AT411277B - Maschine und verfahren zum erkennen der schwellenlage eines gleises - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Maschine mit einer zyklisch einsetzbaren Arbeitsvorrichtung zur Be- arbeitung eines Schwellen und Schienen aufweisenden Gleises sowie mit einer berührungslos wirkenden Abtasteinrichtung zum Erkennen einer Schwellenlage in Verbindung mit einer Weg- messeinheit zur Erfassung eines von der Maschine am Gleis zurückgelegten Weges und mit einer Steuereinheit zur Zentrierung der Arbeitsvorrichtung in Abhängigkeit von der abgetasteten Schwel- lenlage sowie ein Verfahren zur berührungslosen Abtastung von Schwellen. 



   Durch US 3 762 333 A ist bereits eine derartige Maschine bekannt, die als Gleisstopfmaschine mit einem Stopfaggregat als Arbeitsvorrichtung ausgebildet ist. In Arbeitsrichtung vor dieser ist am Maschinenrahmen im Bereich der Schienenbefestigungsmittel eine als Pulsor ausgebildete Abtast- einrichtung angeordnet, die auf die Nähe eines metallischen Objektes, z. B. einer Schienenschrau- be, anspricht und ein entsprechendes Signal abgibt. Anhand einer Wegmesseinrichtung wird der von der Maschine zurückgelegte Weg registriert. Die Maschine wird in weiterer Folge unter Be- rücksichtigung des bekannten Abstandes zwischen Pulsor und Stopfaggregat durch eine Steuer- einrichtung derart gestoppt, dass das Stopfaggregat genau über einer Schwelle zu deren Unterstop- fung zentriert ist. 



   Bei einer weiteren, gemäss AT 321 347 B bekannten Maschine ist ein elektronenoptisches Kon- trollorgan in Form einer Fernsehkamera vorgesehen, anhand derer die Bedienungsperson eine individuelle Einstellung des Stopfaggregates auf die Lage der Schwellen vornehmen kann. 



   Durch US 5 671 679 A ist die Verwendung von verschiedenen Arten von Sensoren geoffenbart, mit denen die Lage einer Schwellenplatte oder eines ähnlichen Zielobjektes berührungslos erfasst werden kann. 



   Gemäss JP 322707/94 A ist es auch bekannt, anhand einer aus einem Lichtschlitz und einer Kamera gebildeten Bildverarbeitungseinrichtung den Unterschied zwischen Schwellen- und Schot- teroberfläche festzustellen und das Absenken von Stopfaggregaten einer Gleisstopfmaschine entsprechend zu steuern. 



   Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun in der Schaffung einer gattungsgemässen Maschine sowie eines Verfahrens, mit der bzw. dem eine verbesserte Erkennung einer Schwellen- lage gewährleistet ist. 



   Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Maschine der gattungsgemässen Art da- durch gelöst, dass die Abtasteinrichtung als Distanzmesser zur berührungslosen Erfassung von vertikalen Distanzmesswerten zwischen Abtasteinrichtung einerseits und Schwellen bzw. Schotter des Gleises andererseits ausgebildet ist, und dass die mit dem Distanzmesser verbundene Steuer- einheit für eine fortlaufende und aufeinanderfolgende Unterteilung der wegabhängigen Messstrecke jeweils in einen lediglich geringfügig voneinander abweichende Distanzmesswerte umfassenden Schwellenerkennungsabschnitt X und einen daran anschliessenden, durch eine Folge von sprung- haft veränderten Distanzmesswerten gekennzeichneten Schottererkennungsabschnitt Y ausgebildet ist. 



   Durch diese erfindungsgemässe Lösung ist es möglich, die Schwellenlage zuverlässig und vo- rallem unabhängig von der Schwellenart zu erkennen, so dass auch ältere Gleise mit einer Vielzahl von verschiedenen Schwellenarten bzw. Schienenbefestigungsarten problemlos abtastbar sind. 



  Durch Anordnung zweier in Maschinenquerrichtung voneinander distanzierter Abtasteinrichtungen besteht auch in vorteilhafterweise die Möglichkeit, eine Schräglage von Schwellen zu erkennen. 



   Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen. 



   Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispieles näher beschrieben. 



   Es zeigen: 
Fig.1eine vereinfachte Seitenansicht einer Maschine mit einer zyklisch einsetzbaren Arbeits- vorrichtung zur Bearbeitung eines Gleises, 
Fig.2 eine schematische Darstellung einer Abtasteinrichtung mit einer Messkurve, 
Fig.3 eine schematisierte Darstellung eines Gleises mit zwei Abtasteinrichtungen sowie ent- sprechenden Messkurven, und 
Fig. 4 eine schematisierte Darstellung von Teilen der Maschine. 



