PL175928B1 - Maszyna do budowy toru, zwłaszcza do korygowania położenia toru - Google Patents

Abstract

1. Maszyna do budowy toru, zwlaszcza do korygowania polozenia toru, skladajaca sie z ra- my maszyny, wspartej na wózkach jezdnych z zamontowanymi na niej urzadzeniami prostujacy- mi i z toczacych sie po torze wózków pomiarowych, które razem z przyrzadami ustalajacymi wielkosc pomiaru, jak równiez z rama maszyny bedaca pod- stawa odniesienia, tworza uklad odniesienia do usta- lania bledów w istniejacym stanie polozenia toru kolejowego, znamienna tym, ze ma wózki pomiaro- we (24, 26) usytuowane na przednim i tylnym koncu ukladu odniesienia (30) w stosunku do kie- runku pracy maszyny, wyposazone w przyrzady po- miarowe pochylenia poprzecznego (37, 38) oraz w czujniki nacisku sil prostowania (39) przyporzad- kowane do urzadzenia prostujacego (13), przy czym czujnik nacisku sil prostowania (39) jest polaczony z przyrzadem ustalajacym wielkosc pomiaru (33) oraz z lezacym w obszarze urzadzenia prostujacego (13) srodkowym wózkiem pomiarowym (25) ustalaja- cym wartosci zerowe w zaleznosci od sily prosto- wania. F ig . 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy maszyny do budowy toru, zwłaszcza do przeprowadzania korekty położenia toru. Maszyna składająca się z głównej ramy opartej ha wózkach szynowych, zaopatrzonej w urządzenia do bocznej korekty położenia toru i w wózki pomiarowe toczące się po torze. Wózek pomiarowy wyposażony w przyrząd ustalający wielkość pomiaru, wspólnie z ramą maszyny stanowiącą podstawę odniesienia, tworzy układ odniesienia do ustalania błędów istniejących w położeniu toru kolejowego.

Z austriackiego opisu patentowego nr 394 742 znana jest maszyna do podbijania toru, której celem jest korygowanie położenia toru. Rama maszyny oparta na wózkach jezdnych, służy jako podstawa odniesienia dla własnego systemu odniesienia do wykrywania błędów w ustawieniu toru.

Ponadto z amerykańskiego opisu patentowego nr 5 113 767 znany jest stabilizator toru, składający się z dwóch zespołów stabilizujących, umieszczonych pomiędzy wózkami jezdnymi. Dla pokazania błędów ustawienia pionowego i bocznego przewidziany jest własny system rejestrujący maszyny, składający się zasadniczo z toczących się po szynach wózków pomiarowych, ustawionych w pewnej odległości jeden od drugiego w kierunku osi wzdłużnej maszyny oraz z cięciwy kierunkowej i niwelacyjnej. W rozwiązaniu alternatywnym, podstawą odniesienia dla wyrównywania toru może być rama maszyny jako stabilizator toru.

175 928

W amerykańskim opisie patentowym nr 5 172 637 opisany jest dalszy przykład stabilizatora toru, w którym ustalenie poprzecznego położenia toru dokonywane jest poprzez zastosowanie wahadła poprzecznego w przednim i środkowym obszarze wózka pomiarowego. Dzięki temu istnieje możliwość powiązania z urządzeniem pomiarowym przebytej drogi, ustalenie położenia poprzecznego toru w obrębie przedniego wózka pomiarowego i po uwzględnieniu przesunięcia czasowego, przekazanie pomiaru do drugiego wózka pomiarowego jako podstawy odniesienia, aby w ten sposób otrzymać poprzednio wskazane położnie poprzeczne toru, pomimo obniżenia toru na skutek działania zespołów stabilizujących.

