Die Erfindung betrifft eine fahrbare Anlage zum Messen und/oder Korrigieren der Lage eines Gleises, mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines als Bezugsgerade dienenden Laserstrahlenbündels, die einen Sender zum Aussenden des Laserstrahlenbündels und eine Vorrichtung zum Empfangen des Laserstrahlenbündels aufweist.
Es ist bekannt, bei Gleisbahn- und Gleisunterhaltsmaschinen anstelle der früher zur Verkörperung der Bezugsgeraden X e rwendeten Drähte Laserstrahlen als Bezugsgeraden zu benützen. Da sich die Laserstrahlen dank ihrer grossen Reichweite zur Bildung von relativ langen Bezugsgeraden eignen, war es bisher schwierig und mühsam, die genaue Richtung des Laserstrahles einzustellen und noch schwieriger, die einmal eingestellte Richtung auch während des Betriebes beizubehalten.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung an einer fahrbaren Anlage zum Messen und/oder Korrigieren der Lage eines Gleises zu schaffen, welcher die oben genannten Nachteile nicht anhaften.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsvorrichtung so ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit des Auftreffens des Laserstrahlenbündels auf die Empfangsvorrichtung Korrektursignale zum Richten d'es Senders und/oder Steuern von Registriervorrichtungen oder Richtwerkzeugen erzeugbar sind, dass entweder der Sender oder die Emfangsvorrichtung auf einem Vorwagen angeordnet ist. und dass Antriebsmittel zum Richten des Laserstrah lenbündels in Abhängigkeit der Korrektursignale auf das Zentrum der Empfangsvorrichtung vorgesehen sind.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnah me auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zei gen:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Gleisstopf-Nivellier Richtmaschine mit einer Einrichtung zum genauen Bestimmen und Einstellen der Richtung eines als Bezugsgerade wirkenden Laserstrahlbündels,
Fig. 2 die GleisstopfNivellier-Richtmaschine gemäss der Fig.
I in der Draufsicht,
Fig. 3 eine Einrichtung zum automatischen Einstellen der Richtung eines Laserstrahlenbündels in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 verschiedene Einzelheiten der Einrichtung gemäss der Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine fahrbare Anlage zum Seitenrichten des Gleises, mit einer Einrichtung zum automatischen Richten des Laserstrahlbündels,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl der Fig. 5,
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 5,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 5,
Fig. 9 eine andere Ausführungsform der Anlage gemäss der Fig. 5 in schematischer Draufsicht,
Fig. 1012 verschiedene Ausführungsformen der Emp fangsvorrichtungen für verschiedenartige Laserstrahlenbündel.
Fig. 13 einen Sender zum Ausstrahlen eines bandförmigen
Laserstrahlbündels in schaubildlicher Darstellung und
Fig. 14 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte fahrbare Anlage zum Korrigieren des Gleises.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gleisstopf-Nivellier
Rlchtmaschine besitzt ein mittels Dreierfahrwerke 2 auf dem Gleis 3 verfahrbares Fahrgestell 1, das in seinem vorde ren, über den zu bearbeitenden Gleisbereich vortragenden Teil Gleisstopfwerkzeuge 4 zum Unterstopfen der Querschwellen 5 sowie an der Stirnseite höhen- und seitwärts verstellbar gelagerte Greifer 6 aufweist. Diese Greifer 6 sind als seitlich an den Schienen des Gleises 3 abrollende Rollgreifer ausgebildet. Die zum Seitenrichten des Gleises dienenden, hiezu mit Spurkränzen versehenen Rollen 7 ruhen auf den Köpfen der Schienen des Gleises 3 auf.
Zur Höhenverstellung der Greifer 6 dienen die Hubantriebe 8; zur Seitwärtsverstellung der Seitenrichtrollen 7 dienen die in der Fig. 2 ersichtlichen Kolben-Zylinder-Antriebe 9. Zur Überwachung des Hubmasses ist eine aus dem auf einem Vorwagen 10 befindlichen Sender 11 zum Erzeugen eines divergierenden Lichtbündels 12, einem am Fahrgestell 1 der Anlage frei höhenverstellbar geführten und auf dem Gleis 3 unmittelbar aufruhenden Empfänger 13 sowie einer gleichfalls frei höherverstellbar geführten und auf dem Gleis 3 aufruhenden Blende 14 bestehende Einrichtung vorgesehen. Das Erreichen der Soll-Höhenlage des Gleises 3 wird dadurch angezeigt und der Hub der Greifer 6 beendet, wenn die das divergierende Lichtbündel 12 im unteren Teil abschattende.