   Eine in Fig.1dargestellte Maschine 1 weist einen auf Schienenfahrwerken 2 abgestützten Ma- schinenrahmen 3 auf und ist durch einen Fahrantrieb 4 auf einem aus Schwellen 5 und Schienen 6 

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 gebildeten Gleis 7 verfahrbar. Zwischen den Schienenfahrwerken 2 ist eine zyklisch einsetzbare Arbeitsvorrichtung 8 in Form eines Stopfaggregates 9 angeordnet. Diesem ist ein Gleishebeaggre- gat 10 sowie ein Bezugsystem 11 zugeordnet. In einer durch einen Pfeil 12 dargestellten Arbeits- richtung vor der Arbeitsvorrichtung 8 befinden sich zwei in Maschinenquerrichtung einander gege- nüberliegende Abtasteinnchtungen 13 zur Erkennung der Schwellenlage im Gleis 7.

   Für die Mes- sung des von der Maschine 1 am Gleis 7 zurückgelegten Weges ist eine des von der Maschine 1 am Gleis 7 zurückgelegten Weges ist eine auf der Schiene 6 abrollbare Wegmesseinheit 14 vorge- sehen. Diese steht ebenso wie die Abtasteinrichtung 13 mit einer Steuereinheit 15 in Verbindung. 



   Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Abtasteinrichtung 13 als Distanzmesser 16 für eine berührungslose Messung des vertikalen Abstandes zu der darunterliegenden Schwelle 5 bzw. zu Schotter 17 ausgebildet. Eine in Abhängigkeit des von der Maschine 1 zurückgelegten Weges s erfasste Messkurve 18 setzt sich aus einer Vielzahl von Distanzmesswerten d zusammen. 



   Die Messkurve 18 besteht in abwechselnder Folge aus einem lediglich geringfügig voneinander abweichende Distanzmesswerte d aufweisenden Schwellenerkennungsabschnitt X und einem Schottererkennungsabschnitt Y zusammen, der sich aus einer Vielzahl von sprunghaft zueinander verändernden Distanzmesswerten d zusammensetzt. Beginn und Ende des Schwellenerkennungs- abschnittes X können relativ einfach unter Zuordnung einer Sprungstelle A bzw. B erkannt werden. 



  Durch Halbierung des Schwellenerkennungsabschnittes X wird ein Zentrierpunkt Zx für die zeitver- setzte Zentrierung des Stopfaggregates 9 oberhalb der entsprechenden Schwelle 5 ermittelt. 



   Die innerhalb der beiden   Sprungstellen   A, B liegenden Distanzmesswerte d befinden sich mit ih- ren jeweiligen Maximalwerten innerhalb einer Minimalbandbreite m. Die den Schottererkennungs- abschnitt Y definierenden Distanzmesswerte d liegen mit ihren Maximalwerten deutlich ausserhalb der Minimalbandbreite m. 



   Wie in Fig.3 ersichtlich, sind zwei in Maschinenquerrichtung voneinander distanzierte Distanz- messer 16 vorgesehen, um im Rahmen einer Arbeitsvorfahrt der Maschine 1 entlang zweier in Gleislängsrichtung verlaufender Messlinien 21 die Schwellenlage abzutasten. Damit besteht die Möglichkeit, zwei voneinander unabhängige Messkurven 18 zu bilden, aus denen schliesslich z.B. infolge einer wegversetzten Sprungstelle A eine Schräglage SL einer Schwelle 5 erkennbar ist. 



  Damit können die beiden nachfolgenden, hier nicht näher dargestellten Stopfaggregate 9 unab- hängig voneinander jeweils optimal über dem jeweiligen Schwellenabschnitt zur Einleitung des Stopfvorganges zentriert werden. 



   Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, wird in der Steuereinheit 15 unter Registrierung von   Sprungstellen   A, B die aus einer Vielzahl von Distanzmesswerten gebildete, wegabhängige Mess- kurve 18 in abwechselnd aufeinanderfolgende Schwellenerkennungsabschnitte X und Schotterer- kennungsabschnitte Y unterteilt, indem beispielsweise die lediglich innerhalb einer Minimalband- breite m liegenden Distanzmesswerte d herausgefiltert werden. 



   In einer Eingabeeinheit 22 können Grenzwerte zur Definition der Minimalbandbreite m sowie eine Minimal- und Maximalbreite von im Gleis 7 möglicherweise vorkommenden Schwellen 5 zur Definition eines Schwellenakzeptanzbereiches SA eingegeben werden. In einer Prüfeinheit 23 erfolgt eine Plausibilitätsprüfung des zuvor ermittelten Schwellenerkennungsabschnittes X, ob die durch die beiden Sprungstellen A, B definierte Schwellenbreite innerhalb der in der Eingabeeinheit 22 gespeicherten Grenzwerte liegt. Falls diese Prüfung negativ ist, erfolgt die Aktivierung einer akustischen und/oder optischen Warneinrichtung 24, um eine Bedienungsperson auf die unklare Situation aufmerksam zu machen. 



   Bei positiver Prüfung wird unter Halbierung der Wegdistanz zwischen den Sprungstellen A, B der Zentrierpunkt Zx ermittelt, gespeichert und wegversetzt für einen automatischen Vorfahrtsstopp der Maschine 1 abgegeben, um schliesslich die Stopfaggregate 9 über der jeweiligen Schwelle 5 zu zentrieren. 



