JPS6030802B2 - 鉄道のレ−ルヘツドの面を軌道上で修正する方法とその方法を実施する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄道のレールのヘッドを軌道上で削成する方
法と、その方法を実施する装置に関する。

与えられた数の削成工具をレールヘッドの表面の母線に
沿って移動させ、その際工具をレール部分の接線に配置
して、転がり材料により惹起される応力による摩耗に起
因する狂いかまたは前からあった狂いを除去することに
よりその表面を研削する形式の方法が既に知られている
。

それらの狂いは主として振幅と波長を有する起伏した変
形として形成され、その振幅と波長はしールヘッドの周
囲の輪か〈の位置ならびに伴なう原因に従って変化する
。

それ故、どの場合でもそれらの変形の変化に比例して削
成工具の金属除去能力を調整することが必要になる。

この目的のために、単独のまたは一群の研削工具の金属
除去能力に作用する少なくとも一つのパラメータの値を
設定制御値の制御下に置いて前記工具の切削深さをレー
ル表面の実際の状態に適合させる。

かくして、加圧力、切削速度、傾斜角、レールに沿った
研削工具の変位速度が有効に制御される。それらの種々
のパラメータに割り当てられる制御値の説定は、作業者
がする個人的見積りによって行なわれ、その方法に従っ
て実施される研磨の性質は依然として大部分を作業者の
経験と熟練に依存している。

量的に評価をしなければならない場合には、そのような
作業者からの量的見積りだけでは十分ではなく、研削さ
れたレールヘッドの表面に残存する狂いを測定すること
により、実施される修正を制御することが必要になる。

現在、それらの測定量は独立して制御される車両により
集められ、これらの車両が鉄道に沿って進む際に起伏し
た変形の振幅と波長の引続く平均展開を示すダイヤフラ
ムの形式のグラフ記録を供給する。その後、その結果の
ダイヤフラムを考察して残留変形の値を引き出し、許容
できる変形の所定の値と必要な量的比較をする。最後に
、そのような比較に塞いて、作業者がレールの同一区分
の２回目の研削操作を実施するかどうかについて、かつ
その２回目の切削のための新しい制御値の設定について
決定する。このような方法の結果は十分なものであるが
、長々しく、多数の巧みな操作を必要とし、しかも依然
として作業者の経験に依存する面が大きい。

本発明の目的は、レールヘッド面の狂いの特性を測定す
ることによりそれらの修正操作制御の論理的設計により
前述した不都合を広範囲に避けることにある。この目的
のために、少なくとも一つの整正工具の金属除去能力に
影響するパラメータのうち少なくとも一つの値を設定制
御値の制御下におく、本発明による整正方法は次のこと
を特徴とする。

すなわち、大きな波長の起伏した変形の平均振幅および
前記ヘッドの輪か〈の欠陥の振幅のような、整正前のレ
ールヘッドの状態を表わす少なくとも一つの値の大きさ
を測定し、測定された大きさの函数および研磨工具の金
属除去能力を表わす既知の値の函数として制御値を求め
、少なくとも整正工具により全体的に取られている長さ
に対応するレールの長さに対して得られる整正結果に従
って前記制御値の設定を直接または間接に調整すること
を特徴とする。このような方法の処置によれば、整正工
具能力および除去すべき表面狂いに対して既知の測定さ
れた量的データから設定すべき制御値を論理的に求める
際に、前述した人手による方法に起因する不確実さが避
けられる。

それから、整正作業のごく初めに出会う狂いに整正工具
の加工を充分正確に適合させてそれらの狂いをただ一度
の作業で除くかまたは使用整正工具組立体の能力以上の
材料を除去することが必要な狂いがある場合に作業数を
最小に減らすことが可能である。必要に応じて、本発明
の方法に従って求められた制御値の設定を、なされた仕
事の結果について調整するかまたはしない。本発明によ
る方法の有利な形においては、制御値の調整が間接的に
次のように達成される。

すなわち、削成工具ユニットにより取られた長さに対応
するレールの長さの修正後、残留変形の振幅を測定し、
この測定値と前記変形に対し許容される最大振幅の値の
間の差を求め、結局経験的に求められる比例係数を有す
るその差の値を修正前に測定された変形振幅値に加える
。このようにして、制御値の調整も既知の量的データに
関連づけて論理的に行なわれ、それによって修正作業を
最適にすることができる。

最後に、この修正方法の範囲内では、最大狂いが検出さ
れるレールの範囲の表面の狂いの測定値から求められる
速度の制御値を設定することによりレールに沿った修正
工具の前進速度を調整することが有利である。