auf dem beim Anheben hochwandernden Gleis 3 ruhende Blende 14 die zur Soll-Gleishöhenlage parallel verlaufende Verbindungslinie zwischen dem Sender 11 und dem Empfänger 13 erreicht. Der Vorwagen 10 mit dem Sender 11 und weiteren darauf angeordneten Mess- und Überwachungsorganen, z.B. Querneigungsmessern, wird von einer Distanzierungsstange 15 in einem bestimmten Abstand von der Stirnseite des Fahrgestelles I der Nivellier-Gleichstopfmaschine gehalten und mit dieser Maschine im noch nicht korrigierten Gleisbereich verfahren.
Damit nun örtliche Fehler in diesem unkorrigierten Gleisbereich, z.B. örtliche Vertiefungen oder sogenannte falsche Hochpunkte, das Ergebnis der Gleiskorrektur nicht verfälschen, wird die auf einer Skala 11" ersichtliche Höhenlage des Senders 11 auf dem Vorwagen 10 ständig überwacht, und zwar mit Hilfe eines ebenen, sich im Grundriss gesehen konisch verbreiternden Laserstrahlenbündels 16, das von einem höhenverstellbaren Sender 17 ausgeht. Dieser Sender 17 ist ausserdem auch noch um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert und hiezu mit einer Skala versehen, um beispielsweise für die Bearbeitung von Gleisbögen die Einstellung des Senders zu erleichtern.
Der Sender 17 kann ferner zusätzlich auch noch um eine quer zum Gleis verlaufende, waagrechte Achse schwenkbar gelagert sein und ist auf einem schwenkbaren Träger 18 befestigt, der auf einem Vorwagen 19 um 1800 auf die gegenüberliegende Seite des Gleises schwenkbar befestigt ist. Die Verschwenkung wird erforderlich, wenn die Leitschiene gewechselt werden muss, also zwischen gegensinnigen Gleisbögen.
Dieser Vorwagen 19. dessen Antrieb vorzugsweise über Funkgeräte 25 ferngesteuert wird, ist mit einem seiner Spurkranzrä derjeweils einer seiner beiden Fahrachsen 19' an die jeweilige
Leitschiene seitwärts andrückbar, um dadurch stets richtigen
Bezug zum Gleis zu erhalten und um dadurch den auf dem
Vorwagen 19 befindlicben Sender 17 in diesem richtigen Bezug in das Bezugssystem einzugliedern. Zum Andrücken kann die jeweils zweite, verschiebbar gelagerte und pneumatisch oder hydraulisch als Stempel verstellbare Achse 19' dieses
Vorwagens 19 oder auch ein eigener. seitwärts verstellbarer
Druckstempel benützt werden.
Der den das Lichtbündel 12 erzeugenden Sender tragende Vorwagen 10 ist mit seinen Fahrwerken 10' gleichfalls an die eine oder andere Schiene des Gleises 3 anpressbar und besitzt eine Abnahmevorrichtung mit einem Fühlerglied 20 zum Abtasten des Laserstrahlenbündels 16. Der Träger dieses Fühlergliedes 20 ist, wie auch der Sender 17, gleichfalls um 1800 schwenkbar gelagert, um bei einem Wechsel des Leitschienenstranges auf die andere Seite des Gleises verschwenkt zu werden.
Dem Sender 17 ist eine als Zielelement ausgebildete, ebenfalls um eine vertikale Achse drehbar gelagerte Empfangsvorrichtung 21 auf der Gleisstopf-Nivellier-Richtmaschine 1 zugeordnet, welche Vorrichtung sich im Bereich des ebenfalls dort angeordneten Empfängers 13 für das Lichtstrahlenbündel 12 befinden kann.
Schliesslich ist auch noch eine zweite Abtastvorrichtung im Bereich der Gleisstopfwerkzeuge 4 zur Kontrolle und allfälligen Registrierung der Übereinstimmung zwischen der Sollund Ist-Lage des Gleises im Bereich der Stopfwerkzeuge 4 vorgesehen. Diese zweite Abtastvorrichtung besitzt ebenfalls ein Fühlerglied 22, das mit dem gleichen Laserstrahlenbündel 16 zusammenarbeitet und, wie der Sender 17 und die Empfangsvorrichtung 21, aus dem Bereich der einen Schiene des Gleises 3 in den Bereich der anderen Schiene verschwenkt werden kann, je nachdem welche Schiene als Leitschiene benützt wird.
