DE1923762C3 - Meßeinrichtung zur geometrischen Überprüfung und/oder Berichtigung von Eisenbahngleisen - Google Patents
Meßeinrichtung zur geometrischen Überprüfung und/oder Berichtigung von EisenbahngleisenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung zur geometrischen Überprüfung und/oder Berichtigung
von Eisenbahngleisen, bestehend aus zwei zweiachsigen Wagen, von denen der erste einen senkrecht zur
Wagenlängsachse starr angeordneten Träger aufweist, an dem jeweils eines der Enden von wenigstens zwei die
Wagen miteinander verbindenden, einen Gelcnkmechanismus bildenden konvergierenden Stangen schwenkbar
angelenkt ist, während das jeweils andere Ende der Stangen in vorgegebenem Abstand an einem entweder
verschwenkbaren oder senkrecht zur Wagenlängsachse des zweiten Wagens verschiebbar gelagerten, den
beweglichen Teil der Anzeigeeinrichtung bildenden oder beeinflussenden Element angelenkt ist.
Meßeinrichtungen, mil denen der Verlauf der Gleise und zwar auf Abweichungen in der Höhenlage wie auch
quer hierzu in Richtung der Gleisebene ermittelt werden können, werden zur Durchführung der zum
Unterhalten von Eisenbahngleisen dienenden Arbeiten benötigt. Vielfach sind diese Einrichtungen mit Gleisbeirbeitungsmaschinen
kombiniert, die nach Maßgabe der festgestellten Fehler die Korrektur vornehmen, d. h. das
Berichtigen der Höhenlage bzw. das Richten in •eitlicher Richtung. So sind im Hinblick auf diese enge
Zusammenarbeit der Meßeinrichtungen und der Richtmaschinen die heutigen Gleisunterhaltungsmaschinen
vielfach mit den erforderlichen Meßeinrichtungen ausgerüstet.
Die gebräuchlichen Meßeinrichtungen verwenden hierbei eine Bezugsbasis, die zusammen mit der
Gleisunterhaltungsmaschine längs des Gleises beweglich ist. Die Verwendung einer solchen relativen
Bezugsbasis gestattet es, die im Längsprofil des Gleises vorhandenen Fehler zu messen, worauf die ermittelten
Fehler im erforderlichen Maße korrigiert werden können. Man hat versucht, die mit Hilfe von relativen
Bezugsbasen erzielten Ergebnisse dadurch zu verbessern, daß man Bezugsbasen von sehr großer Ldnge
verwendete. Solche Basen sind aber aus sehr langen Elementen zusammengesetzt, wodurch das ganze
Gebilde, das die Basis darstellt, übermäßig nachgiebig
ίο und Schwingungen ausgesetzt ist, die eine korrekte
Ermittlung von Meßergebnissen erschweren.
Aus der US-PS 33 44 530 ist eine Meßeinrichtung bekannt, mit der eine Drei-Punkt-Basis geschaffen wird,
welche drei Punkte einer Kurve definiert. Mit dieser Meßeinrichtung kann mit Bezug auf die Drei-Punkt-Basis
die Abweichung eines dazwischenliegenden vierten Punktes gemessen werden. Die Soüage dieses vierten
Punktes wird hierbei von den den Gelenkmechanismus bildenden konvergierenden Stangen bestimmt. Bei
dieser bekannten Meßeinrichtung sind die beiden Stangen des Gelenkmechanismus gekreuzt angeordnet,
so daß der Konvergenzpunkt also zwischen den beiden Wagen liegt, wobei er aber keine direkt als Meßgröße
auswertbare Beziehung zu dem zu messenden Punkt hat. Im Vergleich zu den obenerwähnten Meßeinrichtungen
mit sehr langer Bezugsbasis baut die bekannte Meßeinrichtung kürzer und ist demzufolge weniger
nachgiebig und in geringerem Umfang Schwingungen od. dgl. die Messung beeinträchtigenden Einflüssen
ausgesetzt, jedoch erfolgt eine Fehleranzeige erst dann, wenn der erste Wagen den fehlerbehafteten Gleisbereich
bereits überfahren hat. Eine Veränderung der Lage des Konvergenzpunktes und/oder des Meßpunktes
ist nicht möglich.
