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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DETERMINING HEIGHT ERRORS AND LATERAL POSITION ERRORS OF A TRACK, AND TRACK CONSTRUCTION MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/202420
Kind Code:
A1
Abstract:
A common reference base (13) of a track-position measurement system (10) consists of a single measurement chord (14), which is arranged centrally between the rails (4) and extends in the machine longitudinal direction. On a central track-position measurement unit (12), two sensors (16) for determining a longitudinal height and for determining a versine are arranged, which sensors each contact the measurement chord (14). Each track-position measurement unit (12) has two laser scanners (17), which are associated with respective rails (4), for scanning in a y-axis extending normally to a rail longitudinal direction and in a z-axis extending in a vertical direction. Thus, a simplification of the track-position measurement system (10) with increased accuracy can be achieved.

Inventors:
FRÜHWIRT LEOPOLD (AT)
Application Number:
PCT/EP2016/000812
Publication Date:
December 22, 2016
Filing Date:
May 17, 2016
Export Citation:
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Assignee:
PLASSER & THEURER EXPORT VON BAHNBAUMASCHINEN GMBH (AT)
International Classes:
E01B35/06
Foreign References:
DE10045468A12002-04-04
CH483520A1969-12-31
US3864039A1975-02-04
Attorney, Agent or Firm:
HAAS, FRANZ (AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Ermittlung von Höhen- und Seitenlagefehlern eines Gleises, wobei dieses mithilfe von in einer Gleislängsrichtung hintereinander angeordneten Gleislage-Messeinheiten (12) unter Benutzung einer diese miteinander verbindenden Referenzbasis ( 3) abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der bezüglich der Gleislängsrichtung mittleren Gleislage-Messeinheit (12) sowohl Höhen- als auch Seitenlage- fehler des Gleises (5) an einer einzigen, die gesamte Referenzbasis (13) bildenden, an den beiden äußeren Gleislage-Messeinheiten (12) fixierten Messsehne (14) abgetastet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der mittleren Gleislage-Messeinheit (12) die Querneigung des Gleises (5) als Basis für die Berechnung der Höhenlagefehler des Gleises (5) gemessen wird.

3. Gleisbaumaschine zur Durchführung von Gleislagekorrekturen, mit einem durch Schienenfahrwerke auf Schienen eines Gleises verfahrbaren, ein Gleishebe- und Richtaggregat (8) aufweisenden Maschinenrahmen (3) und einem Gleislage-Messsystem (10), das aus bezüglich einer Maschinenlängsrichtung hintereinander angeordneten, jeweils die Gleislage er- fassenden Gleislage-Messeinheiten (12) und einer für diese gemeinsamen Referenzbasis (13) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Referenzbasis (13) aus einer einzigen, mittig zwischen den Schienen (4) angeordneten und in Maschinenlängsrichtung (1 1 ) verlaufenden Messsehne (14) gebildet ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gleislage-Messeinheit (12) zwei jeweils einer Schiene (4) zugeordnete Laserscanner (17) für eine Schienen-Abtastung in einer normal zu einer Schienenlängsrichtung verlaufenden horizontalen y-Achse und in einer in vertikaler Richtung verlaufenden z-Achse aufweist.

5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bezüglich der Maschinenlängsrichtung (11) mittige Gleislage-Messeinheit (12) direkt auf einem relativ zum Maschinenrahmen (3) verschiebbaren Gleishebe- und Richtaggregat (8) angeordnet ist.

6. Maschine nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zwischen den beiden äußeren Gleislage-Messeinheiten (12) positionierten mittleren Gleislage-Messeinheit (12) ein die Messsehne (14) kontaktierender Messwertgeber (16) zur Ermittlung sowohl der Längshöhe als auch der Pfeilhöhe angeordnet ist.

7. Gleisstopfmaschine nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Gleislage-Messeinheit (12) zwei durch eine Messbasis (22) miteinander verbundene Gleisabtastrollen (23) aufweist, die mitsamt der Messbasis (22) und dem auf dieser angeordneten Messwertgeber (19) bezüglich einer Vertikalen relativ zum Gleishebe- und Richtaggregat (8) höhenverstellbar ausgebildet sind.

8. Gleisstopfmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbasis (22) mitsamt den Gleisabtastrollen (23) und dem

Messwertgeber (29) durch einen Antrieb () relativ zum Gleishebe- und Richtaggregat (8) normal zur Maschinenlängsrichtung (11 ) querverschiebbar gelagert ist.

9. Gleisstopfmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mittleren Gleislage-Messeinheit (12) ein Incli- nometer (15) zur Erfassung einer Querhöhe des Gleises (5) angeordnet ist.

Description:
Verfahren zur Ermittlung von Höhen- und Seitenlagefehlern eines Gleises sowie Gleisbaumaschine

[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Höhen- und Seitenlagefehlern eines Gleises, sowie eine Gleisbaumaschine zur Durchführung von Gleislagekorrekturen gemäß den im Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 3 angeführten Merkmalen.