本発明は、また既に述べた方法を実施するための装置に
関する。

この装置は、供給制御回路に連結された所定数のレール
ヘッド研削工具を備えた少なくとも一つの整正車両を周
知の如く備え、前記供給制御回路は、その回路に依存し
ていて少なくとも一つを研削工具の金属除去能力に影響
する少なくとも一つのパラメータの値を、前記工具の所
定の切削深さの函数で予め確立されている制御値により
制御する装置と、前記制御値を設定する装置とを備えて
いる。

この装置は、少なくとも整正車両の前端部には、レール
ヘッドの状態を表わす既知の選択された値を測定してそ
の選択値の大きさに対応する出力信号を送り出す装置と
、その値を設定する装置と、考慮中の工具の金属除去能
力に対応する既知の値を設定する装置と、選択されたパ
ラメータの制御値を設定値の函数で求める要素とを備え
ていることを特徴とする。この整正装暦は、なし遂げる
べき仕事量を考慮して一合または数台の車両を備えても
良い。

前端部に取につけられた測定装置は修正車両または独立
した測定車両の一部とすることができる。制御値を求め
るための要素は、所望の自動作業の程度に依存して、予
め確立された一連のグラフまたは修正工具の制御回路に
統合された計算器からなる。

本発明による装置の実施例ならびに種々の方法を実施で
きる他の実施例は次の記載および添附図面から明らかに
なるだろう。

第１図には、鉄道のレール２の上を走行するレール研削
車両１が示されており、この車両は２つの車両手段３と
４によりレールの上に載っている。

この車両は自力で走行し、研削工具を附勢したり制御し
たりするのに必要なエネルギーも供給する動力ユニット
を備えている。これらの工具は円筒状グラィンダを有し
、し−ルの各範囲（ｓｔｒｅｃｈ）に対し６個であり、
レールの横断面で角度的に配置自在に設ける。

また、これらの工具は、液圧ジャッキ８，９，１０，１
１により車両のフレーム５に連結された研磨ユニット６
と７に取りつけられている。仕事中、これらのユニット
がローラー２，１３，１４，１５でレールの上に載って
いる。これらの工具のうち、１６，１７，１８，１９で
示される４つの工具がレール・ヘッドの踏面の輪かくに
追従するように漸進的に配向され、また２０，２１で示
される２つの工具が前記レールヘッドの内側面の輪かく
に追従するように配向されている。研磨車両の前端と後
端には、レールのヘッドの振幅を測定するための装置が
取りつけられている。

この測定装置は、周知の仕方で、踏面と、レールヘッド
の内側面の周りに相並んで装着された一組のフィーラ（
ｆｅｅｌｅｒ）を備え、第１のものは外部に配置されて
いる前端では２２により後端では２２′により表わされ
ている。これらのフィーラが、踏面としールヘッドの内
側面と接触して保持されたランナ（ｍｎｎｅｒ）２３と
２３によりそれぞれ支持されている。これらのランナの
支承面は、起伏した変形の少なくとも２つの引続くピー
クに連続的に当たるような長さを有する。

これらのフィーラの配置の一例が第２図に示してある。

第２図は摩耗したレール２の部分断面であり、その実際
の形状Ｃ２には最初の輪か〈Ｃ，と比較すると重要な輪
かくの欠陥が表われている。この配置は、起伏した変形
に関するデータを長さ方向に集めるだけでなく横断面で
も輪か〈の欠陥に関するデータを集めるために、レール
ヘッドの状態についての最も代表的な領域を感知するこ
とができるように選択される。後者の場合には、その後
元の輪かくＣ，または平均摩耗論か〈に類似した基準輪
かくと比較して輪かくの欠陥を求める。ランナの支承面
による区画される垂直面と水平面に対する各フィラーの
相対的な変位は、その相対変位に比例した出力信号を送
り出すことができる周知の形式の測定センサ（ｓｅｎｓ
ｏｒ）２５と２５′によりそれぞれ検出される。

これらの２つの測定装置のそれぞれにランナとセンサ則
ち感知ユニットが入れ子式鍬２４と２４′によりそれぞ
れ研磨車両に連結され、切換点のように間隙が出て来た
らそれを持ち上げたり非運転中にはそれを荷重ゲージに
隠したりすることができる。

第３図には、レール２の横断面より上にレールヘッドの
ための他の４つのフィーラと共に第１図に既に示したフ
イーラ２２と、これらのフイーラのそれぞれの変位に比
例した出力信号を送り出す測定センサ２５が略図で示さ
れている。

