[001] Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Abtastung von auf einer Schotterbettung aufliegenden Schwellen mit Hilfe eines berührungslos wirkenden, auf einem Maschinenrahmen positionierten Distanzmessers, sowie ein Verfahren.

[002] Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise durch US 6 662 728 bekannt und dient dazu, mit der Erkennung der Schwellenposition die Arbeitsvorfahrt einer Stopfmaschine zu steuern bzw. deren Stopfaggregate über zwei benachbarten Schwellen zu zentrieren. Anfang und Ende einer Schwelle werden jeweils durch eine sprunghafte Distanzänderung in Bezug auf die angrenzende Schotterfläche registriert.

[003] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung einer Messvorrichtung sowie eines Verfahrens der eingangs genannten Art, um damit eine exakte Lage der Schwelle registrieren zu können.

[004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Messvorrichtung der gattungsgemäßen Art durch folgende Merkmale gelöst:

a) es sind zwei - in einer normal zu einer Maschinenlängsrichtung bzw. in einer Schwellenlängsrichtung verlaufenden Richtung - voneinander distanzierte Distanzmesser vorgesehen,

b) beide Distanzmesser sind auf einem durch ein Gelenk mit dem Maschinenrahmen verbundenen Messrahmen angeordnet, und c) der Messrahmen ist mit einem Inklinometer für eine automatische Positionierung der beiden Distanzmesser in einer horizontalen Lage verbunden.

[005] Mit einer derartig ausgebildeten Vorrichtung ist es nunmehr möglich, die Lage einer Schwelle sowohl in Bezug auf eine Horizontale als auch in Bezug auf die benachbarte Schwelle exakt zu registrieren. Infolge der nunmehr bekannten Raumlage ist beispielsweise die Ablage von Neuschwellen im Rahmen der Schaffung eines neuen Gleises sofort und exakt kontrollierbar. Im Falle einer außerhalb der Toleranzgrenze liegenden Fehlposition der Schwelle kann in vorteilhafter Weise ein akustischer Warnton abgegeben oder die Schwelle farblich markiert werden.

[006] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der Zeichnungsbeschreibung.

[007] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Maschinenteiles zur Ablage von neuen Schwellen, Fig. 2 eine Ansicht einer Messvorrichtung zur Abtastung der Schwellenlage in Maschinenlängsrichtung, und Fig. 3 bis 5 je eine vereinfachte Darstellung von Messergebnissen. [008] Eine in Fig. 1 zum Teil ersichtliche Maschine 1 dient zur Verlegung eines neuen Gleises auf einer planierten Schotterbettung 2, wobei der besseren Übersicht wegen lediglich ein die Schwellenablage durchführender Abschnitt dargestellt ist. Auf einem Maschinenrahmen 3 ist eine Verlegeeinheit 4 zur Ablage von Schwellen 5 befestigt. An diese angrenzend - bzw. in Bezug auf eine Maschinenlängsrichtung bzw. Arbeitsvorfahrt 6 unmittelbar dahinter angeordnet - befindet sich eine Messvorrichtung 7 zur Abtastung der auf der Schotterbettung 2 abgelegten Schwellen 5.

[009] Wie insbesondere in Fig. 2 ersichtlich, sind auf der Messvorrichtung 7 zwei - in einer normal zur Maschinenlängsrichtung 6 bzw. in einer Schwellenlängsrichtung verlaufenden Richtung - voneinander distanzierte, berührungslos wirkende Distanzmesser 8 vorgesehen. Diese sind auf einem durch ein Gelenk 9 mit dem Maschinenrahmen 3 verbundenen Messrahmen 10 angeordnet. Zu dessen Ver- schwenkung um eine in Maschinenlängsrichtung 6 verlaufende Achse des Gelenkes 9 ist ein Antrieb 11 vorgesehen. In Verbindung mit einem am Messrahmen 10 befestigten Inklinometer 12 sind die beiden Distanzmesser 8 durch entsprechende Aktivierung des Antriebes 11 automatisch und permanent in einer horizontalen Lage positionierbar.

[010] Mit Hilfe einer Führung 13 sowie eines Antriebes 14 ist der Messrahmen 10 mitsamt dem Gelenk 9 in einer normal zur Maschinen- längsrichtung 6 verlaufenden Querrichtung bzw. Schwellenlängsrichtung relativ zum Maschinenrahmen 3 verschiebbar. Zur Erfassung eines Verschiebeweges zwischen Maschinen- und Messrahmen 3, 10 ist ein Wegaufnehmer 15 vorgesehen.