[02] Durch WO 2015/124253 ist bereits ein Gleismesssystem zur Ermittlung von Gleislagefehlern bekannt, wobei der Maschinenrahmen selbst als Referenzbasis für die Gleislage-Messeinheiten herangezogen wird. Diese sind ebenfalls am Maschinenrahmen angeordnet und für eine berührungslose Abtastung der Schienen ausgebildet.

[03] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung eines Verfahrens bzw. einer Gleisbaumaschine der eingangs genannten Art, mit dem bzw. der eine Vereinfachung des konstruktiven Aufwandes erzielbar ist.

[04] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren bzw. einer Gleisbaumaschine der gattungsgemäßen Art durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 bzw. 3 angeführten Merkmale gelöst.

[05] Mit der Verwendung lediglich einer einzigen Messsehne als Referenzbasis ist eine vereinfachte Ausbildung der Gleislage-Messeinheiten möglich, da die bisher bekannte Übertragung der Höhenlagefahler auf zwei zusätzlich im oberen Maschinenbereich positionierte Messsehnen zur Gänze entfällt. Dies hat auch den bedeutenden Vorteil, dass der bisher zur ungehinderten Längsführung der Messsehne über die gesamte Maschinenlänge benötigte Freiraum nunmehr ungehindert für die Maschinenkonstruktion zur Verfügung steht. Durch den Einsatz einer einzigen Messsehne ist außerdem eine von Durchbiegungen bzw. Verwindungen des Maschinenrahmens unabhängige, genaue Messung gewährleistet.

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

[07] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gleisbaumaschine, Fig. 2 bis 6 jeweils eine schematische Darstellung eines Gleislage-Messsystems, und Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante.

[08] Eine in Fig. 1 dargestellte Gleisbaumaschine 1 zur Durchführung von

Gleislagekorrekturen weist einen auf Schienenfahrwerken 2 abgestützten Maschinenrahmen 3 auf und ist auf Schienen 4 eines Gleises 5 verfahrbar. Zwischen den beiden Schienenfahrwerken 2 ist ein Stopfaggregat 6 zum Unterstopfen des Gleises 5 angeordnet. Bezüglich einer Arbeitsrichtung 7 ist unmittelbar vor dem Stopfaggregat 6 ein Gleishebe- und Richtaggregat 8 sowie das genannte Stopfaggregat 6 mit einem relativ zum Maschinenrahmen 3 in einer Maschinenlängsrichtung 11 verschiebbaren Satellitenrahmen 9 verbunden. [09] Für die Ermittlung von Gleislagefehlern ist ein Gleislage-Messsystem 10 vorgesehen, das aus drei bezüglich der Maschinenlängsrichtung 11 hintereinander angeordneten, jeweils die Lage der Schiene 4 erfassenden Gleislage-Messeinheiten 12 und einer für diese gemeinsamen Referenzbasis 13 zusammengesetzt ist. Diese besteht aus einer einzigen, mittig zwischen den Schienen 4 angeordneten und in Maschinenlängsrichtung 11 verlaufenden Messsehne 14.

[10] Jeder Gleislage-Messeinheit 12 ist ein Inclinometer 15 zur Erfassung einer Querhöhe des Gleises 5 zugeordnet. Die bezüglich der Maschinenlängsrichtung 11 mittige Gleislage-Messeinheit 12 ist direkt am Gleishebe- Richtaggregat 8 befestigt, während die beiden endseitigen Gleislage- Messeinheiten 12 mitsamt dem zugeordneten Inclinometer 15 jeweils am Schienenfahrwerk 2 angeordnet sind. Das der mittigen Gleislage- Messeinheit 12 zugeordnete Inclinometer 15 ist am Satellitenrahmen 9 positioniert (s. Fig. 2).

[11] Auf der mittigen Gleislage-Messeinheit 12 sind zwei jeweils die Messsehne 14 kontaktierende Messwertgeber 16 zur Ermittlung einer Längshöhe ( das ist die Differenz zwischen Soll- und Istlage des Gleises in vertikaler Richtung) einerseits und zur Ermittlung einer Pfeilhöhe (entspricht der Differenz zwischen Soll- und Istlage des Gleises in horizontaler Richtung) andererseits angeordnet. [12] Jede der drei Gleislage-Messeinheiten 12 weist zwei jeweils einer Schiene 4 zugeordnete Laserscanner 17 für eine Abtastung in einer normal zu einer Schienenlängsrichtung verlaufenden horizontalen y-Achse und in einer in vertikaler Richtung verlaufenden z-Achse auf (s. Fig. 5).

[13] Wie in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt, ist jedem für die Höhenverstellung des Gleishebe-Richtaggregates 8 vorgesehenen und am Satellitenrahmen 9 angelenkten Hebeantrieb 18 ein Messwertgeber 19 zur Erfassung einer durch Anhebung des Gleises 5 verursachten Höhenänderung zugeordnet .

