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Einrichtung an Maschinen zur Messung und/oder Überwachung und/oder
Korrektur der Lage von Gleisen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Maschinen
zurMessung und/oder Überwachung und/oder Korrektur der Lage von Gleisen mit mindestens
einem Sender zur Aussendung eines eine Bezugsebene oder -gerade definierenden Laser
strahlenbündeis, einer Vorrichtung zur Feststellung der Strahlenrichtung des Laserstrahlenbündels
und einer Vorrichtung zum Abtasten des Laserstrahlenbündels und gegebenenfalls zur
entsprechenden Steuerung von Werkzeugen.
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Bei einer bekannten Einrichtung der vorstehend geschilderten Art (DDR-Patentschrift
44 774) wird durch Laserstrahlen eine Bezugs ebene geschaffen, die zur Steuerung
einer Maschine zur Herstellungder Schoftertrasse. von Gleisen dient. Zur Aussendung
der Laserstrahlen in Richtung auf die Maschine dienen Lasergeräte, die auf Vermarkungspunkten
des Gleises fest angeordnet sind. Auf ihrer Rückseite tragen diese Lasergeräte Strahlendetektoren
sowie Anzeigevorrichtungen zur Feststellung eines Strahlenempfanges, die von weiteren,
hinter diesen Lasergeräten angeordneten Las er geräten beaufschlagt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannte Einrichtung
so auszubilden, daß sie mit hoher Genauigkeit und unter völliger Ausschaltung von
Bedienungsfehlern eine sichere Festlegung des Laserstrahlenbündels auf seine Soll-Lage
ermöglicht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Vorrichtung zur
Feststellung der Strahlenrichtung Tastelemente aufweist, die beim Auftreffen des
Laserstrahlenbündels außerhalb eines zentralen Bereiches dieser Vorrichtung Signale
abgeben, welche eine selbsttätige Einstellung des Senders und/oder der Vorrichtung
zur Feststellung der Strahlenrichtung im Sinne einer Ausrichtung des Laserstrahlenbündels
auf den zentralen Bereich bewirken.
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Durch den Vorschlag der Erfindung ist es nunmehr möglich, Abweichungen
des Las er strahlenbündels von dessen Soll-Lage selbst dann sicher zu verhindern,
wenn der Sender und/oder die Vorrichtung zur Feststellung der Strahlenrichtung längs
des Gleises verfahren werden und dabei Erschütterungen und Änderungen der Gleislage
ausgesetzt sind, die zu einer Verfälschung der Strahlenrichtung führen würden.
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Zweckmäßigerweise sind die Tastelemente an der Vorrichtung zur Fest
stellung der Strahlenr ichtung licht - und/oder temperatur empfindliche Elemente.
In vorteilhafter Weise erfolgt die Einsteuerung des Senders und/oder der Vorrichtung
zur Feststellung der Strahlenrichtung durch die Tastelemente über Funk oder durch
direkte elektrische Steuerung.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführangsform ist vorgesehen, daß
der Sender und/oder die Vorrichtung zur Feststellung der Strahlenrichtung auf dem
Gleis verfahrbar sind. Werden beide, das Laserstrahlenbündel definierende Einrichtungen
gleichzeitig kontinuierlich längs des Gleises verfahren, so wird durch die seltätige
Ausrichtung des Laserstrahlenbündels ständig dessen Soll-Lage korrigiert, so daß
gleichzeitig das Laserstrahlenbündel abtastende Vorrichtungen, die ggf.
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zur Steuerung von Korrekturwerkzeugen dienen, eine exakte Bezugsgerade
vorfinden. Wird dagegen nur der Sender oder die Vorrichtung zur Feststeilung der
Strahlenrichtung verfahren, während jeweils die andere Einrichtung auf einem Festpunkt
angeordnet ist, dann kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens
eine derartige Vorrichtung zur Abtastung des Las er strahlenbündels und ggf.
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zur Steuerung von Korrekturwerkzeugen unmittelbar mit der Vorrichtung
zur Feststellung der Strahlenrichtung oder dem Sender verbunden werden.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens können vorzugsweise
zwei parallel zueinander verlaufende Laserstrahlenbündel und eine für diese Strahlen
gemeinsame Abtastvorrichtung und/oder Vorrichtung zur Feststellung und Bestimmung
der Strahlenrichtung vorgesehen sein. Diese gemeinsame Vorrichtung dient dazu, die
Abweichungen der Laserstrahlenbündel vom Zentrum der Abtastvorrichtung bzw. der
Vorrichtung
zur Feststellung der Strahlenrichtung anzuzeigen und die Einstellung des Senders
und/oder der Vorrichtung zur Feststellung der Strahlenrichtung danach zu steuern.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Austührungsbeispiele anhand der beiliegenden
Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen.
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Die Figuren t und 2 zeigen im Seitenriß und in Draufsicht eine Gleisstopf-Nivellier-Richtmaschine
mit zugehöriger erfindungsgemäßer Überwachungseinrichtung, die Figur 3 zeigt in
axonometrisch schematischer Ansicht Teile dieser Überwachungseinrichtung und die
Figuren 4a und 4b betreffen verschiedene Details einer solchen Einrichtung in Ausführungsvarianten.
Die Fig. 5 stellt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgestattete Einrichtung
zum Seitenrichten des Gleises dar, die Fig. 6 bis 8 sind Schnitte nach VI-VI, Vfl-Vfl
und Vffl-VUI der Fig. 5 und betreffen Einzelheiten dieser Einrichtung und die Fig;
9 betrifft eine Variante in schematischer Draufsicht. Die Fig. 10 bis 12 betreffen
die Ausgestaltungen von Empfängern bzw. zugehörigen Laser-Strahlenbündeln und die
Fig. 13 zeigt die Form eines solchen bandfdrmigetn ebenen Laser StrahlenbUndels
axonom etrisch.