[0 1] Insbesondere in Verbindung mit den Fig. 3 bis 5 wird nun das Verfahren zur Abtastung der Schwellen 5 näher beschrieben. Durch die beiden Distanzmesser 8 erfolgt eine permanente und parallele Abtastung der Schwelle 5 an zwei in Schwellenlängsrichtung voneinander distanzierten, je einer Schwellenhälfte zugeordneten Stellen. Die Distanzmesser 8 sollten einen Messabstand von etwa 700 mm, der Messbereich ± 200 mm haben. Dies ergibt eine ungefähre Höhenauflösung von etwa 0,2 mm. Die Messfrequenz sollte >1 kHz betragen. Der Messrahmen 10 wird mit Hilfe des Antriebes 14 immer gleismittig geführt, wobei die beiden Distanzmesser 8 durch den Antrieb 1 in Verbindung mit dem Inklinometer 12 permanent in einer Horizontalen gehalten werden.

[012] Wie in Fig. 4 dargestellt, gibt es für jede Schwelle 5 einen Anfangsund Endpunkt A, E, die jeweils durch eine sprunghafte Änderung von durch die Distanzmesser 8 ermittelten Messwerten 16 gekennzeichnet sind. Über eine Vielzahl von eine einzige Schwelle 5 betreffenden und abgespeicherten Messwerten 16 bzw. deren Mittelwert wird rechnerisch eine durch beide Endpunkte A, E führende Aus- gleichsgerade 17 ermittelt. Diese repräsentiert somit die Lage der oberen Schwellenfläche 18.

[013] Gemäß Fig. 3 wird eine mehrere aufeinander folgende Schwellen 5 bzw. deren obere Schwellenflächen 18 umfassende Ausgleichsgerade 17 aus den Mittelwerten der Messwerte 16 gebildet, um damit die exakte Höhenposition registrieren zu können. Weicht eine der Schwellen 5 von dieser Ausgleichsgeraden 17 über eine zulässige Toleranzgrenze hinaus ab, dann wird eine akustische Warnung abgegeben (eventuell auch mit einem Maschinenstop). Die entsprechende Schwelle 5 kann auch mit einer Farbspritzanlage markiert werden. Eine wesentliche Abweichung der Ausgleichsgerade 17 von der Steigung null deutet auf eine gekippte Schwelle hin. Dazu wird eine durch Horizontale H und Ausgleichsgerade 17 eingeschlossener Winkel α gemessen (s. Fig. 5).

[014] Zur Ermittlung eines Schwellenabstandes wird jeweils der Abstand zwischen Endpunkt E und Anfangspunkt A der benachbarten Schwelle 5 gemessen. Wird eine Schwelle 5 als im Abstand fehlerhaft detektiert, dann wird eine Warnung ausgegeben (eventuell auch mit Maschinenstop) und die entsprechende Schwelle 5 farbig markiert. Es ist wichtig, dass die fehlerhafte Schwelle 5 als Messbasis ausgeschieden wird. Deshalb müssen jeweils die Nachbarschwellen in die Abstandsmessung miteinbezogen und im Falle einer fehlerhaften Schwelle 5 als Messbasis verwendet werden. Sollten mehrere Schwellen 5 hintereinander falsch liegen, dann erweitert sich der Bereich der als Messbasis heranzuziehenden Schwellen 5 jeweils um ein ganzzahliges Vielfaches der Schwellenteilung. Nach spätestens drei fehlerhaft liegenden Schwellen 5 hintereinander wird eine entsprechende Meldung ausgegeben.

[015] Da jede Schwelle 5 mit zwei Distanzmessern 8 vermessen wird, kann aus dem Abstand der beiden Distanzmessern 8 zueinander und den verschiedenen Schwellenabständen links sowie rechts der Gleismitte die Winkellage (für Gleisbogenabschnitte) berechnet und mit dem Soll-Abstand verglichen werden. Unzulässige Abweichungen werden angezeigt und fehl liegende Schwellen 5 eventuell markiert.

[016] Abweichungen von der mittleren Höhenlage, von der Schwellenteilung und Abweichungen von der Winkellage werden in Verbindung mit einer Indizierung jeder gemessenen Schwelle 5 abgespeichert. Fehlerhafte Schwellen 5 werden elektronisch gekennzeichnet. Die Messwerte können nach Beendigung der Arbeit ausgelesen werden.