[14] Die schematische Darstellung gemäß Fig. 4 bezieht sich auf eine bekannte Variante einer Gleisbau- bzw. Stopfmaschine 1. Bei dieser sind die hier nicht näher dargestellten Stopfaggregate und Gleishebe-Richtaggregate für eine schrittweise Arbeitsvorfahrt direkt am Maschinenrahmen 3 befestigt. Bei dieser Variante sind die beiden äußeren Gleislage-Messeinheiten 12 jeweils in der Nähe des Schienenfahrwerkes 2 direkt am Maschinenrahmen 3 angeordnet. Die mittige Gleislage-Messeinheit 12 ist gemeinsam mit dem zugeordneten Inclinometer 15 im Bereich des Gleishebe- Richtaggregates ebenfalls mit dem Maschinenrahmen 3 verbunden.

[15] In Fig. 5 ist der relativ zum Maschinenrahmen 3 verschiebbare Laserscanner 17 vergrößert dargestellt. Dieser weist einen sich in einer Fahrzeugquerrichtung hin und her bewegenden Spiegel 20 zur Umlenkung eines Laserstrahles 21 auf. Dadurch wird jeweils ein Querschnittsprofil der Schiene 4 in Verbindung mit einer Vielzahl von nacheinander folgenden Laserstrahlen 21 (s. dazu Fig. 6) abgetastet.

[16] Mit dieser Abtastbewegung in der normal zur Schienenlängsrichtung verlaufenden horizontalen y-Achse und der in vertikaler Richtung verlaufenden z-Achse kann sowohl eine Schienenoberkante (SOK) für die Höhenlage als auch eine Schieneninnenkante (SIK) für eine Pfeilhöhe registriert werden (s. Fig. 6). Diese setzt sich aus einem ( aus der Querverschiebung relativ zum Maschinenrahmen 3 resultierenden) Querverschiebeweg q und einer durch die Querbewegung des Spiegels 20 definierten Distanz a zusammen. Die Schienenoberkante (SOK) ergibt sich aus der kürzesten vertikalen Distanz h in Bezug auf die Schiene 4.

[17] Die in Fig. 7 in der Maschinenlängsrichtung dargestellte weitere Variante einer zwischen den beiden äußeren Gleislage-Messeinheiten (12) positionierten mittleren Gleislage-Messeinheit 12 weist zwei durch eine Messbasis 22 miteinander verbundene Gleisabtastrollen 23 auf. Zwischen der Messbasis 22 und einem Gleitschlitten 24 sind zwei Schraubenfedern 25 angeordnet, mit denen eine geringfügige vertikale Verschiebbarkeit zwischen der Messbasis 22 und dem Gleitschlitten 24 bzw. dem mit diesem verbundenen Gleishebe- und Richtaggregat 8 möglich ist. Der Gleitschlitten 24 ist in einer mit dem Gleishebe- und Richtaggregat 8 verbundenen Querführung 26 durch einen Antrieb 27 in einer normal zur Maschinenlängsrichtung verlaufenden Querrichtung 28 querverschiebbar gelagert. [18] Auf der Messbasis 22 der mittleren Gleislage-Messeinheit 2 ist ein

Messwertgeber 29 zur gleichzeitigen Ermittlung sowohl einer Längshöhe als auch einer Pfeilhöhe angeordnet. Dieser Messwertgeber 29 weist ein nicht näher dargestelltes Kontaktorgan zur Kontaktierung der zwischen den Schienen 4 gelegenen, als Referenzbasis 13 dienenden Messsehne 14 auf. Die Messbasis 22 ist mit einem Inclinometer 15 zur Erfassung der Gleisquerlage verbunden.

[19] Vor dem Arbeitseinsatz der in Fig. 1 dargestellten Gleisbaumaschine 1 befindet sich das Gleishebe- und Richtaggregat 8 mitsamt der mittleren Gleislage-Messeinheit 12 in einer (in der rechten Bildhälfte der Fig. 7 dargestellten) angehobenen Position. In dieser sind die beiden lediglich schematisch angedeuteten Schraubenfedern 25 maximal entspannt.

[20] Mit dem Absenken des Gleishebe- und Richtaggregates 8 auf die beiden Schienen 4 kommt es automatisch zu einer Auflage der beiden Gleisabtastrollen 23 auf die Schienen 4, wobei die beiden Schraubenfedern 25 komprimiert werden (s. linke Bildhälfte in Fig. 7). Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch im Falle einer etwaigen geringfügigen Abhebung der Gleisrollen des Gleishebe- und Richtaggregates 8 im Arbeitseinsatz die Gleisabtastrollen 23 satt auf den Schienen 4 aufliegen. Mit dieser Auflage erfolgt auch automatisch eine Kontaktierung der Messsehne 14 durch das bereits erwähnte Kontaktorgan des Messwertgebers 29. [21 ] In weiterer Folge wird der Antrieb 27 für eine geringfügige Querverschiebung der gesamten Gleislage-Messeinheit 12 relativ zum Gleishebe- und Richtaggregat 8 für ein Anpressen an die als Referenzschiene ausgewählte Schiene 4 beaufschlagt.

[22] Nach Beendigung des Arbeitseinsatzes wird mit dem Anheben des Gleishebe- und Richtaggregates 8 automatisch auch die mit diesem verbundene mittlere Gleislage-Messeinheit 12 angehoben, wobei es wiederum zu einer Entspannung der beiden Schraubenfedern 25 kommt.