J5 Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eint: Meßeinrichtung für die geometrische
Überprüfung von Eisenbahngleisen zu schaffen, die unter Vermeidung der obenerwähnten Mängel der
Einrichtung mit langer Bezugsbasis bei vereinfachtem Aufbau eine hohe Meßgenauigkeit gewährleistet und
einen Gleisfehler frühzeitig, d.h. bereits unmittelbar dann anzeigt, wenn der erste Wagen den Gleisfehler
erreicht. Zur Anpassung an unterschiedliche Bedingungen soll darüber hinaus die Möglichkeit gegeben sein,
die Lage des Meßpunktes relativ zu den Wagen zu verändern. Ausgehend von einer Meßeinrichtung der
eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Stangen in einem
in der Verlängerung ihrer Längsachse /wischen den beiden Achsen des ersten Wagens liegenden Punkt
konvergieren. Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung verwendet also ein Zwei-Punkt-Bezugssystcm, in bezug
auf welches die Abweichung eines weiter vornliegenden dritten Punktes gemessen wird, wobei es Zweck der
konvergierenden Stangen ist, den Meßpunkt zu definieren, der sich lotrecht unter dem Konvergen/-punkt
der konvergierenden Stange befindet.
Meßeinrichtungen zur Ermittlung von Gleisfehlern, die einen von zwei Stangen gebildeten Gelenkmecha·
nismus aufweisen, sind zwar an sich bekannt. (DE-AS 10 98 532), jedoch bilden die Stangen hierbei lediglich
eine Parallelogrammführung für ein einachsiges Fahrgestell, dessen Höhenänderungen über ein zweiarmiges
Hebelwerk auf einen Meßanzeiger übertragen werden.
Die Stangen sind also gar nicht Teil der eigentlichen Meßvorrichtung.
Auch die Verwendung konvergierender Stangen zur Kopplung von vor und hinter dem eigentlichen
10
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Meßfahrzeug angeordneten Laufkatzen ist fur die Messung waagerechter Koordinaten eines Gleises
bekannt (DE-PS 9 26 076), wobei die Stangen jedoch auch hier wieder nur die mechanische Kopplung
herstellen, während die eigentliche Meßfunktion von der Kinematik dieser Kopplung unabhängig dadurch
erfolgt, daß die seitliche Auslenkung der Laufkatzenräder über Kabel auf eine Registriereinrichtung Obertragen
wird.
Wenn die erfindungsgemäße Meßeinrichtung für Nivellierarbeiten bestimmt ist, werden die konvergierenden
Stangen in einer vertikalen Ebene angeordnet.
Für Richtarbeiteß sind die konvergierenden Stangen andererseits in einer horizontalen Ebene angeordnet.
Die Konvergenz der Stangen der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung wird zweckmäßigerweise einstellbar
ausgebildet, um die Lage des Konvergenzpunktes und uamit den senkrecht unterhalb des Konvergenzpunkts
gelegenen Meßpunkt in einem relativ gioßen Bereich beliebig wählen zu können.
Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele
dargestellt, und zwar eine Grundform sowie eine Abwandlung hiervon. Es zeigt
Fig. 1 die Grundform der Einrichtung gemäß der Erfindung, und zwar in Ansicht von der Seite.
Fig. 2 bis 7 vereinfachte Darstellungen dieser Einrichtung, ebenfalls in Seitenansicht, und zwar unter
verschiedenen Arbeits- und Einstellungsverhältnissen, um die Arbeitsweise zu erläutern. Zur Erhöhung der
Anschaulichkeit sind — unter Beibehaltung des Konstruktionsprinzips — Verschiebungen der Größenverhältnisse
vorgenommen, um insbesondere das als Anzeigevorrichtung dienende bewegliche Element
deutlicher hervortreten zu lassen.
Fig. 8 auch wieder in Seitenansicht, die schon erwähnte Abwandlung.
Wie aus Fig. I ersichtlich ist, besteht diese als Ausführungsbeispiel gewählte Einrichtung gemäß der
Erfindung aus drei verschiedenen, in Längsrichtung des Gleises hintereinander angeordneten Elementen 1, 2
und 3. Das Element 1 stellt hierbei die eine Meßvorrichtung dar. die über den verformbaren
Mechanismus 2 mit der anderen Meßvorrichtung 3 verbunden ist.
Die Meßvorrichlung 1 weist als wesentlichen Bestandteil ein langes Rohr 4 auf. an dessen äußeres
Ende 5 eine Roile 6 befestigt ist. Diese Rolle 6 ruht im Punkt A auf der Schiene 7 und stützt somit das Rohr 4 an
diesem Ende ab. Das andere Ende des Rohres 4 ist an einem Zwischenglied 8 befestigt, das man als Wagen
bezeichnen kann, da es im Punkt B ebenfalls mit einer Rolle 9 auf der Schiene 7 ruht.
Der Verbindungsmechanismus 2 besteht im wesentlichen aus zwei konvergierend angeordneten Stangen 10
und 11. Dieses Stangenpaar ist an seinem schmaleren Ende an den Wagen 8 angelenkt. Der breitere Teil des
Stangenpaares ist mit der Meßvorrichtung 3 verbunden, und zwar nicht unmittelbar, sondern über ein bewegliches
Zwischenglied 16.