Znana jest również, z amerykańskiego opisu patentowego nr 4 655 142, maszyna do podbijania toru, której układ odniesienia dla ustalenia poprzecznego jego położenia, wyposażony w cięciwy niwelacyjną i kierunkową, oparty jest na poprzecznych wahadłach umieszczonych zarówno na przednim, jak i tylnym wózku pomiarowym. Dzięki zastosowaniu drugiego tylnego wahadła poprzecznego, powstaje możliwość stwierdzenia ewentualnego szczątkowego błędu i przez odpowiednie sterowanie urządzeniem do podnoszenia toru w kierunku przeciwnym, uzyskuje się w znacznym stopniu wyeliminowanie istniejących resztek błędu.

Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie maszyny do budowy toru kolejowego o poprawniej dokładności wykrywania błędów, której układ odniesienia bazuje na ramie maszyny, stanowiącej podstawę odniesienia.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostało wykonane przez skonstruowanie maszyny do budowy toru, w której wózki pomiarowe usytuowane na przednim i tylnym końcu układu odniesienia w stosunku do kierunku pracy maszyny są wyposażone w przyrządy pomiarowe pochylenia poprzecznego oraz we wskaźniki nacisku sił prostowania, przyporządkowane do urządzenia prostującego, przy czym wskaźnik nacisku sił prostowania jest połączony z przyrządem ustalającym wielkość pomiaru oraz z lezącym w obszarze urządzenia prostującego środkowym wózkiem pomiarowym ustalającym wartości zerowe w zależności od siły prostowania. Wynalazek przewiduje zastosowanie pionowych przedłużaczy ramy maszyny, połączonych z przyrządami ustalającymi wielkość pomiaru w postaci obrotowych potencjometrów z linką pomiarową, przy czym ta linka jest połączona, poprzez element mocujący, z odpowiednim wózkiem pomiarowym. Natomiast wszystkie elementy mocujące linki pomiarowe na wózkach pomiarowych, są umieszczone na jednakowej wysokości w stosunku do utworzonej poziomej płaszczyzny odniesienia według punktów usytuowania kół wózków szynowych. Także wynalazek przewiduje zastosowanie zarówno na przednim jak i na tylnym końcu ramy, urządzeń do pomiaru pochylenia poprzecznego toru.

Przez zastosowanie takiej konstrukcji maszyny, można stworzyć prosty i dokładny układ odniesienia wykazujący boczne błędy położenia toru. Uproszczenie konstrukcji, zgodnie z wynalazkiem pozwala na to, że oszczędza się przesuwanie poprzeczne zespołów roboczych, którym przeszkadzała cięciwa kierunkowa. Przez zastosowanie przyrządów pomiarowych pochylenia poprzecznego można kompensować niedokładności występujące w łukach przejściowych toru. Równolegle z tym, są także całkowicie kompensowane wskazania podawane przez czujniki nacisku oraz siły prostujące, powodujące przegięcia ramy maszyny, a tym samym fałszujące wyniki pomiaru. W ten sposób nawet w sytuacjach ekstremalnych można osiągnąć wysoką dokładność układu odniesienia, co stanowi istotną cechę a zarazem zaletę wynalazku. Odpowiednie połączenie wózków pomiarowych z przyrządami ustalającymi wielkość pomiaru i z linką pomiarową stanowi proste rozwiązanie zapewniające uzyskanie bardzo dokładnych wyników pomiarowych. Dalsze cechy i zalety układu odniesienia według wynalazku są podane dla lepszego ich zrozumienia w końcowej części mniejszego opisu, to jest po opisie konstrukcji i działaniu tego układu.

Niżej jest opisany wynalazek w przykładowym wykonaniu, uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia maszynę do budowy i podbijania toru w widoku z boku, fig. 2, 3 i 4 przedstawiają kolejno maszynę do podbijania toru w przekrojach wzdłuż linii II, III i IV w

175 928 obszarach pomiarowych wagonu uwidocznionych na fig. 1, fig. 5 - przedstawia schematycznie rzut z góry na układ odniesienia przeznaczony do pomiarów i korekty położenia toru, składający się z ramy maszyny, z przyrządów ustalających wielkość pomiaru i wózków pomiarowych, a fig. 6 - uproszczony schemat połączeń.