センサ２５からのこれらの測定信号が処理装置２６へ伝
送される。

この処理装置は、周知のように、測定値の振幅を表わす
出力信号を得るために必要な積算増幅器とフィル夕を備
えている。これらの値則ち短かし、波長の起伏した変形
の平均振幅ａ，長い波長の起伏した変形の振幅Ａ，、レ
ールヘッドの輪かくの欠陥の振幅ｍ，が、前述の値と一
致してそれぞれ２７，２８，２９で示した表示装置に表
示される。これらの表示装置は図示の回路の操作に欠く
ことのできないものではなく、ここでは視覚制御装置と
して役立つものである。ａ，，Ａ４，ｍ，の値は振幅を
表わす信号が直接または調整装置３０，３１，３２（こ
の操作については後述する）を介して計算器３３へ伝送
される。使用される研磨工具の金属除去能力に一致する
既知の値の表示装置３４が計算器３３に連結されていて
前記の値を記憶することができ、またそれらの視覚制御
にも有用である。これらの記憶された値と、測定装置か
らの振幅ａ，，Ａ４，汀，の値を表わす入力信号で、こ
の計算器３３が、研摩工具の制御回路を支配する制御値
を表わす出力信号を計算するよう組織されている。

これらの出力信号が前記制御回路のそれぞれの表示装置
、即ち加圧力ｐの値に対しては、３５、切削速度Ｃの値
に対しては３６、研磨工具の傾斜角のに対しては３７で
示された表示装置へ送り出される。

前記工具のこれらの種々の操作特性が第４図に記号で示
されており、研磨工具がレール２に圧力ｐで当てられて
いる。その工具のモータ３９が、設定された切削速度Ｃ
に関連した角速度で円形砥石４０が回転駆動する。この
工具は傾斜角のこ従て酉己向されている。研磨工具の前
進速度の制御値Ｖの第４設定装置４１が研磨車両１の前
進速度を制御する回路に連結されている。

点線の枠で簡単に示したこれらの種々の制御回路は、各
工具または工具のグループについて、前記回路の特性の
変化により作動するレールの加圧力、切削速度、傾斜角
を制御するための装置を備えた公知の形式のものである
。第６図は液圧エネルギーを用いたそのような制御回路
のダイヤグラムを示す。

レール２の上には第１図に示した工具１６に類似した研
磨工具が示されており、この研磨工具はほぼ一定の回転
速度を有する非同期型の電動モータ４５により回転駆動
されるグラィンダまたは砥石４２を備えている。

このモータがハウジング４４に取りつけられ、そのハウ
ジングが支持部材４６により支持された軸４５を中心と
して回動可能に枢着されている。この支持体４６が、複
動懸垂型液圧ジャッキ４８によりかつ研磨工具の作用角
を変えずに研磨工具を上下に揺動できる関着された平行
四辺形系４９により研摩ユニットのフレーム４７に連結
されている。研磨工具のハウジング４４の上端が榎勤型
液圧ジャッキ５０を介して支持体４６に連結されている
。

液圧ジャッキ４８が研磨工具の加圧力を調整するのに役
立ち、液圧ジャッキ５０がその鏡斜角を調整するのに役
立つ。

これらの２つのジャッキが一定容量の液圧ポンプ５１を
備えた液体回路により送られ、この液圧ポンプがタンク
５２からフィル夕−５３を介して流体を吸込み、分離ピ
ストンと圧力ガスを有する液圧アキュムレータ５５へ逆
止弁５４を介してその流体を送り込む。プレッシヤスタ
ツト（Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔａｔ）５６がアキユムレー
タの供給回路に連結されかつポンプ５１を駆動する電動
モータ５７に連結されていて所定のアキュムレータ圧力
制限内でモータを停止させたりまたは作動させたりする
。この回路の出力圧Ｐ，は圧力調整弁５８により調整さ
れる。吐出し弁５９には、回路の過負荷またはプレッシ
ャスタツト５６の故障の場合の保護としてタンクへの戻
りが設けられている。この基礎回路の最初の分岐管が研
磨工具懸垂ジャッキ４８の２つの室につながっている。

このジャッキの下方の室には圧力調整弁５８により制御
された圧力Ｐ，の流体が直接送られ、上方の室には上方
の室の供給回路に挿入された第２の圧力調整弁６０‘こ
よりＰ，と異なる圧力Ｐ２の流体が送られる。研磨工具
の加圧力が液圧ジャッキピストンの相対する面に作用す
る圧力Ｐ，とＰ２の間に差に依存しているので、この加
圧力の所望の値Ｐは圧力調整弁６０の圧力Ｐ２に一致す
る値を設定することにより求められる。