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In den Fig. 14 bis 16 sind in Schematischer Draufsicht verschiedene
Ausführungsvarianten erfindungsgemäß ausgestatteter Maschinen zur Korrektur der
Gleislage dargestellt. Die Fig. 17 und 18 schließlich zeigen axonometrisch Vorrichtungen,
die bei Anordnungen von Gleisfestpunkten im Sinne der Erfindung einsetzbar sind.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gleisstopf-Nivellier-Richtmaschine
besitzt ein mittels dreier Fahrwerke 2 auf dem Gleis 3 verfahrbares
Fahrgestell
1, das in seinem vorderen, über den zu bearbeitenden Gleisbereich vorkragenden Teil
Gleisstopfwerkzeuge 4 zum Unterstopfen der Quer schwellen 5 sowie an der Stirnseite
höhenverstellbar und seitwärtsverstellbar gelagerte Greifer 6 aufweist. Diese Schienengreifer
6 sind als seitlich an den Schienen des Gleises 3 abrollende Rollgreifer ausgebildet;
die zum Seitenrichten des Gleises dienenden, hierzu mit Spurkränzen versehenen Rollen
7 ruhen hingegen auf den Köpfen der Schienen des Gleises 3 auf.
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Zur Höhenverstellung der Gleisgreifer 6 dienen die Hubantriebe 8,
zur Seitwärtsverstellung der Seitenrichtrollen 7 dienen die in Fig. 2 ersichtlichen
Kolben-Zylinder -Antriebe 9. Zur Überwachung des Hubmaßes ist eine aus dem auf einem
Vorwagen 10 befindlichen Sender 11 für ein konisches Lichtbündel 12, einem am Fahrgestellrahmen
1 der Maschine frei höhenverstellbar geführten und auf dem Gleis 3 unmittelbar aufruhenden
Empfänger 13 sowie einer gleichfalls frei höhenverstellbar.geführten und auf dem
Gleis 3 aufruhenden Blende 14 bestehende Einrichtung vorgesehen; in üblicher Weise
wird das Erreichen der Soll-Höhenlage des Gleises 3 dadurch angezeigt und der Hub
der Gleisgreifer 6 beendet, daß die das konische Lichtbündel 12 im unteren Teil
abschattende, auf dem beim Anheben hochwandernden Gleis 3 aufruhende Blende 14 die
zur Soll-Gleishöhenlage parallel verlaufende Verbindungslinie zwischen Sender 11
und Empfänger 13 erreicht und damit den Empfänger abschattet.
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Der Vorwagen 10 mit dem Sender 11 und sonstigen darauf anzuordnenden
Meß- und Überwachungsorganen, z. B. Querneigungsmessern usw., wird von einer Distanzierungsstange
15 in einem bestimmten Abstand von der Stirnseite des Fahrgestellrahmens 1 der Nivellier-Gleisstopfmaschine
behalten und mit dieser Maschine im noch nicht korrigierten
Gleisbereich
verfahren. Damit nun örtliche Fehler in diesem unkorrigierten Gleisbereich, z. B.
örtliche. Vetiefungen oder sog.
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falsche Hochpunkte, das Ergebnis der Glei skorrektur nicht verfälschen,
wird die auf einer Skala 11" ersichtliche Höhenlage des Senders 11 auf dem Vorwagen
10 ständig überwacht, und zwar in an sich bereits bekannter Weise mit Hilfe eines
ebenen, sich im Grundriß gesehen konisch verbreiternden Laser-Strahlenbündels 16,
das von einem höhenverstellbaren Sender 17 ausgeht. Dieser Sender 17 ist außerdem
auch noch um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert und hierzu mit einer Skala
versehen, um beispielsweise für die Bear -beitung von Gleisbögen die Einstellung
des Senders zu erleichtern.
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Der Sender 17 kann'ferner zusätzlich auch noch um eine quer zum Gleis
verlaufende waagrechte Achse verschwenkbar gelagert sein und ist auf einem schwenkbaren
Träger 18 befestigt, der auf dem Vorwagen 19 um 1800 auf die gegenüberliegende Seite
des Gleises verschwenkbar befestigt ist. - Die Verscliwenkung wird erforderlich,
wenn die Leitschiene gewechselt werden muß, also zwischen gegensinnigen Gleisbögen.
Dieser Vorwagen 19, dessen Antrieb vorzugsweise über Funkgeräte ferngesteuert wird,
ist mit einem seiner Spurkranzräder jeweils einer seiner beiden Fahrachsen 19' an
die jeweilige Leitschiene seitwärts andrückbar, um dadurch stets richtigen Bezug
zum Gleis zu erhalten und um dadurch den auf dem Vorwagen 19 befindlichen Sender
17 in diesem richtigen Bezug in das Bezugssystem einzugliedern. Zum Andrücken kann,
wie bekannt, die jeweils zweite, verschiebbar gelagerte und pneumatisch oder hydraulisch
als Stempel verstellbare Achse 19' dieses Vorwagens 19 benutzt werden oder auch
ein eigener seitwärts verstellbarer Druckstempel.