Maszyna do budowy toru 1, uwidoczniona na fig. 1, przedstawiona jako maszyna do podbijania, prostowania i niwelowania toru, składa się-z -ramy maszyny 7 wspartej: na wózkach szynowych 2 i 3, które przejeżdżają po torze wyposażonym w szyny 4 i 5 i podkłady 6. Kierunek pracy maszyny do budowy toru 1 jest pokazany za pomocą strzałki 8. W części przedniej ramy maszyny 7 są umieszczone napędy i urządzenia zaopatrzenia energetycznego 9, jak też znajdujący się na przednim wózku szynowym 2 napęd jezdny 10 maszyny.

Maszyna jest wyposażona w zespół podnoszący i prostujący tor 11. Zespół ten jest połączony przegubowo z ramą maszyny 7 i może być przestawiany pionowo za pomocą hydraulicznego podnośnika 12 oraz bocznie za pomocą urządzenia prostującego 13. Przednie zakończenie zespołu podnoszącego i prostującego tor 11 jest ponadto połączone przegubowo z konsolą 14 ramy maszyny 7. Narzędziami służącymi do korekty toru, zamontowanej na każdej z szyn 4, 5 na zespole podnoszącym i prostującym tor 11, są dwie kołnierzowe rolki prostujące 15 i cztery rolki podnoszące 26. Rolki te są ukształtowane w taki sposób, ze chwytają główkę, szyny z zewnątrz i od wewnątrz jak kleszcze rolkowe. Rolki są zamocowane parami naprzeciw siebie. Maszyna jest wyposażona ponadto w podnoszone i opuszczane podbijarki toru 18, przyporządkowane każdej z szyn, które są połączone z ramą maszyny 7 przestawnie pionowo za pomocą urządzenia do podnoszenia 17. W tyle ramy maszyny 7 znajduje się kabina obsługi 19 wyposażona w urządzenia sterujące 20 do kontroli działania narzędzi służących do korygowania toru.

Maszyna jest zaopatrzona w układ niwelacyjny 21, służący do określania położenia wysokości toru. Układ niwelacyjny jest wyposażony w przyrząd do pomiaru prostolinijności 22 każdej z szyn 4, 5, wyposażony w napięty drut. Początek, lub tez koniec napiętego drutu połączony jest za pomocą drążka 23 z wózkiem pomiarowym 24 lub również 26, toczącym się po skorygowanym, lub nieskorygowanym torze. Dalszy środkowy wózek pomiarowy 25 toczący się po torze, znajduje się pomiędzy zespołem podnoszącym i prostującym tor 11 i podbijarką toru 18. Ze środkowym wózkiem pomiarowym 25 jest połączony przyrząd ustalający wielkości pomiaru 27 dla każdej z szyn, który za pomocą ukształtowanego jak widły ramienia czujnikowego w powszechnie znany sposób współdziała z przyrządem do pomiaru prostolinijności 22. Wartości pomiaru wskazane przez ten przyrząd, zwłaszcza wykazujący różnicę wysokości toru w obrębie środkowego wózka pomiarowego 25 w stosunku do przewidywanej wysokości, określonej przez przyrząd do pomiaru prostolinijności 22, powoduje pośrednie lub bezpośrednie włączenie hydraulicznego podnośnika 12. Podnośnik dźwiga tor do przewidywanego poziomu za pomocą rolek podnoszących 16, należących do zespołu podnoszącego i prostującego tor 11.

Na początkowej i końcowej części ramy maszyny 7 przewidziane są również przyrządy ustalające wielkość pochylenia poprzecznego 28, 29.