基礎液圧回路の第２の分岐管が研磨工具の配向のために
ジャッキ５０の２つの室につながっている。

この分岐管には電気的に制御される液圧弁６１が設けら
れていて、研磨工具の正しい傾斜角が図示の中立位置に
対応して達成されるまで前記ジャッキ５０の２つの室の
一方または他方に圧力流体を指向させる。この制御弁は
、研磨工具の所望の傾斜角Ｑの設定装置を構成するシン
クローェミッ夕６２と、軸４５に取りつけられた適当な
機械的リンク６４を介して研磨工具ハウジング４４によ
り適当な範囲まで駆動されるシンクローレシーバ６３と
、フィル夕６５と、増幅器６６とからなる電気回路によ
り制御される。

この制御回路において、シンクローレシーバ６３が、シ
ンクローェミツタ６２に設定された工具の所望の角度位
置とシンクローレシーバ６３に伝送される前記工具の実
際の位置との間にある差の方向と大きさを表わす出力信
号を発生する。フィルターされて増幅されたこの信号は
、前記の差が釣り合わされるまで制御弁を必要な方向に
作用させる。絞り６７がタンクへの制御弁戻り路に挿入
されていて第２回路における圧力流体の変位速度を制限
する。研磨前のレールヘッドの狂いの振幅の大きさの函
数において調整可能な、第１図による制御値を求めるた
めのこの第１回路は、本発明による装置のこの好適な実
施例では、研磨後のレールヘッドの狂いの残留振幅の大
きさの函数において、前端部での測定値から求められる
制御値を補正するための回路により改良される。

この補正回路の概要を示す第５図では、第２図のように
後方測定装置を構成する要素を表わすために同じ参照数
字が用いられているが、それらの数字には主な記号を附
してある。

これらの要素、即ちフィーラ、センサー、処理装置、設
定装置は第１図と関連して既に述べた機能と同じ機能を
有する。研磨車両の前端部で測定される同じ値の残留振
幅ａ２′，Ａ２，竹２ を表わす後方測定装置からの出
力信号が、それぞれ、信号ａ２′に対しては６８、信号
Ａ２に対しては６９、信号ｍ２ に対しては７０で表示
されるコンパレータ要素に向けられる。

これらのコンパレータ要素のそれぞれには、研磨された
レール部分に対し許客べきると考えられる前記値の最大
許容振幅値ａｏ，Ａｏ，竹ｏ を制御するための装置、
即ち値ａｏに対しては制御装置７１が、んに対しては７
２が、汀ｏに対しては７３が連結されている。各コンパ
レータ要素が、前述した入力値の間の差の代数値を表わ
す出力信号を送り出すように配列されている。

その差に値即ち△ａ＝ａ２−ａｏ、△Ａ＝ん−Ａ、△ｍ
＝ｍ２一ｍｏを表わすこれらの出力信号が、それぞれ、
同じ測定値に対応する前方測定装置の出力回路に連結さ
れた設定装置に向けられる。この目的のために、コンパ
レータ要素６８が設定装置３０に連結され、コンパレー
タ要素６９が設定装置３１に連結され、コンパレータ要
素７０が設定装置３２に連結されている。これらの設定
装置は、研磨前の測定された狂いの振幅と、前記狂いの
残留振幅と最大許容振幅の間の差値を表わす上記の入力
信号の代数加算Ｓａ，Ｓ＾，Ｓｍを表わす出力信号を送
り出すように配設されている。

その代数加算の公式は、Ｓａニａｌ十△ａ、ＳＡニＡＩ
＋△＾、Ｓ汀ニｍｌ＋△中である。

最後に、設定装置をコンパレータ要素と相互連結する各
回路には、経験的に求められる比例係数Ｋａ， ＫＡ，
Ｋ竹をそれぞれ設定するための装置が示されている。

この設定装置が値ａに対しては７４、値Ａに対しては７
５、値ｍに対しては７６で表示されており、伝送される
差値を微調整するための最後の手段を構成する。本装置
の実施例には本発明による方法の要旨から逸脱せずに変
形を加えることができる。

特に、制御値を求めるための要素、ここでは計算器３３
を、研磨工具の切削深さと考慮中の工具の金属除去能力
に対する既知の特性の間の関係を与える経験的に予め確
立されたダイヤフラムによりあまり複雑化しないで置き
換えることができる。