Diese zweite Meßvorricb'i.ni. >
besitzt als tragenden Bestandteil ein Gestell 12, das an seinem vorderen Ende mit einer Rolle 13 im Punkt C und an seinem hinteren
Ende mit einer Rolle 14 im Punkt D auf der Schiene 7 ruht. Außerdem ist es fest mit einer Gleisunterhaltungsmaschine
15 verbunden. An diesem Gestell ist etwa oberhalb des Punktes C der schon erwähnte drehbewegliche
Mechanismus 16 angeordnet, an den die Enden
45
50 der beiden nach dort divergierenden Stangen 10 und 11
angelenkt und dadurch mittelbar an das Gestell 12 gelenkig angekuppelt sind. Dieser drehbewegiiche
Mechanismus 16 kann, um nur einige Beispiele zu nennen, eine Anzeigevorrichtung, eine Steuervorrichtung
zur Korrektur der Gleislage oder auch eine Kombination beider Arten von Vorrichtungen darstellen.
Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung stellen die konvergierenden Stangen 10 und 11 ein für die neue
Arbeitsweise wesentliches Element dar. Diese Arbeitsweise wird in den F i g. 2 bis 7 veranschaulicht.
In den genannten vereinfachten Darstellungen der Fig.2 bis 7 ist der Punkt P der Konvergenzpunkt, in
dem sich die Verlängerungen der Stangen 10 und U schneiden. Es sei hierbei zunächst gemäß F i g. 2
angenommen, daß dieser gedachte Schnittpunkt P sich senkrecht über dem Abstützpunkt A befinde, während
die Rollen 6, 9, 13 und 14 bei dieser Darstellung fluchtend auf einer geraden Linie liegen. Der Zeiger 16
zeigt hierbei die Null-Stellung an.
In F i g. 3 ist angenommen, daß die Schiene 7 im Punkt B, d. h. unterhalb der Rolle 9 verformt ist, und zwar nach
unten durchgebogen ist. Trotz dieser Verformung und trotz der Lagenänderung der Rolle 9 wird der
Mechanismus 16 nicht beeinflußt. Dieses ergibt sich aus der Kinematik des konvergierenden Stangenpaares
10/11. Das gleiche ergibt sich gemäß Fig.4 bei Abweichung des Gleises im Punkt B und der Rolle 9
nach oben.
Wenn aber gemäß Fig. 5 die Schiene 7 im Punkt A
von der normalen Lage abweicht, so zeigt der Mechanismus 16 diese Verschiebung des Punktes A auf
der Skala an. Aus dieser Darstellung ist auch ersichtlich, daß bei diesem zur Veranschaulichung gewählten
vereinfachten Ausführungsbeispiel die untere Stange 11 an das schwenkbare Element 16 in dem gleichen Punkt
angelenkt ist, in dem letzteres mit dem Gesteil der Meßvorrichtung 3 gelenkig verbunden ist.
Es ergibt sich somit, daß der Mechanismus 16 die Verschiebung des Elementes 1 im Bereich des
gedachten Schnittpunktes P anzeigt, und zwar werden diese Verschiebungen gegenüber derjenigen Bezugslinie
gemesse'i. die durch die Punkte C und D verläuft.
Wird die Anordnung jedoch so ausgebildet, daß der gedachte Schnittpunkt P sich über dem Punkt B
befindet, so zeigt der Mechanismus 16 die Verschiebung dieses Punktes B an, während Verlagerungen des
Punktes A in diesem Falle keine Einwirkung auf die Meßvorrichtung zeigen. So kann man durch Wahl des
Konvergenzpunktes P der Stangen 10 und 11 den Einfluß von Abweichungen in den Punkten A und ßauf
die Anzeigen des Mechanismus 16 beliebig verändern.
Wenn die Einrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer Maschine zur Korrektur der
Gleislage verwendet wird, so gestattet sie es vor allem, den Einfluß von örtlichen Gleisfehlern auf die von der
Maschine 15 durchgeführten Korrekturen weitgehend zu vermindern. Dieses wird dadurch erreicht, daß die
Messung nicht auf einen einzigen Punkt bezogen wird, sondern auf einen aus mehreren Meßpunkten im Mittel
festgestellten Fehler. Es wird also nicht an einem einzigen Punkt gemessen, sondern es wird der gesuchte
Fehler als Mittelwert aus mehreren Fehlerbestimmungen festgestellt, die sich auf verschiedene Punkte
beziehen.
Nimmt man beispielsweise an, daß gemäß F i g. 6 das Gleis im Punkt A verformt ist, während der gedachte
Schnittpunkt Psich an der gezeichneten Stelle befindet,
dann läßt Fig. 7 erkennen, daß die Auswirkung des Fehlers Gfo auf die Lage des gedachten Schnittpunktes P
vermindert ist und daß diese Verminderung im Punkt C bedeutender ist.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung besitzt den Vorteil, daß sie eine lange Meßbasis darstellt, ohne die
eingangs erwähnten Nachteile der bekannten Ausführungsform mit langer Meßbasis aufzuweisen, wie
beispielsweise die Störanfälligkeit für Schwingungen und Verformbarkeit.
Aufgrund dieser Überlegungen ist es vorteilhaft, die Gelenke der Stangen 10 und 11 am Wagen 8 auf einem
einstellbaren Träger zu lagern. Dann ergibt sich die Möglichkeit, den Konvergenzpunkt der genannten
Stangen und damit die Lage des gedachten Punktes P wahlweise bequem zu verändern.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.8 zeigt eine Abwandlung der bisher behandelten Grundform, und
zwar besteht diese Abwandlung darin, daß der verformbare Mechanismus 2, der die Meßvorrichtung 1
an die Meßvorrichtung 3 ankuppelt, aus zwei fluchtend in Reihe hintereinander angeordneten Stangenpaaren
10/11 und 1071Γ besteht. Diese beiden Stangenpaare
sind miteinander durch einen Zwischenwagen 17 verbunden, der mit Hilfe einer Rolle 18 auf der Schiene 7
ruht. In gleicher Weise kann man den verformbaren Mechanismus 2 auch mit mehr als zwei Stangenpaaren
ausstatten, die untereinander durch die entsprechende Anzahl von Zwischenwagen verbunden sind. Auf diese
Weise ist es möglich, den verbindenden Mechanismus 2 in merkbarem Maße zu verlängern und trotzdem allzu
lange Verbindungsstangen zu vermeiden.
Bei den vorstehenden Erläuterungen wurde stillschweigend davon ausgegangen, daß die als Ausführungsbeispiel
dargestellten Einrichtungen gemäß der Erfindung sich mit ihren tastenden Rollen auf einen
einzigen Schienenstrang stützen. Selbstverständlich
kann jedes der beiden Elemente 1 und 3 sich auch auf beide Schienenstränge des Gleises stützen, wobei die
Lage jeder dieser beiden Meßvorrichtungen durch zwei Punkte auf jedem Schienenstrang bestimmt wird. In
diesem Falle wird es zweckmäßig sein, die Stangen 10/11 mit den Meßvorrichtungen 1 und 3 an Stellen zu
verbinden, die in der Gleismittelebene liegen.
Vorstehend ist das Prüfen und Ausgleichen der Höhenlage des Gleises behandelt. Deshalb liegen die
beiden konvergierenden Stangen 10 und 11 in unterschiedlichen Höhenlagen, vorzugsweise übereinander
in einer senkrecht zur Ebene des Gleises liegenden Ebene. Handelt es sich jedoch um das
Ausrichten eines Gleises, d. h. um ein Messen und Korrigieren in seitlicher Richtung innerhalb der Ebene
des Gleises, so werden die konvergierenden Stangen 10 und 11 sowie ggf. 10' und 11' in einer Ebene parallel zur
Gleisebene angeordnet.
Wie schon hervorgehoben, kann die Einrichtung gemäß der Erfindung mit einer Gleisunterhaltungsmaschine
15 verbunden sein, wie es Fi g. 1 veranschaulicht, und kann die von dieser Maschine auszuführenden
Korrekturarbeiten steuern. Es kann die Einrichtung gemäß der Erfindung aber auch für sich allein als
selbständige Meßvorrichtung verwendet werden. In beiden Fällen ergibt sich die Fahrtrichtung der
erfindungsgemäßen Einrichtung in den Darstellungen nach links als naheliegend.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Meßeinrichtung zur geometrischen Überprüfung und/oder Berichtigung von Eisenbahngleisen,
bestehend aus zwei zweiachsigen Wagen, von denen der erste einen senkrecht zur Wagenlängsachse
starr angeordneten Träger aufweist, an dem jeweils eines der Enden von wenigstens zwei die Wagen
miteinander verbindenden, einen Gelenkmechanismus bildenden konvergierenden Stangen schwenkbar
angelenkt ist, während das jeweils andere Ende der Stangen in vorgegebenem Abstand an einem
entweder verschwenkbaren oder senkrecht zur Wagenlängsachse des zweiten Wagens verschiebbar
gelagerten, den beweglichen Teil der Anzeigeeinrichtung bildenden oder beeinflussenden Element
angelenkt ist, dadurch geken η zeichnet, daß die beiden Stangen (10, 11) in einem in der
Verlängerung ihrer Längsachse zwischen den beiden Achsen (6,9) des ersten Wagens (1) liegenden Punkt
(P) konvergieren.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Nivellierarbeiten die konvergierenden
Stangen (10, 11) in einer vertikalen Ebene angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Richtarbeiten die konvergierenden
Stangen (10, 11) in einer horizontalen Ebene angeordnet sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvergenz der
Stangen (10,11) einstellbar ist.
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