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Der den Sender 11 des Lichtbündels 12 tragende Vorwagen 10 ist mit
seinen Fahrwerken 10' gleichfalls an die eine oder andere Schiene des
Gleises
3 andrückbar und besitzt eine Abnahmevorrichtung mit einem Fühlerglied 20 zum Abtasten
des Laser-Strahlenbündels 16. Der Träger dieses Fühlergliedes 20 ist - wie auch
der Sender 17 - gleichfalls um 1800 verschwenkbar gelagert, um bei einem Wechsel
des Leitschienenstranges auf die andere Seite des Gleises verschwenkt zu werden.
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Dem Sender 17 ist schließlich ein als Zielelement ausgebildeter, gleichfalls
um eine vertikale Achse drehbar gelagerter Empfänger 21 auf der Gleisstopf-Nivellier
-Richtmaschine 1 zugeordnet, der sich im Bereich des gleichfalls dort angeordneten
Empfängersl3 für das Lichtstrahlenbündel 12 befinden kann.
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Schließlich ist aber auch noch eine zweite Abnahmevorrichtung im Bereich
der Gleisstopfwerkzeuge 4 zur Kontrolle und allfälligen Registrierung der Übereinstimmung
zwischen der Soll- und Ist-Lage des Gleises im Bereich der Stopfwerkzeuge 4 vorgesehen.
Diese zweite Abnah Smevorrichtung besitzt gleichfalls ein Fühlerglied 22, das mit
dem gleichen ebenen Laser-Strahlenbündel 16 in Kontakt tritt und - wie der Sender
17 und der Empfänger 21 - aus dem Bereich der einen Schiene des Gleises 3 in den
Bereich der anderen Schiene verschwenkt werden kann, je nachdem welche Schiene als
Leitschiene benutzt wird.
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Zum Grobeinstellen des Senders 17 auf den Empfänger 21 dient eine
auf diesem dreh- und schwenkbar gelagerten Sender 17 im bestimmten Abstand vom Sender-Zentrum
angerdnete Visiereinrichtung 23, mit der ein im gleichen Abstand vom Empfängerzentrum
angeordnetes Zielelement 24 (Fig. 3) anvisiert werden kann, um solcherart das Strahlenbündel
16 auf den Empfänger 21 zentrieren zu können.
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Die genaue stetige und selbsttätige Zentrierung des Strahlenbündels
16 während der Arbeit der Maschine erfolgt allerdings selbsttätig, und zwar ferngesteuert,
sei es über Funkgeräte 25 (Fig. 1) oder fakultativ über elektrische Steuerungsleitungen
26 (Fig. 2, 3), Hierzu ist der Empfänger 21, sa wie die Fig. 6 zeigt - mit'einem
Raster aus licht-und/oder temperatur empfindlichen Zellen versehen, die auf die
Strahlung bzw. auf die Strahlungsintensität ansprechen und elektrische Impulse zur
Steuerung der Antriebsmittel für die Verstellung des Senders 17 und des Empfängers
21 abgeben. Unterhalb des Senders 17 ist ein Verstellantrieb 17' für die Verschwenkung
angedeutet, ebenso unterhalb des Empfängers 21 ein Verstellantrieb 21' (Fig. 3).
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Mit solcherlei licht- und/oder temperaturempfindlichen Zellen sind
auch die Fühlglieder 20 und 22 ausgestattet, die am besten aus der Fig. 3 ersichtlich
sind. Je ein verschiedenartige Impulse abgebendes licht- und/oder temperatur empfindliches
Element 27 bzw. 28 ist jeweils oberhalb und unterhalb eines höhenmittig waagrecht
angeordneten fixen, vorzugsweise nach hinten offenen Zentralbereiches des Fühlergliedes
20 bzw. 22 angeordnet und steuert vermittels elektrischer Impulse, z. B. über die
Leitungen 29, die Auf- und Abwärtsbewegung des Fühlergliedes in Abhängigkeit von
der Kontaktnahme mit dem Laser-Strahlenbündel 16.
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Die Höhenverstellung der Fühlerglieder 20 hat eine Höhenverstellung
des Senders 11 mittels des Antriebes 11' (Fig. 3) zur Folge, sofern nämlich der
Vorwagen 10 örtlich beim Vorrücken der Einrichtung in Arbeitsrichtung eine unrichtige
Höhenlage erhält; die Höhenverstellung des Fühlergliedes 22 kann auf einem Aufzeichnungsträger
30 registriert werden und es kann im Bereich dieser mit diesem Fühlerglied 22 ausgestatteten
Abnahmevorrichtung auch eine übliche Vorrichtung 31 zur
Kontrolle
der Querneigung des Gleises anhand der eine Ebene bildenden Laser-Strahlen 16 angeordnet
werden. Alle zum Bezugssystem gehörenden, am Gleis 3 geführten Bestandteile sind
im übrigen seitwärts an die Leitschiene andrückbar; dies ist eines der wesentlichsten
Merkmale der Erfindung.
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Wie aus der figur 3 gut ersichtlich, benutzt jedes der Fühlerglieder
20 und 22 der beiden hinter einander angeordneten Abnahm evorrichtungen jeweils
nur einen Teil der Breite des Laserstralhlenbündels und läßt vorzugsweise mindestens
den zentralen Teil dieses Bündels ungestört zum Empfänger 21 gelangen. In den Fig.