この場合に、そのダイヤフラムにおいて表示装置２７，
２８，２９に測定表示される値に対応する制御値ｐ，ｃ
，ｖ，Ｑを得るのは操作者である。

前記の表示装置に測定表示される値は結局設定装置３０
，３１，３２により調整されるが、そのときそれらの設
定装置もまたその調整された値の表示装置を備えている
だろう。最後に、本発明はグラィンダやドリルのような
回転工具の用途に限定されず、それらの工具の金属除去
能力と柔盾しない変形の範囲内で例えば摩耗ブロック、
摩耗シュー、電子摩耗工具のような非回転工具にもよく
適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の概観図、第２図は摩耗したレールの部
分断面図、第３図は前端部で取られた測定から制御値を
確立するための回路のダイヤフラム、第４図は研磨工具
の作業中の作動を示すダイヤフラム、第５図は後端部で
の測定値から調整値を求めるための回路のダイヤフラム
、第６図は研磨工具の加圧力と位置を制御するための回
路のダイヤフラムである。 １・・・・・・研磨車両、１６，１７，１８，１９，２
０，２１・・・・・・研削工具。 打６・− 打６−−〇 ■ ９ Ｕ つ ・ 岸 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄道のレールヘツドの輪かくに対する接線に従つて
   配向された所定数の修正工具をレールヘツトの面の母線
   に沿つて移動させ、少なくとも一つの修正工具の金属除
   去能力に影響するパラメータ−工具の加圧力ｐ、その切
   削速度ｃ、その傾斜角α、レールに沿つたその変位速度
   ｖ−のうちの少なくとも一つの値を、前記工具の所望の
   切削深さの函数として予め確立された設定制御値の制御
   下に置いた、レールヘツドの面を軌道上で修正する方法
   において、短かい波長の起伏した変形の平均振幅ａ＿１
   および／または長い波長の起伏した変形の振幅Ａ＿１お
   よび／またはレールヘツドの輪かくの欠陥の振幅π＿１
   のような、研削前のレールヘツドの状態を表わす少なく
   とも一つの大きさの値を測定し、この測定値に基いて研
   削仮目標値を設定し、前記目標値と当該研削工具の金属
   除去能力に対応する既知の値とに基いて工具の所望の切
   削深さを得るためおよび／またはそれを位置決めするた
   めに設定すべき制御値を設定し、この制御値に基いて工
   具の組立体の長さに対応するレール長さを研削し、研削
   後研削車両の後端部で前記の少なくとも一つの大きさの
   値を測定し、この残留振幅の測定値と研削すべきレール
   部分の前記変形と欠陥の最大許容振幅の値（ａ＿０およ
   び／またはＡ＿０および／またはπ＿０）の間の差（Δ
   ａおよび／またはΔＡおよび／またはΔπ）を計算し、
   この差の値に径験的に求められた比例係数Ｋ＿ａ，Ｋ＿
   Ａ，Ｋπを乗算し、この得られた値を研削前の前記変形
   と欠陥の振幅（ａ＿１および／またはＡ＿１および／ま
   たはπ＿１）に加えて最適目標値を設定することを特徴
   とする方法。 ２ レールヘツドを研削するための所定数の工具を備え
   た少なくとも一つの研削車両１と、少なくとも一つの研
   削工具の金属除去能力に影響する−その加圧力ｐ、切削
   速度ｃ、傾斜角度αおよびレールに沿つた変位速度ｖの
   ような−少なくとも一つのパラメータの値を前記工具の
   所望の切削深さの函数として予め確立された制御値に従
   つて制御する装置（第６図）と、車両の前端と後端に設
   けられていて、かつ短かい波長の起伏した変形の平均振
   幅ａ，ａ＿２および／または長い波長の起伏した変形の
   振幅Ａ＿１，Ａ＿２および／またはレールヘツドの輪か
   くの欠陥の振幅π＿１，π＿２を測定するための測定装
   置２２，２５；２２′，２５′と、前記の測定値を表示
   する表示手段２７，２８，２９，２７′，２８′，２９
   ′と、車両後端の測定装置で得られたこの残留振幅の測
   定値と前記変形と欠陥の前記許容振幅の値（ａ＿０およ
   び／またはＡ＿０および／またはπ＿０）の間の差の数
   値（Δａおよび／またはΔＡおよび／またはΔπ）を表
   わす出力信号を発生するコンパレータ要素と、この差の
   値に経験的に決められた比例系数（Ｋ＿ａおよび／また
   はＫ＿Ａおよび／またはＫπ）を乗算する装置と、当該
   工具の金属除去能力に対応する既知の値を表示するため
   の表示手段と、乗算装置から入力される測定値と、既知
   の値のための表示装置３４から入力される当該工具の金
   属除去能力に従う設定値とに基いて工具の所望の切削深
   さおよび／または位置を得るために選択された少なくと
   も一つのパラメータの制御値を決めるための演算装置と
   を備えた、鉄道のレールヘツドの面を軌道上で修正する
   たの装置。