   Durch die Berechnung der mittleren Schwellenbreite und des mittleren Schwellenabstandes kann das Vorliegen von Doppelschwellen erkannt und angezeigt werden. Durch einen Vergleich der gerechneten mit der tatsächlich gemessenen Vorfahrt wird automatisch ein Korrekturwert berechnet, der die sich während der Arbeit ergebenden unterschiedlichen Verhältnisse (Reibwert Rad/Schiene) in der Berechnung der Sollvorfahrtswerte berücksichtigt. Durch die Möglichkeit, den Bremspunkt der Maschine 1 und das Vorsignal mittels digitaler Einstellmöglichkeit zu verschieben, ist auch eine manuelle Korrektur der Zentrierung der Arbeitsvorrichtung 8 durch die Bedienungs- 

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 person möglich. Eventuell im Bereich der Messlinien 21 liegender Schotter 17 ist durch eine höhen- verstellbare Kehreinrichtung 25 (Fig. 1) entfernbar. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Maschine (1) mit einer zyklisch einsetzbaren Arbeitsvorrichtung (8) zur Bearbeitung eines 
Schwellen (5) und Schienen (6) aufweisenden Gleises (7) sowie mit einer berührungslos wirkenden Abtasteinrichtung (13) zum Erkennen einer Schwellenlage in Verbindung mit einer Wegmesseinheit (14) zur Erfassung eines von der Maschine (1) am Gleis (7) zurück- gelegten Weges (s) und mit einer Steuereinheit (15) zur Zentrierung der Arbeitsvorrichtung (8) in Abhängigkeit von der abgetasteten Schwellenlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (13) als Distanzmesser (16) zur berührungslosen Erfassung von ver- tikalen Distanzmesswerten (d) zwischen Abtasteinrichtung (13) einerseits und Schwellen (5) bzw.

   Schotter (17) des Gleises (7) andererseits ausgebildet ist, und dass die mit dem 
Distanzmesser (16) verbundene Steuereinheit (15) für eine fortlaufende und aufeinander- folgende Unterteilung der wegabhängigen Messstrecke jeweils in einen lediglich geringfügig voneinander abweichende Distanzmesswerte (d) umfassenden Schwellenerkennungsab- schnitt X und einen daran anschliessenden, durch eine Folge von sprunghaft veränderten 
Distanzmesswerten (d) gekennzeichneten Schottererkennungsabschnitt Y ausgebildet ist.

Claims (1)

1. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Maschinenquer- richtung zwei voneinander distanzierte Distanzmesser (16) vorgesehen sind, denen jeweils eine eigene Prüfeinheit (23) zugeordnet ist.

   3. Verfahren zur Bearbeitung eines Gleises (7) mittels einer zyklisch einsetzbaren Arbeitsvor- richtung (8), wobei im Rahmen einer Maschmenvorfahrt der zurückgelegte Weg (s) gemes- sen und die Lage von Schwellen (5) berührungslos abgetastet wird, dadurch gekennzeich- net, dass a) entlang einer in Gleislängsrichtung über Schwellen (5) und Schotter (17) verlaufenden Messlinie (21) kontinuierlich in vertikaler Richtung verlaufende Distanzmesswerte (d) zwischen Maschine (1) und Schotter (17) bzw.

   Schwelle (5) ermittelt und gespeichert werden, wonach b) eine solcherart eruierte wegabhängige Messkurve (18) in einen lediglich minimale Messwertänderungen aufweisenden und den Beginn mit einer ersten Sprungstelle (A) registrierenden Schwellenerkennungsabschnitt (X) unterteilt wird, dem c) jeweils unter Zuordnung einer zweiten Sprungstelle (B) ein Schottererkennungsab- schnitt (Y) folgt, der durch eine aufeinanderfolgende Anzahl von sprunghaft veränder- ten, mit den Maximalwerten ausserhalb der Minimalbandbreite (m) liegenden Distanz- messwerten (d) gekennzeichnet ist.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schwellenerkennungs- abschnitt (X) definierenden minimalen und maximalen Distanzmesswerte (d) zur Definition einer Minimalbandbreite (m) speicherbar sind.

   5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der den Schwellener- kennungsabschnitt (X) definierende Abstand der beiden Sprungstellen (A, B) zueinander im Rahmen einer permanenten Plausibilitätsprüfung mit einem in einer Steuereinheit (15) ge- speicherten, verschiedene Schwellenbreiten von im Gleis (7) möglicherweise vorkommen- den verschiedenen Bauarten von Schwellen (5) umfassenden Schwellenakzeptanzbereich (SA) für die Schwellenbreite verglichen wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch' gekennzeichnet, dass eine optische und/oder akustische Warneinrichtung (24) aktiviert wird, sobald die Plausibilitätsprüfung für den Schwellenerkennungsabschnitt (X) ein ausserhalb des gespeicherten Schwellenakzep- tanzbereiches (SA) liegendes Ergebnis zur Folge hat.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich der Maschinenvorfahrtsrichtung vor der Abtasteinrichtung (13) ein in der Messlinie (21) liegen- der Bereich der Schwelle (5) abgekehrt wird. <Desc/Clms Page number 4>

   HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN