DE2241366A1 - Einrichtung zur feststellung der abweichung der lage eines gleises von seiner soll-lage - Google Patents
Einrichtung zur feststellung der abweichung der lage eines gleises von seiner soll-lageInfo
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Description
Einrichtung zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Glejses
von seiner Soll-Lage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Gleises von seiner Soll-Lage, wobei
mittels eines Strahles bzw. Strahlenbündels eine Bezugsbas "is gebildet
wird, die sich mindestens zwischen drei Punkten erstreckt, von denen ein mittlerer Punkt jener Punkt ist, an dem die Abweichung
festgestellt wird und an einem Endpunkt ein Sender, am anderen Endpunkt
eine Meßeinrichtung angeordnet ist. Ferner ist Gegenstand der
Erfindung ein Verfahren zur Feststellung der Abweichung tier
eines Gleises von seiner Soll-Lage in kreisbogenfdmriijen
Bei bekannten Einrichtungen tier genannten Art, die zur Feststellung
4er Abweichung eines Gleises von seiner Soll-Höhenlage und gls
R/md/AT/S
309816/024$
zeitigen Korrektur dienen, ist am mittleren Punkt, der Korrektursteile,
eine Blende am Gleis* abgestützt, die bei richtiger Lage des Gleises den vom Sender ausgesandten Strahl gegenüber dem Empfänger
abschattet. Bei abgesunkenem Gleis wird dieses so lange gehoben, bis die Blende in den Strahl einschneidet. Beim Seitenrichten des
Gleises wird teilweise ebenfalls mit Strahlen gearbeitet, z.B. mit Sehstrahlen, indem das Gleis so lange seitlich verschoben wird,
bis ein Markierungspunkt, z.B. ein Peilstab ,in einen parallel zur
Soll-Lage des Gleises ausgerichteten Strahl eingesteuert wird.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, eine Einrichtung zu ,,,v,
schaffen, die einerseits einfach aufgebaut, anderseits universell verwendbar ist. Insbesondere soll die erfindungsgeroäße Einrichtung
prinzipiell sowohl zum Nivellieren als auch zum Seitenrichten verwendbar
sein. Außerdem soll die Einrichtung nach der Erfindung zur Ausübung eines Verfahrens zur Feststellung der Gleislage in Gleiskurven
geeignet sein.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß
in jenem Punkt, an dem die Abweichung festgestellt wird, eine den Strahl ablenkende Vorrichtung angeordnet ist, sodaß bei Abweichung
des Gleises von der Soll-Lage der Strahl aus der Normallage heraus
abgelenkt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung dieser Vorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, daß vom Sender ein Strah] oder Strahlen-
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bündel tangential an die Gleiskurve bzw. parallel dazu ausgesandt
und dieser Strahl an jenem Punkt5 an dem die Abweichung festgestellt
wird, in Richtung zur Meßeinrichtung abgelenkt wird.
Je nach dem Aufbau der Strahl ablenkvorrichtung kann eine solche
Einrichtung zur Feststellung von Höhen- und/oder Richtungsfehlern
und auch zur gleichzeitigen Korrektur dieser Fehler eingesetzt werden. Z.B. bei Verwendung eines Laserstrahles und einer optischen
Linse kann letztere zylindrisch ausgebildet sein, und zwar mit lotrechter
oder waagrechter Achse. Mit Linsen mit waagrechter Achse kann nivelliert, mit solchen mit lotrechter Achse seitlich gerichtet
werden. Ist die Linse sphärisch ausgebildet, können beide Korrekturen
durchgeführt bzw. die Abweichungen nach beiden Richtungen hin festgestellt werden. '
Eine Einrichtung ist zweckmäßig so aufgebaut, daß der Sender, z.B.
ein Lasersender, auf einem Wagen angeordnet ist, der im Abstand von
einem die Strahl ablenkvorrichtung , insbesondere eine optische oder elektronenoptische Linse tragenden Wagen und dieser im Abstand von
einem die Meßeinrichtung, z.B. einen Empfänger oder eine Meßtafel tragenden Wagen vorgesehen ist. Dabei sollen, um einen einheitlichen
Bezugsstrang zu erhalten, mindestens die den Sender und die Meßeinrichtung
tragenden Wagen mit Vorrichtungen zum seitlichen Anpressen an jeweils eine der beiden Schienen versehen sein.