4a und 4b ist im Detail eine Ausftihrungsform der Fühlerglieder als eine Schlitz-
oder Lochblende 32 dargestellt. Dem waagrechten Schlitz 33 einer solchen Blende,
der auch als verikaler Schlitz oder als Loch ausgebildet sein könnte, sind ober-
und unterseitig (bzw. allseitig oder beidseitig) licht- und/oder temperaturempfindliche
Zellen (Elemente) 34 zugeordnet; die Lochblende wäre zur Fühlungnahme mit einem
einzelnen Laserstrahl, die dargestellte Schlitzblende ist zur Fühlungnahme mit einem
waagrechten Laser-Strahlenband, wie es die Fig. 13 zeigt, bestimmt. Ebenso ist natürlich
auch eine Schlitzblende mit vertikalem Schlitz brauchbar, wenn es sich um eine Abnahmevorrichtung
für das Seitenrichten des Gleises 3 handelt. Auch diese Blende 32 ist höhenverstellbar
zu lagern.
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Die in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Einrichtung ist eine fahrbare
Einrichtung zum Seitenrichten des Gleises 3, die nach dem in der österreichischen
Patentschrift Nr. 227 749 beschriebenen Verfahren arbeitet. Diese Einrichtung umfaßt
im einzelnen eine Anzahl hintereinander mit Distanz verfahrbarer ein- oder zweiachsiger
Fahrwerke, und zwar das in Arbeitsrichtung hinterste Fahrwerk 35, ferner eine
Meßachse
36, Gleisrichtwerkzeuge 37 und das vordere Fahrwerk 38.
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Diese Fahrwerke sind zweckmäßig selbständig unterhalb des auf eigenen
(nicht dargestellten) Fahrwerken fahrbaren Fahrgestellrahmens 39 der Maschine querverstellbar
gelagert.
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Auf dem Fahrgestelkahmen 39 befindet sich der Fahrersitz 40. Die einzelnen
Fahrwerke sind mit den Spurkranzrädern jeweils einer für die Lage ihres Tragrahmens
maßgebenden Achse gegen den jeweiligen Leitschienenstrang des Gleises 3 seitwärts
andrückbar. Zum Andrücken kann beispieslweise die verstellbar gelagerte zweite Achse
(gestrichelt angedeutet) eines solchen Fahrwerkes benutzt werden oder auch ein Paar
eigener beidseitig wirksamer Stempel 41 mit hydraulischem oder pneumatischem Kolben
-Zylinder -Antrieb.
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Eine lange Bezugsgerade 42 erstreckt sich vom hintersten Fahrwerk
35 tiber die Meßachse 36 zum vorderen Fahrwerk 38. Die Verankerungen dieser Bezugsgeraden
42 sind z. B. mittels eines Spindelantriebes 43 mit einem Motor 43'querverstellbar.
Eine kurze Bezugsgerade 44 verläuft von einer gemeinsamen Verankerung am hintersten
Fahrwerk 35 über die Meßachse 36 zu den Gleisrichtwerkzeugen 37 und das vordere
Ende dieser kurzen Bezugsgeraden 44 wird mit dem Gleis 3 und mit den Richtwerkzeugen
37 beim Korrigieren der Gleislage seitwärts mitverschoben. In Gleisbögen müssen
die im Bereich der Meßachse 36 ermittelbaren Pfeilhöhen der beiden als Sehnen verlaufenden
ungleich langen Bezugsgeraden 42 und 44 bestimmter Länge in einem bestimmten Verhältnis
zueinander stehen, das sich aus dem Längenverhältnis dieser Bezugsgeraden ergibt.
Das Gleis 3 wird nun im Bereich der Seitenrichtwerkzeuge 37 so lange verschoben,
bis sich das vorbestimmte Soll-Verhältnis der Pfeilhöhe im Bereich der Meßachse
36 ergibt, wobei eine auf dieser Meßachse angeordnete Spindel 36' mit zweierlei
Gewinde
und mit auf den Verlauf der Sehnen einstellbaren Abnahme-Organen dieses Soll-Verhältnis
5 elbsftätig berücksichtigt.
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Um nun zu verhindern, daß durch eine unrichtige Lage des im noch unkorrigierten
Gleisbereich verfahrenen vorderen Fahrwerkes 38 Fehler entstehen, ist dieser Einrichtung
ein Laser-Strahlenbündel 45 zugeordnet, das längs des Gleises 3 verläuft und dessen
Verlauf fakultativ von sog. Festpunkten 46 und 47 des Gleises bestimmt werden kann,
wie sie in regelmäßigen Abständen neben dem Gleis in bestimmten, vermessenen Abstand
von der theoretischen Gleisachse vorgesehen sein können.
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Für die Erstellung dieses als Bezugsbasis verwendbaren Laser-Strahlen
bündels 45 ist ein weiteres, vorderstes Fahrwerk 48 vorgesehen, dessen seitwärts
ausragender mit einem Spindelantrieb 43 in Richtung quer zum Gleis 3 verstellbarer
Arm 49 mit seinem äußeren Ende genau auf einen Festpunkt 46 eingestellt werden kann,
wobei ein auf diesem Arm 49 verschwenkbar lagernder, als Zielelement für das Strahlenbündel
45 dienender Empfänger 50 einen vorbestimmten Abstand von der theoretischen Gleichsachse
erhält ungeachtet dessen wie der Ist-Verlauf des Gleises beschaffen ist. Den gleichen
Abstand erhält der auf einem ebensolchen verstellbaren Arm 49 gleichfalls verschwenkbar
lagernde Sender 51, der wieder mit einem optischen Visiergerät 23 versehen ist,
das sich auf ein zugeordnetes Zielelement des Empfängers 50 einrichten läßt. Über
ein Fernseh-Aufnahmegerät und Wiedergabegerät 53 kann der Bedienungsmann der Maschine
dieses Einvisieren durchführen, wobei ihm für die Fernsteuerung des Senders 51 die
Leitungen 53' zur Verfügung stehen. Zur genauen Einstellung des Senders 51 und des
Empfängers 50 aufeinander besitzt der Empfänger 50 einen Raster aus licht- oder
temperaturempfindlichen Zellen (Fig. 6), welche über elektrische Leitungen 52 bzw.