Natomiast na fig. 2, 3 i 4 jest opisąny układ odniesienia 30 do pomiaru i korygowania bocznego położenia toru. Układ ten składa się w swej istocie z ramy maszyny 7, służącej jako podstawa odniesienia, z wózków pomiarowych 24, 25 i 26 toczących się po szynach 4 i 5 oraz z przyrządów ustalających wielkość pomiaru 32, 33 i 34. Każdy z przyrządów ustalających wielkość pomiaru w postaci obrotowych potencjometrów jest połączony bezpośrednio z ramą maszyny 7 za pomocą pionowo usytuowanego przedłużacza 40. . Część ruchoma tych przyrządów może być obracana wokół osi pionowej, lub poziomej, za pomocą linki pomiarowej 35. Drugostronnie, każda z linek pomiarowych 35 jest połączona z odpowiednimi wózkami pomiarowymi . 24, 25 i 26 w przewidzianym do tego celu miejscu za pomocą elementów mocujących 36. Zamiast opisanego potencjometru może być na przykład zabudowany bezstykowy. przyrząd pomiarowy.

175 928

Każdemu z wózków pomiarowych 24, 26 na przodzie i końcu maszyny jest przyporządkowany przyrząd pomiarowy pochylenia poprzecznego 37, 38 oraz czujniki nacisku sił prostowania 39 przyporządkowane do urządzenia prostującego 13. Czujnik nacisku sił prostowania 39 jest połączony z przyrządem ustalającym wielkość pomiaru 33 wraz z leżącym w obszarze urządzenia prostującego 13 środkowym wózkiem pomiarowym 25, ustalającym wartości zerowe w zależności od siły prostowania. Wszystkie wózki pomiarowe 24 do 26 w znany sposób, tutaj bliżej nie opisany, są dociskane do jednej z obu szyn 4, 5 jako szyn odniesienia, aby wyłączyć tym sposobem luz w ich rozstawie.

Linki pomiarowe 35 przyrządów ustalających wielkości pomiarów 32, 33, 34 są prowadzone na wysokości około 420 mm ponad górną krawędzią szyn, dlatego na przejściowych odcinkach łuków toru, lub w obrębie ramp, występują błędy do 8 mm, powodowane bocznym odchyleniem elementów mocujących 36. Błędy odchylenia mogą być eliminowane drogą przekazywania stopnia pochylenia poprzecznego, przedniego i tylnego wózka pomiarowego 24, 26 poprzez podporządkowane przyrządy pomiarowe pochylenia poprzecznego 37, 38, przy współpracy z urządzeniem prostującym. Za pomocą środkowego wózka pomiarowego 25 można wykorzystywać przewidywaną wielkość przewyższenia, w układzie niwelacyjnym 21.

Wszystkie elementy mocujące 36 razem z linkami pomiarowymi 35 przyrządów ustalających wielkość pomiaru są umieszczone na jednakowej wysokości w stosunku do punktów usytuowania kół wózków szynowych 2, 3 tworząc równoległe do siebie powierzchnie odniesienia 41. Dzięki temu osiągnięto ustawienie wszystkich trzech miejsc zamocowania za pomocą elementów mocujących 36 w sposób zapewniający takie same odchylenia boczne, gdy rama maszyny 7 jest pochylona poprzecznie. Zapewnia to wykluczenie błędu pomiaru.

Na przykładzie pokazanego na fig. 5 schematu konstrukcji maszyny, można ułożyć różne równania matematyczne. Ponad to, inaczej niż zostało to uwidocznione na rozwiązaniach przedstawionych na fig. 1 do 4, przyrządy ustalające wielkość pomiaru 32, 33, 34 są zamontowane odpowiednio na wózkach pomiarowych 24, 25 i 26, przy czym linki pomiarowe 35 wymienionych przyrządów ustalających wielkość pomiaru są połączone z ramą maszyny 7. Nie ma to jednak wpływu na sposób działania układu odniesienia 30 wynikającego z wynalazku. Odległości każdego z przyrządów ustalających wielkość pomiaru 32 - 34 do ramy maszyny 7 w kierunku poprzecznym, lub też do miejsc zamocowania wyznaczonych elementami mocującymi 36, są oznaczone jako Vm - przedniego punktu pomiaru, Hm - tylnego punktu pomiaru i Ra - jako odchyłka prostowania. Litera L określa odległość przedniego wózka pomiarowego 24 do tylnego wózka pomiarowego 26. Oznaczeniami a lub b są określane odległości tylnego wózka pomiarowego 26 do środkowego wózka pomiarowego 25, lub też przedniego wózka pomiarowego 24 do środkowego wózka pomiarowego 25.