Damit der Strahl mindestens annähernd parallel bzw. tangential zur
Gleis-SöTl-Lage ausgesandt wird, ist nach einem weiteren Merkmal
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der Erfindung der Sender auf einem mindestens zweiachsigen Wagen
angeordnet und die Mittelachse der Strahl ablenkvorrichtung verläuft in jeder ihrer Schwenklagen um diesen Wagen durch den Sender.
Um eine Einrichtung nicht nur zum Messen, sondern auch zur Korrektur von Gleislagefehlern zu befähigen, ist die Strahl ablenkvorrichtung im Bereich von Gleisrichtwerkzeugen und/oder im Bereich von
Gleishebewerkzeugen angeordnet. Zur Erreichung einer Automatik kann ferner die als Empfänger ausgebildete Meßeinrichtung mit Steuereinrichtungen wirkverbunden sein, die bei Ablenkung des Strahles aus
der Normal lage die Werkzeuge automatisch steuern.
Vorteilhaft ist der Sender zur Aussendung eines ebenen Strahlenbündels ausgebildet, wobei das Strahlenbündel kreuzförmig gefächert sein
kann, um Gleislagefehler nach beiden Richtungen hin feststellen zu
können.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der die Meßeinrichtung
tragende Wagen ein zweckmäßig ferngesteuerter und mit einem eigenen Antrieb versehener Vorwagen und der den Sender sowie der die Strahlablenkvorrichtung tragende Wagen sind mit einer Gleisstopf- und/oder
Richtmaschine gekuppelt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
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Dabei zeigen jeweils schematisch:
Die Fig. 1 in räumlicher Darstellung und >
die Fig. 2 in Seitenansicht eine Einrichtung zur Feststellung von Höhen fehl em;
die Fig. 3 in räumlicher Darstellung und
die Fig. 4 in Draufsicht eine Einrichtung zur Feststellung von
seitlichen Fehlern;
die Fig. 5 den Empfänger für einen in zwei aufeinander senkrechten
Ebenen gefächerten Laserstrahl;
die Fig. 6 inDraufsicht eine Einrichtung gemäß Fig. 4 beim Durchfahren
einer kreisförmigen Gleisbogenkurve;
die Fig. 7 eine Gleisbogenkurve ähnlich Fig. 6, jedoch mit eingetragenen
Rechnungsgrößen; .
die Fig. 8 eine Gleisbearbeitungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen
Einrichtung und
die Fig. 9 das Schema des Strahlenganges der in Fig. 8 dargestellten
erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 sind auf dem Gleis 1 drei Wagen 2, 3 und 4
verfahrbar. Der Wagen 2 ist'mindestens zweiachsig ausgebildet und
wird durch bekannte Vorrichtungen jeweils an eine der beiden Schienen des Gleises 1, die sogenannte Leitschiene, angepreßt. Eine bekannte Vorrichtung zum Anpressen des Wagens an die Leitschiene ist
z.B. eine verschiebbar gelagerte und pneumatisch oder hydraulisch als Stempel verstellbare Achse des Wagens oder auch ein eigener,
seitwärts verstellbarer an der gegenüberliegenden Schiene abstützender Druckstempel. Die Verstellbarkeit einer Achse des Wagens
ist durch den Pfeil 5 angedeutet.
Der Wagen 2 trägt einen Sender 6, der ein ebenes Strahlenbündel
7 aussendet, wobei das Strahlenbündel wenigstens annähernd parallel
zur Gleissoll-Lage verläuft. Ober ein Gestänge 8 ist mit dem Wagen
2 der einachsige Wagen 3 gekuppelt. Letzterer Wagen trägt eine zylindrische optische Linse 9, deren Achse im wesentlichen horizontal
verläuft. Das Gestänge ist annähernd im Mittelpunkt des Senders 6
drehbar, sodaß der Wagen 3 um den Wagen 2 schwenkbar ist, so, daß die auf die Gleisachse senkrecht stehende, als Mittelachse bezeichnete und strichpunktiert eingezeichnete Achse 12 in jeder der möglichen Schwenklagen wenigstens annähernd durch den Mittelpunkt
des Senders 6 führt.
Der Wagen 4 ist unabhängig verfahrbar und dazu mit einem eigenen
Antrieb 10 versehen, der zweckmäßig fernsteuerbar ist. Auch dieser
Wagen besitzt Vorrichtungen zum Anpressen an eine der beiden
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Schienen, wieder angedeutet durch Pfeil 5, und trägt überdies, im Beispiel über jeder Schiene, eine Meßtafel 11.
Die Wirkungsweise der gezeigten Einrichtung ist wie folgt:
Bei in richtiger Höhenläge befindlichem Gl.eis 1 (Fig. 1) wird
das vom Sender 6 ausgesandte ebene Strahlenbündel 7 von der Linse
9 nicht abgelenkt. Das Strahlenbündel bleibt daher beim Sender 6, bei der Linse 9 und bei den Meßtafeln 11 in gleicher Höhe.
Gelangt nun der Wagen 3 an eine Stelle, an der das Gleis 1 abgesunken
ist (Fig. 2), wird das Strahlenbündel 7 bei seinem Durchgang
durch die Linse 9 nach unten in die Richtung 13 abgelenkt. Die Linse 9 kann nun nach oben in Richtung des Pfeiles 14 so lange
verschoben werden, bis der Strahl wieder seine nicht geknickte Richtung erhält, was auf den Meßtafeln 11 ersichtlich ist. Das Maß
der Verschiebung der Linse 9 ist gleichzeitig jene Größe, um die das Gleis 1 zu tief liegt.
Selbstverständlich kann die Linse 9 dadurch gehoben werden, daß
das Gleis bis in seine richtige Lage gehoben wird.
Die Einrichtung nach den Fig. 3 und 4 ist ähnlich der oben beschriebenen
Einrichtung aufgebaut und es sind daher für gleiche Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Unterscheidend
ist, daß diese Einrichtung zum Feststellen von Richtungsfehlern
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bestimmt ist und demnach von dem auf dem Wagen 2 befindlichen Sender 15 ein ebenes Strahlenbündel 16 ausgesandt wird, dessen Ebene
im wesentlichen normal auf die Gleisebene steht. Die Linse 17 besitzt eine Achse, die ebenfalls normal zur Gleisebene verläuft. Eine
Meßtafel 18 ist mittig zwischen den Schienen am Wagen 4 angeordnet.
Fahren die Wagen 2, 3 und 4 auf einem geraden Gleisabschnitt, wird
vom Sender 15 ein zur Gleissoll-Lage paralleles Strahlenbündel 16
ausgesandt, das bei korrektem Gleisverlauf durch die Linse 17 nicht
abgelenkt wird. Gelangt jedoch der Wagen 3 auf ein von der Geraden abweichendes Gleisstück (Fig. 4), wird der Strahl in die Richtung
umgelenkt. Durch Verschieben der Linse 17 bzw. des Gleises gelangt
der Strahl schließlich wieder in seine richtige Lage, wobei dann auch das Gleis seine richtige Lage erhalten hat.
Es ist möglich, die Feststellung von seitlichen und Höhenfehlern zu
kombinieren. Zu diesem Zweck erhält der Strahl eine kreuzförmige Form.
Die Fig. 5 zeigt einen Empfänger 20 für ein Laserstrahl bündel, das
aus zwei einander kreuzenden Ebenen 21 und 22 besteht. Mit einem derartigen Empfänger und entsprechenden an sich bekannten Steuerorganen kann eine vollautomatische Steuerung von Gleisrichtwerkzeugen
(vergl. Fig. 8) sowohl der Höhe als auch der Seite nach erreicht werden.
Der Empfänger 20 ist dazu mit Licht- und/oder temperaturempfindlichen
Organen 23 versehen, die bei jeder Abweichung des Strahlenbündels aus dem Zentrum des Empfängers 20 über die entsprechenden Steuerorgane und Richtwerkzeuge eine Verschiebung und/oder Hebung des
Gleises veranlassen.
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In den Fig. 6 und 7 ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Feststellen
von Lagefehlern des-Gleises in Kurven veranschaulicht.