52' eine selbs tige
Zentrierung der Einstellung des Laser-Stralilenbündels
45 auf den Empfänger, und zwar durch Höhenverstellung bzw. Verschwenkung des Senders
51 und/oder des Empfängers 50 bewirken. Dieses Laser-Strahlenbündel 45 hat - wie
die Fig. 7 zeigt - bandförmige Gestalt und ein hochkant, vertikal zur Gleisebene
verlaufendes Rechteckprofil. Diese Formgebung des Strahlenbündels 45 erleichtert
die Steuerung des zur Aussendung dienenden Senders 51 in Abhängigkeit vom Empfänger
50 aber auch die Abnahme im Bereich der Abnahmevorrichtung.
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Diese Abnahmevorrichtung befindet sich im Bereich des vorderen Fahrwerkes
38 und das ihr zugehörige Fühler glied 54 ist wieder auf einem seitwärtsverstellbaren
Arm 49 angeordnet, dessen Seitwärts verstellung über einen Spindeltrieb 43 vom Spindelmotor
43' bewirkt wird.
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Die Seitwärtsverstellung des Armes 49 auf dem Fahrwerk 38 erfolgt
selbsttätig über Leitungen 55', gesteuert durch licht- oder temperaturempfindliche
Elemente 55, die sich - wie die Fig. 7 zeigt - am Fühlerglied 54 beidseits des bandförmigen
vertikalen Strahlenbündels 45 befinden.
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Ist nun das Fühler glied 54 der Abnahmevorrichtung auf dem Fahr -werk
38 auf das Laser-Strahlenbündel 45 genau eingestellt, dann ist damit gewährleistet,
daß das vordere Ende der längeren Bezugsgeraden 42 fehlerfrei denselben seitlichen
Abstand vom Laser-Strahlenbündel 45 besitzt wie das hintere Ende im Bereich des
Fahrwerkes 35.
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In Gleisbögen braucht nun nur noch die für die einzelnen Stellen maßgebende
Soll-Pfeilhöhe bei der Einstellung des Armes 49 der Abnahmevorrichtung auf dem Wagen
38 berücksichtigt werden; hierzu befindet sich auf diesem Arm 49 die Skala 49".
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Alle Arme 49 der Fahrwerke 35, 38 und 48 sind auf diesen Fahrwerken
um eine vertikale Schwenkachse auf die andere Seite des Gleises verschwenkbar, um
die Leitschiene wechseln zu können.
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Im übrigen sind die Fahrwerke lelcht gegeneinander austauschbar, um
bedarfsweise einen Wechsel der Arbeitsrichtung zu erleichtern.
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Sender 51 und Empfänger 50 für das Laser-Strahlenbündel 45 müssen
nicht unbedingt auf solchen seitwärtsverstellbaren Armen 49 von Fahrwerken gelagert
sein, sondern sie können auf beliebige Art in einem fixen Abstand x (Fig. 5) von
der Gleisachse bzw. Leitschiene geführt und befestigt werden, so etwa mittels Klemmvorrichtungen
49' direkt auf Festpunkten 46, 47 des Gleises, wie dies in der Fig. 6 fakultativ
angedeutet ist oder auf einer Schiene 56 des zu korrigierenden Gleises, eines Nachbar
gleis es oder einer eigenen Hilfsschiene (Fig. 8). Eine direkte Kontaktnahme der
Arme 49 mit den Festpunkten 46 und 47 ist im übrigen nur fakultativ vorgesehen und
dies ist deshalb in der Fig. 5 auch nur gestrichelt angedeutet.
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Die Fig. 9 zeigt ein anderes Bezugssystem zur Seitenrlchtung des Gleises,
und zwar ist bei diesem System nur eine Bezugsgerade 57 vorgesehen, deren vorderes
Ende anhand der vom Laser-Strahlenbünde145 verkörperten Bezugsbasis in die richtige
Soll-Lage gebracht wird und die dann Ihrerseits eine richtige Bezugsbasls für Seitenrichtwerkzeuge
37 zu bilden vermag, die vorteilhafterweise näher ihrem hinteren Ende vorzusehen
sind.
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Die Fig. 13 zeigt lediglich axonometrisch den Sender 17 für ein band-A5rmigee3
Strahlenbündel 16, das alleln schon für sich eine echte Bezugsebene zum Nivellieren
des Gleises darstellt.
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Die Fig. 14 zeigt eine Gleisrichtmaschlne mit dem Fahrgestellrahmen
BO und den Fahrwerken, 61, die auf dem Gleis 3 verfahrbar und mft Glf3isrichtwerkzeugen
62 ausgestattet ist. im Bereich der Gleis- -richtwerlgeuge 62 befindet sich ein
mittels einer Andrückvorrichtung an den Leitschienenstrang andrückbares Fahrwerk
63, welches wieder - wie nach Fig. 5 - das vordere Ende einer Idirzeren Bezugsgeraden
64 trägt. Eine zweite, längere Bezugsgerade 65 erstreckt sich von einem mit der
kurzen Bezugsgeraden 64 gemeinsan!en hinteren Fahrwerk 66 zu einem vorderen Fahrwerk
67.