Z powyższego wynikają następujące równania:

Stała systemu, zależna od maszyny K = b/L

Średnia wielkość pomiaru Mm = (Hm-Vm) · K + Vm.

Dla przykładu, w którym układ odniesienia 30 znajduje się na dokładnie prostolinijnym torze (dla zerowego równania), powinny być spełnione następujące warunki:

[(Hm - Vm) · K + Vm] - Ra (=Mm) = 0

Dla przeprowadzenia korekty bocznej położenia toru, wielkość prostowania (lub wielkość przesunięcia) Rw jest zdefiniowana za pomocą następującego równania (przy tym należy uwzględnić wysokość strzałki łuku toru):

Rw = h - [(Hm - Vm) · K + Vm] - Ra

175 928

Drgania lub równoległe przesunięcie ramy maszyny 7 nie mają żadnego wpływu na wynik określenia wielkości prostowania, po tym jak w położeniu podstawowym zostało przeprowadzone równanie zerowe. Przy równaniu zerowym wszystkie wózki pomiarowe znajdują się na poziomej powierzchni toru, a szyny 4, 5 są dokładnie proste. Wszystkie wózki pomiarowe od 24 do 26 są dociśnięte do prawej szyny 4, biorąc pod uwagę kierunek pracy maszyny. Urządzenia prostujące 13 są sterowane bez nacisku. Tor na przykład jest zabetonowany i w związku z tym nie może być poruszony. Wskaźnik wielkości prostowania należy ustawić na wzorcowym potencjometrze na zerze. Następnie, należy obciążyć lewe urządzenie prostujące 13 maksymalnie siłą. Nastąpi wtedy odchylenie od wielkości prostowania na skutek bocznego wygięcia ramy maszyny 7. Wtedy należy skompensować wskazania na wartość zerową za pomocą drugiego potencjometru wzorcowego. Siły prostowania, leżące pomiędzy tymi dwoma nastawieniami na zero, będą ujmowane przez czujnik nacisku sił prostowania 39 i odpowiednio linearnie kompensowane. W ten sposób wielkość prostowania będzie wykazywana właściwie, na skutek automatycznego kompensowania przegięcia ramy maszyny 7 zależnego od przyłożonych sił prostowania. Opisany przebieg działania należy przeprowadzić dla prawego urządzenia prostującego 13. W przypadku wykazywania przez ramę maszyny 7 małej odporności na zwichrowanie, to może ono być opanowane przez zmocowane na końcach ramy maszyny przyrządy pomiarowe pochylenia poprzecznego 37 lub 38 i również wciągnięte do kompensacji wskazań - wielkości prostowania.

Zastosowanie zgodnego z wynalazkiem układu odniesienia 30 do korekty położenia bocznego toru, posiada następujące zalety:

- na skutek braku stalowej, czy też świetlnej cięciwy nie może być wywierany wpływ na narzędzia robocze maszyny,

- eliminuje się pracochłonne dosterowywanie cięciw na zwrotnicach maszyn do podbijania torów, przy wózkach pomiarowych przednich i tylnych,

- podbijarki toru mogą być bezpiecznie przesuwane poprzecznie poza linię środkową toru,

- układ odniesienia 30 może być zbudowany ze sprawdzonych, znormalizowanych komponentów mechanicznych i elektrycznych.

Wystarczy zastosować proste rolkowe mechanizmy ustalające namierzone wartości dla uchwycenia wielkości pomiaru,

- eliminuje się błąd pomiaru wykazywany przez cięciwę stalową, powodowany przechodzeniem maszyny na rampach i łukach toru.