Vom Sender 15 wird der Strahl bzw. das Strahlenbündel 16 mindestens
annähernd tangential zum Gleis ausgesandt und von der Linsev 17 zur
Meßtafel 18 hin abgelenkt. Je nach dem Gleisradius kann in Abhängigkeit
von den Abständen der Wagen 2, 3 und 4 eindeutig bestimmt werden, an welchem Punkt der Meßtafel 18 der Strahl bei korrekter Lage
des Gleises auftreffen muß. Bei Abweichung .ist die Linse 17 entsprechend
zu verschieben. .
Gemäß Fig. 7 ergibt sich bei einer Linsenbrennweite f:
χ arcoC ,^ s + B- + χ
F ~ 2R" 2ΪΓ B
F ~ 2R" 2ΪΓ B
s2
s + B + s_
Daher ist f unabhängig vom Kurvenradius. Eine sphärische Linse
ist somit möglich.
Bei Annahme einer extremen Kurve mit R = 100 m, s = 5 m, B =20 m
ergibt sich nach obiger Rechnung ein Fehler von 0,55% im Wert f.
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Durch natürliche sphärische Abweichung normaler Linsen kann aber
auch dieser Fehler ausgeglichen werden.
In Fig. 8 ist schematisch eine Nivellier-Stopf-Richtmaschine dargestellt, die mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet
ist. Die Maschine ist in bekannter Weise mit einem Gleisstopfaggregat 24 zum Unterstopfen der Querschwellen des Gleises ausgestattet
und besitzt ein Hebe- und Richtaggregat 25 mit den Heberollen 26 und den Richtrollen 27. Die Gestaltung dieser Aggregate ist nicht
Gegenstand vorliegender Erfindung und kann in deren Rahmen beliebig
gewählt werden.
An die in Fahrtrichtung hintere Seite der Maschine ist über ein
Gestänge 28 der Wagen 2 gekuppelt, der einen Sender 29 zur Aussendung eines kreuzförmigen Strahlenbündels trägt. Mit dem Wagen 2
ist über das Gestänge 8 der Wagen 3 gekuppelt, der mit einer sphärischen Linse ausgestattet ist. An der Vorderseite der Maschine ist
über ein Gestänge 28a mit dieser der den Empfänger 20 tragende Wagen 4 verbunden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Wagen 3, der eine Linse
30 (Fig. 9) aufweist, im Bereich der Gleisstopf-Werkzeuge und auch
im Bereich der Hebe- und Richtwerkzeuge angeordnet. Gemäß Fig. 9 wird von dem Sender 29 ein kreuzförmig gefächerter Strahl 31 ausgesendet und trifft auf die vom Wagen 3 abgestützte Linse 30. Wenn
sich wie in Fig. 8 und 9 dargestellt, das Gleis in seiner Soll-Lage
befindet, so kann der kreuzförmig aufgefächerte Strahl durch die
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Linse 30 dringen, ohne daß er aus seinen Ebenen abgelenkt wird. Der parallel zur Gleisebene aufgefächerte Strahl 31a wird daher
auch nach der Linse 30 in einer zur Gleisebene parallelen Ebene
bleiben und im Zentrum des Empfängers 20 auftreffen, wodurch die Lage des Gleises in Höhenrichtung nicht verändert wird. Ebenso
wird auch keinerlei seitliche Verschiebung des in Soll-Lage befindlichen
Gleises erfolgen, da auch der in einer zur Gleisebene
senkrechten Ebene aufgefächerte Strahl 31 b von der Linse' nicht abgelenkt wird und somit im Zentrum des Empfängers auftrifft. Wenn
das Gleis von seiner Soll-Lage abweicht, wird der vom Sender.29
abgegebene, kreuzförmig aufgefächerte Strahl so lange durch die Linse 30 abgelenkt, bis das Gleis in seine richtige Lage gebracht
ist. Erst dann wird der Empfänger 20 die Hebung bzw. die Verschiebung des Gleises unterbrechen..
Die Anwendung der sphärischen Linse 30 ist natürlich keineswegs zwingend, es können auch andersartige Linsen bzw. Strahlenablenker
gewählt werden, überdies sind im Rahmen der Erfindung noch zahl-'
reiche Abänderungen möglich. Insbesondere können im wesentlichen
alle für Laserstrahlen schon vorgeschlagenen Maßnahmen angewendet
j Deutschen · P 20 Ol 542.3 werden, wie sie imSiKiaaeizÄK Patent Nr. (£&Wt£$ beschrieben
sind.
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Claims (13)
1.) Einrichtung zur Feststellung der Abweichung der Lage
eines Gleises von seiner Soll-Lage, wobei mittels eines Strahles bzw. Strahlenbündels, z.B. eines Laserstrahles, eine Bezugsbasis gebildet wird, die sich mindestens zwischen drei Punkten
erstreckt, von denen ein mittlerer Punkt jener Punkt ist, an dem die Abweichung festgestellt wird und an einem Endpunkt ein Sender,
am anderen Endpunkt eine Meßeinrichtung, z.B. ein Empfänger, eine Meßtafel od. dgl. angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in
jenem Punkt, an dem die Abweichung festgestellt wird, eine den Strahl ablenkende Vorrichtung, z.B. eine optische oder elektronenoptische Linse angeordnet ist, so daß bei Abweichung des Gleises
(1) von der Soll-Lage der Strahl aus der Norman age heraus abgelenkt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sender (6,15), z.B. ein Lasersender, auf einem Wagen (2) angeordnet ist, der im Abstand von einem die Strahl ablenkvorrichtung
tragenden Wagen (3) und dieser im Abstand von einem die Meßeinrichtung tragenden Wagen vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die den Sender (6,15) und die Meßeinrichtung tragenden
W^gen (2,3) in an sich bekannter Weise mit Vorrichtungen zum seitlichen Anpressen an jeweils eine der beiden Schienen versehen sind.
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4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sender (6,15) auf einem mindestens
zweiachsigen Wagen (2) angeordnet ist, und die.Mittel achse-der Strahl ablenkvorrichtung in jeder ihrer Schwenklagen um diesen Wagen (2) durch den Sender (6,15) verläuft.
gekennzeichnet, daß der Sender (6,15) auf einem mindestens
zweiachsigen Wagen (2) angeordnet ist, und die.Mittel achse-der Strahl ablenkvorrichtung in jeder ihrer Schwenklagen um diesen Wagen (2) durch den Sender (6,15) verläuft.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahl ablenkvorrichtung im Bereich von
Gleisrichtwerkzeugen (27) angeordnet ist.
Gleisrichtwerkzeugen (27) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahl ablenkvorrichtung im Bereich von Gleishebewerkzeugen
(26) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Empfänger (20) ausgebildete Meßeinrichtung mit Steuereinrichtungen
wirkverbunden ist, die bei Ablenkung des Strahles aus der Normallage die Werkzeuge automatisch steuern.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender (6il5) zur Aussendung eines ebenen Strahlenbündels (16) ausgebildet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenbündel (31) kreuzförmig gefächert ist.
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10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Meßeinrichtung tragende Wagen (4) ein
zweckmäßig ferngesteuerter und mit einem eigenen Antrieb (10) versehener Vorwagen ist und der den Sender (6,15) sowie der die
Strahl ablenkvorrichtung tragende Wagen (2,3) mit einer Gleis-Stopf- und/oder Richtmaschine gekuppelt sind.
11. Verfahren zur Feststellung der Abweichung der Lage eines Gleises von seiner Soll-Lage in kreisbogenförmigen Gleiskurven,
unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vom Sender ein Strahl oder Strahlenbündel (16,31,3Ia,31b) tangential an die Gleiskurve bzw. parallel
dazu ausgesandt und dieser Strahl an jenem Punkt, an dem die Abweichung festgestellt wird, in Richtung zur Meßeinrichtung
abgelenkt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Abweichung des Gleises von seiner Soll-Lage durch die
Größe der Abweichung des abgelenkten Strahles von einer vorbestimmten Soll-Lage bestimmt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlablenkvorrichtung so lange quer zum Gleis verschoben wird, bis der abgelenkte Strahl eine vorgegebene Soll-Lage erreicht,
wobei die Größe der Verschiebung der Strahlablenkvorrichtung gleich ist dem Maß der Abweichung des Gleises von seiner Soll-Lage.
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