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Alle diese Fahrwerke werden mit einem jeweils für die Stellung deren
Tragrahmen maßgeblichen Spurkranz einer der Fahrachsen-gegen den jeweiligen Leitschienenstrang
gedrückt; hierzu dient bei den Fahrwerken 66 und 67 in all sich bekannter Weise
eine zweite, mit Druckmittel, vorzugsweise hydraulisch querverstellbare, als Stempel
wirksame Achse oder auch ein eigener, beidseits betätigbarer Stempel.
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Im Bereich der Meßachse 68 findet eine Abnahme der Ist-Pfeilhöhe der
längeren Bezugs geraden 65 statt, die einen Sollwert für die Pf eilhöhe der kürzeren
Bezugsgeraden 64 liefert, deren Länge zu jener der längeren Bezugsgeraden in einem
bestimmten, dem Längenverhältnis entsprechenden Verhältnis stehen muß. Das Gleis
3 wird nmi mittels der Gleisrichtwerkzeuge 62 so lange seitwärts verschoben, bis
der Pfeilhöhensollwert der kürzeren Be2ugsgeraden 64 an der Meßachse 68 vorhanden
ist. Die Steuerung der hydraulischen Antriebe 62' der Gleisrichtwerkzeuge 62 erfolgt
selbsttätig über Steuerungsleitungen 68' von einer der kürzeren Bezugsgeraden 64
zugeordneten, auf der Meßachse 68 befindlichen Steuerungsvorrichtung 68", die beispielsweise
ein Drehpotentiometer o.dgl. zur Abgabe elektrischer Impulse geeignete, mechanisch
betätigbare Organe enthält.
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Mit dem hinteren Fahrwerk 66 ist auf einem seitwärts ausragenden Arm
verschwenkbar und einstellbar gelagert ein Sender 69 für ein Laser-Strahlenbündel
70 verbunden. Dieses Laser-Strahlenbündel 70 erstreckt sich vorerst zu einer mit
einer selbsttätig wirksamen Steuerung 71' ausgestatteten Schlitzblende, Lochblende
o.dgl. 71 mit beidseits des Strahlenbündels bzw. des Loches oder Schlitzes angeordneten
licht- oder temperaturempfindlichen Zellen (Elementen) 72 zur Steuerung der Einstellung
und Zentrierung des Senders 69 über die Steuerleitungen 72'.
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Diese Blende 71 ist auf einem seitwärts ausragenden Arm eines vordersten
Fahrwerks 73 angeordnet, das gleichfalls - wie das Fahrwerk 66 - mit einem Spurkranz
einer seiner Radachsen an den Leitschienenstrang des Gleises 3 seitwärts andrückbar
ist.
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Mit der Blende 71 ist eine nach Art eines Reflektors ausgebildete
Umlenkvorrichtung 74 für das Laser-Strahlenbündel 70 verbunden.
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Dasselbe Fahrwerk 73 trägt noch eine zweite, etwa oberhalb der Gleisachse
angeordnete Umlenkvorrichtung 74' die das Laser-Strahlenbündel ein zweitesmal um
900 umlenkt und somit in einer der Arbeitsrichtung entgegengesetzten, nach hinten
gegen den bereits korrigierten Gleisbereich gerichteten Richtung einem Empfänger
74 zuleitet, der sich auf dem vorderen Fahrwerk 67 befindet und mit der Verankerung
75 des vorderen Endes der längeren Bezugs geraden 65 verbunden und mit ihm gemeinsam
querverschiebbar gelagert ist. Auch dieser Empfänger 74 ist mit der Zentrierung
dienenden licht- oder temperaturempfindlichen Elementen versehen, um eine selbsttätige
Einstellung auf den ihm zugeleiteten Laser-Strahl zu ermöglichen.
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Mit dieser Einrichtung kann demnach das vordere Ende der längeren
Bezugsgeraden 65 in eine korrigierte Soll-Lage verschoben
werden,
nämlich in eine Lage, in der es sich im gleichen Querabstand vom Laser -Strahlenbündel
70 befindet wie das im korrigierten Gleisbereich befindliche gegenüberliegende hintere
Ende der längeren Bezugsgeraden 65. In Gleisbögen muß selbstverständlich die örtliche,
vorbekannte Pfeilhöhe des Gleisbogens mitberücksichtigt werden. Die beiden Reflektoren
74 und 74' können entfallen, wenn anstelle des letzteren ein zweiter, nach hinten
strahlender Sender für ein Laser-Strahlenbündel angeordnet wird, der mit einem anstelle
des Refelktors 74 zu setzenden Empfänger starr (in fixem Abstand) verbunden ist.
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Die Fig. 15 betrifft gleichfalls eine Gleisrichtmaschine in einer
besonders einfachen Ausführungsform des Bezugssystems, wobei für die verschiedenen
Teile die gleichen Bezugszeichen benutzt wurden wie bei der Erläuterung der Fig.
14. Als Bezugsbasis dient wieder ein Laser-Strahlenbündel 70, das von einem Sender
69 ausgeht und durch eine Loch- oder Schlitzblende 71 mit lichtempfindlichen Zellen
72 o.dgl. zu einem Empfänger 74 gelangt. Der Sender 69 ist - wie schon anhand früherer
Ausführungsbeispiele erläutert - wieder mit einer Visiervorrichtung 23 zum Anpeilen
des Empfängers 74 ausgestattet.
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Sowohl Sender 69 als auch Empfänger 74 sind direkt auf seitlich des
Gleises 3 befindlichen Festpunkten 56, 47 angeordnet, so daß demnach die aus dem
Strahlenbündel 70 gebildete Bezugsbasis keiner weiteren Hilfsmittel zur Ausrichtung
bedarf.
