestellt, während der Maschinenrahmen 3 in Draufsicht und zur Vereinfachung lediglich als Linie gezeichnet ist.

[13] Für jede Schiene 4 sind insgesamt vier in einer Schienen- bzw. Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordnete Gleislage- Messeinrichtungen 10 vorgesehen. Im Bereich der beiden bezüglich der Arbeitsrichtung 7 vordersten Messeinrichtungen 10 ist jeweils ein weiterer Laserscanner 13 vorgesehen, der speziell auf eine Schieneninnenkante gerichtet ist, um diese für eine Erfassung der Pfeilhöhen exakt zu ermitteln.

[14] Die zwischen Stopfaggregat 6 und dem Gleishebe-Richtaggregat 8 positionierten Gleislage-Messeinrichtungen 10 (bzw. die bezüglich der Arbeitsrichtung 7 dem vordersten Paar nachfolgen) sind in einer Fahrzeugquerrichtung 14 relativ zum Maschinenrahmen 3 verschiebbar ausgebildet. Dadurch können diese dem Schienenverlauf in einem Gleisbogen ungehindert folgen.

[15] In Fig. 4 ist der relativ zum Maschinenrahmen 3 verschiebbare Laserscanner 13 vergrößert dargestellt. Dieser weist einen sich in Fahrzeugquerrichtung 14 hin und her bewegenden Spiegel 15 zur Umlenkung eines Laserstrahles 16 auf. Dadurch wird jeweils ein Querschnittsprofil der Schiene 4 in Verbindung mit einer Vielzahl von nacheinander folgenden Laserstrahlen 16 (s. dazu Fig. 5) abgetastet. [16] Mit dieser Abtastbewegung in einer normal zur Schienenlängsrichtung verlaufenden y-Achse und einer in vertikaler Richtung verlaufenden z-Achse kann sowohl eine Schienenoberkante (SOK) für die Höhenlage als auch eine Schieneninnenkante (SIK) für eine Pfeilhöhe registriert werden (s. Fig. 5). Diese setzt sich aus einem ( aus der Querverschiebung relativ zum Maschinenrahmen 3 resultierenden) Querverschiebeweg q und einer durch die Querbewegung des Spiegels 15 definierten Distanz a zusammen. Die Schienenoberkante (SOK) ergibt sich aus der kürzesten vertikalen Distanz h in Bezug auf die Schiene 4.

[17] Die von den Gleislage-Messeinrichtungen 10 sowie von den Dehnmessstreifen 11 abgegebenen Messsignale werden einer Recheneinheit 17 zugeführt, um die für eine Korrektur der Gleislage erforderlichen Hebe- und Richtwerte zu ermitteln. Die Berücksichtigung der Durchbiegung des Maschinenrahmens 3 ist insofern von Vorteil, als bei größeren Gleislagefehlern hohe Hebe- oder Richtkräfte für die Bewegung des Gleises 5 erforderlich sind. Infolge der durch die Recheneinheit 17 automatisch durchgeführten Kompensation der Durchbiegung hat diese keinen störenden Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Gleisbaumaschine zur Durchführung von Gleislagekorrekturen, mit einem durch Schienenfahrwerke (2) auf Schienen (4) eines Gleises (5) verfahrbaren Maschinenrahmen (3) und einem Gleislage-Messsystem (9), das aus einer Anzahl von die Lage der Schiene (4) erfassenden Gleislage-Messeinrichtungen (10) und dem als gemeinsame Messbasis dienenden Maschinenrahmen (3) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleislage-Messeinrichtungen (10) für eine berührungslose Abtastung der Schiene (4) ausgebildet und bezüglich einer Vertikalen unveränderbar mit dem Maschinenrahmen (3) verbunden sind.

2. Gleisbaumaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass die Gleislage-Messeinrichtung (10) als zweidimensionaler Laserscanner (13) für eine Abtastung in einer normal zu einer Schienenlängsrichtung verlaufenden y-Achse und in einer in vertikaler Richtung verlaufenden z-Achse ausgebildet ist.

3. Gleisbaumaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass der Maschinenrahmen (3) zur Messung seiner Durchbiegung mit einem Dehnmessstreifen (11 ) verbunden ist.

4. Gleisbaumaschine nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine - bezüglich der Schienen- bzw. Fahrzeuglängsrichtung gesehen - zwischen zwei endseitig positionierten Gleislage-Messeinrichtungen (10) angeordnete mittige Gleislage-Messeinrichtung (10) in einer Fahrzeugquerrichtung (14) relativ zum Maschinenrahmen (3) verschiebbar ausgebildet ist.

5. Verfahren zur Ermittlung von Gleislagefehlern durch Abtastung von Schienen (4) eines Gleises (5) in einer Anzahl von in einer Gleislängsrichtung voneinander distanzierten, auf einen gleisverfahrbaren Maschinenrahmen (3) als gemeinsame Messbasis bezugnehmenden Gleislage-Messeinrichtungen (10), dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Gleislage-Messeinrichtung (10) eine berührungslose zweidimensionale Abtastung eines Querschnittprofiles der Schiene (4) erfolgt, wobei unter permanenter Messung eines Abstandes (h) zwischen Gleislage-Messeinrichtung (10) und der Schiene (4) ein Laserstrahl (16) in Schie- nenquerrichtung bewegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem kleinsten Abstand (h) ein Referenzpunkt als Schienenoberkante (SOK) für eine Gleishöhenlage registriert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Abtastung der Schiene (4) eine Durchbiegung des Maschinenrahmens (3) gemessen und für die Ermittlung der Gleislagefehler berücksichtigt wird.