Na fig. 6 pokazano przebieg ustalania w członie różnicowym 42 (Hm - Vm) wyniku odejmowania wskazań pomiędzy przednim i tylnym przyrządem ustalającym wielkość pomiaru 32 i 34. W członie dopasowującym 43 następuje przemnożenie wielkości różnicy przez stałą ^yi^^emu K. W dalszym członie różnicowym 44, który jest przystosowany do wzorcowania całkowitej wartości zerowej, następuje uchwycenie odchyłki prostowania Ra w stosunku do odkształceń prostowania pokazanych przez środkowy przyrząd ustalający wielkość pomiaru 33. Równolegle z tym ustalane jest pochylenie poprzeczne każdego z wózków pomiarowych 24, 25, 26 za pomocą przyrządów pomiarowych pochylenia poprzecznego 37, 38 lub też dodatkowego urządzenia pomiarowego 45, które jest podporządkowane układowi niwelacyjnemu 21. W kolejnych członach dopasowujących 46 następuje odpowiednie wywieranie wpływu na wartości pomiarowe, w zależności od właściwości konstrukcyjnych odchylenia bocznego, elementu mocującego 36 uzależnionego od pochylenia poprzecznego. W dalszych członach dopasowujących 47 i 48 występuje wywieranie wpływu na wielkość pomiaru w oparciu o współczynnik a/L lub b/L, uzależniony od rozwiązań konstrukcyjnych. Natomiast, w członie różnicowym 49 następuje ustalenie siły prostowania na przykład za pomocą różnicy nacisku. Ostatecznie w dalszym członie 50, sumowane i kompensowane wartości pomiarowe są doprowadzane do serwo - obiegu hydraulicznego, dla przeprowadzenia bocznej korekty toru przy każdorazowym włączeniu

175 928 urządzenia prostującego 13. Równolegle z tym, uzyskuje się ustalenie odpowiedniej wielkości prostowania.

Zamiast podbijarki toru 18 można zastosować na przykład znany również zespół stabilizujący, jako urządzenie do bocznej korekty położenia toru.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Maszyna do budowy toru, zwłaszcza do korygowania położenia toru, składająca się z ramy maszyny wspartej na wózkach jezdnych z zamontowanymi na niej urządzeniami prostującymi i z toczących się po torze wózków pomiarowych, które razem z przyrządami ustalającymi wielkość pomiaru, jak również z ramą maszyny będącą podstawą odniesienia,tworzą układ odniesienia do ustalania błędów w istniejącym stanie położenia toru kolejowego, znamienna tym, że ma wózki pomiarowe (24, 26) usytuowane na przednim i tylnym końcu-układu odniesienia (30) w stosunku do kierunku pracy maszyny, wyposażone w przyrządy pomiarowe pochylenia poprzecznego (37, 38) oraz w czujniki nacisku sił prostowania (39) przyporządkowane do urządzenia prostującego (13), przy czym czujnik nacisku sił prostowania (39) jest połączony z przyrządem ustalającym wielkość pomiaru (33) oraz z leżącym w obszarze urządzenia prostującego (13) środkowym wózkiem pomiarowym (25) ustalającym wartości zerowe w zależności od siły prostowania.
2. 2. Maszyna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera pionowe przedłużacze (40) ramy maszyny (7) połączone z przyrządami ustalającymi wielkość pomiaru (32-34) w postaci obrotowych potencjometrów z linką pomiarową (35), przy czym linka pomiarowa (35) jest połączona, poprzez element mocujący (36), z odpowiednim wózkiem pomiarowym (24-26).
3. 3. Maszyna według zastrz. 2, znamienna tym, że wszystkie elementy mocujące (36) linki pomiarowej (35) na wózkach pomiarowych (24-26) są umieszczone na jednakowej wysokości w stosunku do utworzonej poziomej płaszczyzny odniesienia według punktów usytuowania kół wózków szynowych (2, 3).
4. 4. Maszyna według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienna tym, że zarówno na przednim jak i tylnym końcu ramy (7) jest przewidziane urządzenie do pomiaru pochylenia poprzecznego (28, 29).