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Im Bereich des Empfängers 74 kann sich - wie zeichnerisch angedeutet
- ein Signal, z.B. ein Lichtsignal 74', befinden,
welches dem Bedienungsmann
des einstellbaren Senders 69 anzeigt, wann das Strahlenbündel 70 auf den Empfänger
74 bzw.
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auf eine Zieltafel o.dgl. zentriert auftrifft.
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Die Abnahmevorrichtung umfaßt die genannte Loch- oder Schlitz -blende
71, die mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden ist und von einer Andrückvorrichtung
41 gegen den Leitschienenstrang des Gleises 3 gedrückt und zur Anlage gebracht wird
und somit Bezug zur Ist-Gleislage erhält. Die licht- oder temperaturempfindlichen
Elemente 72 der Blende 71 haben über die Leitungen 72' Verbindung mit einer Steuerungsvorrichtung
77 für die hydraulischen Antriebe 62' der Gleisrichtwerkzeuge 62; die hydraulische
Steuerungsanlage, die der elektrischen Steuerungsvorrichtung 77 unmittelbar angeschlossen
ist, wurde mit 77' bezeichnet. Das Gleis 3 wird von diesen Gleisrichtwerkzeugen
62 so lange seitwärts verschoben, bis das Strahlenbündel 70 durch die Öffnung der
Lochblende 71 hindurch zum Empfänger 74 verläuft. Die Lochblende 71 ist seitwärts
einstellbar, um in Gleisbögen die Pfeilhöhe, d. h. den größeren Abstand der gekrümmten
Glelsachse von der gerade verlaufenden Bezugsbasis berücksichtigen zu können.
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Die Fig. 16 veranschaulicht, wie in besonders vorteilhafter Weise
mittels eines geeignet, z.B. kreuzförmig profilierten Laser-Strahlenbündels 16 die
Fühlerglieder mehrerer hintereinander angeordneter, in Gleislängsrichtung voneinander
distanzierter Abnahmevorrichtungen nacheinander mit verschiedenen Profil-Bereichen
des Strahlenbündels 16 zusammenarbeiten können, so daß nur einem einzigen Strahlenbündel
16 an mehreren voneinander distanzierten Stellen des Gleises zu verschiedenen Zwecken
Bezug genommen werden kann, sei es zum Zweck der Nivellierung oder
Seitenrichtung
des Gleises, sei es zum Zweck der Registrierung oder bloß zur Anzeige der Gleislage.
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Selbstverständlich können diese verschiedenen Abnahmevorrichtungen
und Fühlerglieder auch zu verschiedenen, hintereinander angeordneten und in gleicher
Arbeitsrichtung vorrückenden Gleisbearbeitungsmaschinen gehören, die; vor allem
deshalb, weil ja die Reichweite des Laser-Strahlenbündeis mehr als 200m beträgt.
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Die in Draufsicht schematisch in der Fig. 16 dargestellte Einrichtung
umfaßt eine Nivellier - Gleisstopf -Ric htmaschine, die zwar der in den Fig. 1 bis
3 dargestellten Maschine ähnlich ist, sich jedoch von dieser dadurch unterscheidet,
daß sie mit zwei zu Aggregaten zusammengefaßten Gruppen von Richtwerkzeugen 6 bzw.
62 ausgestattet ist. So wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist aber auch ein
Vorwagen 10 vorgesehen, auf dem ein Paar von Sendern 11 zum Nivellieren des Gleises
3 für das Aussenden von Lichtbündeln angeordnet sind. Diesen andern 11 sind Blenden
14 an der Maschine 1 zugeordnet, welche die Strahlen der zu den Empfängern 13 verlaufenden
Lichtbündel teilweise abschatten und das Erreichen der Soll-Höhenlage anzeigen.
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Dieser Vorwagen 10 wird mittels Distanzstangen 15 im Abstand von der
Stirnseite des Fahrgestellrahmens 1 der Maschine gehalten und mit ihr gemeinsam
verfahren.
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In Arbeitsrichtung von vorne aufgezählt wird das kreuzförmig profilierte
Laser-Strahlenbündel 16 zuerst vom Fühlerglied 20 der auf dem Vorwagen 10 befindlichen
Höhenverstelleinrichtung der beiden Lichtbündel-Sender 11 abgetastet. Das Fühlerglied
20 kann gleichermaßen beschaffen sein wie in der Fig. 3 dargestellt;
es
ragt in den zum Gleis hin gerichteten waagrechten Schenkel des kreuzförmigen Strahlenbündel-Profils
16 ein und steuert von diesem waagrechten Schenkel abhängig über die Leitungen 29
die Höhenverstellung der Sender 11.
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Damit gelangen die von den Lichtbündeln 12, wie sie aus Fig. 1 ersichtlich
sind, gebildeten, zu den Empfängern 13 verlaufenden und zum Nivellement des Gleises
3 dienenden Bezugsgeraden in ihre richtige, zum Soll-Gleisverlauf parallele Soll-Lage.
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Die nächste Abnahmevorrichtung mit dem Fühlerglied 75 bedient sich
des oberen, aufwärtsragenden Schenkels des kreuzförmig profilierten Laser-Strahlenbündels
und ist den an der Maschinenstirnseite angeordneten Werkzeugen 7 zugeordnet, die
als Greifer mit seitlichen Spurkränzen vermittels der Kolben-Zylinder-Antriebe 9
die Seitenrichtung des Gleises zumindest grob korrigieren. Die licht- oder temperaturempfindlichen
Zellen dieses Fühlergliedes 75 steuern über Leitungen 75 und eine Steuervorrichtung
76 die genannten Antriebe 9 zum Seitenrichten des Gleises 3.
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Die dritte, hinterste Abnahmevorrichtung gehört zu den nachgeordneten
Gleisrichtwerkzeugen 62 und ragt mit einem Fühlerglied 77 in den unteren, abwärtsragenden
Schenkel des kreuzförmig profilierten Laser -Strahlenbündels 16. Die Impulse der
licht- und temperaturempfindlichen Zellen dieses Fühlergliedes 77 werden über Leitungen
77' einem Schaltrelais 78 für die Steuerung der Gleisrichtwerkzeuge 62 übermittelt.
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Das Laser-Strahlenbündel 16, d. h. der von ihm verbleibende Rest,
insbesondere das Zentrum sowie mehr oder weniger große Restteile
der
Stege, die jedoch zur Zentrierung des Bündels in der Empfangsvorrichtung benutzt
werden können, gelangt schließlich zum Empfänger 21, der auf einem seitwärts ausragenden,
quer zum Gleis verstellbar gelagerten Arm 79 eines hinteren Fahrwerkes 80 lagert
und von der Gleisachse bzw. Leitschiene denselben Abstand hat wie der Sender 17,
so daß schließlIch das Laser-Strahlenbündel 16 zur Gleisachse sowohl der Höhe als
auch der Seite nach parallel verläuft. Alle Teile der Einrichtung, die in einem
bestimmten Bezug zur Ist-Lage des Gleises 3 stehen müssen, weil sie Teile des Überwachungssystems
bilden, sind mit den bereits mehrfach erwähnten Andrückvorrichtungell 41 ausgestattet,
welche die Bezugnahme durch Andrücken zumindest eines Spurkranzrades der Fahrachsen
an die Leitschiene des Gleises 3 herstellen.
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In den Fig. 17 und 18 schließlich ist die Lehre der Erfindung in ihrer
Anwendung auf eine Gleiskorrektur veranschaulicht, bei welcher ausschließlich Festpunkte
46 des Gleises als Bezugsbasis benutzt werden können.
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Gemäß Fig. 17 ist ein am Gleis 3 mit einem Fahrwerk 38 gefUhrter Tragrahmen
81 für einen Sender 82 zum Aussenden eines auf einen Festpunkt 46 gerichteten Laser-Strahlenbündels
83 vorgesehen. Der Sender 82 lagert am freien Ende eines Trägerarmes 84, der mittels
eines Spindelantriebes und fernsteuerbaren Spindelmotors 84' quer zur Gleisachse
verstellbar im Tragrahmen 81 lagert, dessen oberer Teil 81' bedarfsweise verschwenkt
werden kann.
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Das Fahrwerk 38 des Tragrahmens 82 wird zwecks richtiger Bezugnahme
zur Ist-Lage des Gleises 3 gegen eine Leitschiene gedrückt.
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Für das Seitenrichten des Gleises 3 wird nach Fig. 17 das gleiche,
zwei ungleich lange Sehnen 42 und 44 umfassende Bezugssystem benutzt, wie es anhand
der Fig. 5 bereits erläutert wurde; es werden deshalb auch die gleichen Bezugszeichen
verwendet. Mit dem verstellbaren Trägerarm 84 gemeinsam wird auch das vordere Ende
42' der längeren Bezugsgeraden 42 seitwärts verstellt und erhält - sofern der Abstand
zum Sender 82 richtig festgelegt ist und dem Abstand der Festpunkte 46 von der Gleisachse
bzw.
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Leitschiene entspricht - dadurch seine von der örtlichen Gleislage
unabhängige Soll-Lage; damit erhält auch die ganze lange Bezugsgerade 42 ihren Soll-Verlauf,
da sich ja deren hinteres Ende auf dem Fahrwerk 35 im bereits korrigierten Gleisbereich
befindet.
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Sobald nun die längere Bezugsgerade 42 ihre Soll-Lage einnimmt, kann
- wie üblich - das Gleis im Bereich der Richtwerkzeuge 37 seitwärts in seine Soll-Lage
verschoben werden, wobei das vordere Ende der kurzen Bezugsgeraden 44 so lange mitverschoben
wird, bis das Pfeilhöhenverhältnis im Bereich der Meßachse 36 dem vorbekannten Soll-Verhältnis
entspricht. Die Verschiebung des vorderen Endpunktes 42' der vorderen, längeren
Bezugsgeraden 42 wird von einem Bedienungsmann 85 durchgeführt, der über eine Steuerungsvorrichtung
86 und Steuerleitungen 87 die Seitwärtsverstellung des Trägerarmes 84 und des Senders
82 veranlaßt und dabei das Fluchten des Laser-Strahlenbündels 83 mit der auf dem
Festpunkt 46 befindlichen Kennmarke optisch beobachtet.
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Wie schließlich die Fig. 18 schematisch darstellt, kann die erfindungsgemäße
Lehre noch einfacher dadurch verwirklicht werden,
daß das auf Festpurnkte
46 des Gleises 3 gerichtete Laser-Strahlenbündel 83 von einem Sender 82 ausgesandt
wird, der an einem mit den Gleisrlchtwerkzeugen 37 unmittelbar verbundenen Trägerarm
84 lagert. Das Gleis 3 wird solcherart mit den Gleisrichtwerkzeugen 37, mit deren
Trägerarm 84 und mit dem Sender 82 synchron so lange verschoben, bis das optisch
beobachtbare Strahlenbündel 83 mit der auf dem Festpunkt 46 befindlichen Kennmarke
fluchtet.