Zum Grobeinstellen des Senders 17 auf die Emfangsvorrichtung 21 dient eine auf diesem dreh- und schwenkbar gelagerten Sender 17 in einem bestimmten Abstand vom Senderzentrum angeordnete Visiereinrichtung 23, mit der ein im gleichen Abstand vom Zentrum der Empfangsvorrichtung 21 angeordnetes Zielelement 24 (Fig. 3) anvisiert werden kann, um solcherart das Laserstrahlenbündel 16 auf die Empfangsvorrichtung 21 zentrieren zu können.
Die genaue stetige und automatische Zentrierung des Strahlenbündels 16 wird über Funkgeräte 25 oder über elektrische Steuerleitungen 26 (Fig. 2, 3) ferngesteuert. Hiezu ist die Empfangsvorrichtung 21, sowie dies die Fig. 6 zeigt, mit einem Raster aus licht- und/oder temperaturempfindlichen Zellen versehen, die auf die Strahlungsintensität des Strahlenbündels 16 ansprechen und elektrische Signale zur Steuerung der Antriebsmittel für die Verstellung des Senders 17 und der Empfangsvorrichtung 21 erzeugen. Unterhalb des Senders 17 ist ein Verstellantrieb 17' für die Verschwenkung des Senders angedeutet; ebenso ist unterhalb der Empfangsvorrichtung 21 ein Verstellantrieb 21' zum Verschwenken der Empfangsvorrichtung 21 vorgesehen. Mit derartigen licht- und/oder temperaturempfindlichen Zellen sind auch die Fühlglieder 20 und 22 ausgestattet, die am besten aus der Fig. 3 ersichtlich sind.
Je ein verschiedenartiges Signal angebendes licht- und/oder temperaturempfindliches Element 27 bzw. 28 ist jeweils oberhalb und unterhalb eines waagrecht angeordneten, vorzugsweise nach hinten offenen Zentralbereiches des Fühlergliedes 20 bzw. 22 angeordnet und steuert mittels der erzeugten elektrischen Signale, z.B. über die Leitungen 29, die Auf- und Abwärtsbewegung des Fühlergliedes in Abhängigkeit von der relativen Lage des Fühlergliedes in bezug auf das Laserstrahlenbündel 16.
Die Höhenverstellung des Fühlergliedes 20 hat eine Höhenverstellung des Senders 11 über den Antrieb 11' (Fig. 3) zur Folge, sofern der Vorwagen 10 örtlich beim Vorrücken der fahrbaren Anlage in der Arbeitsrichtung in eine unrichtige Höhenlage verbracht wird. Die Höhenverstellung des Fühlergliedes 22 kann auf einem Aufzeichnungsträger 30 registriert werden, und es kann im Bereich dieser mit diesem Fühlerglied 22 ausgestatteten Abtastvorrichtung auch eine Kontrollvorrichtung 31 zur Überwachung der Querneigung des Gliedes anhand des eine Ebene bildenden Laserstrahlenbündels 16 angeordnet werden. Alle zum Bezugssystem gehörenden, am Gleis 3 geführten Bestandteile sind im übrigen seitwärts an die Leitschiene anpressbar.
Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, dass jedes der Fühlerglieder 20 und 22 der beiden hintereinander angeordneten Abtastvorrichtungen jeweils nur einen Teil der Breite des Laserstrahlenbündels abdeckt, so dass vorzugsweise mindestens der zentrale Teil dieses Laserstrahlenbündels 16 ungehindert zur Empfangsvorrichtung 21 gelangen kann. In den Fig. 4a und 4b ist im Detail eine Ausführungsform der Fühlerglieder als eine Schlitz- oder Lochblende 32 dargestellt. Dem waagrechten Schlitz 33 einer solchen Blende, der auch als vertikaler Schlitz oder als Loch ausgebildet sein könnte, sind ober- und unterseitig licht- und/oder temperaturempfindliche Zellen 34 zuge ordnet. Die Lochblende wäre zum Zusammenarbeiten mit einem einzelnen Laserstrahl, die dargestellte Schlitzblende zum Zusammenwirken mit einem waagrechten Laserstrahlenband (Fig. 13) bestimmt.
Eine vertikal verlaufende Schlitz blende wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn es sich um eine Abtastvorrichtung für das Seitenrichten des Gleises 3 handelt. Die Lochblende 32 ist ebenfalls höhenverstellbar ge lagert.
In der Fig. 5-8 ist eine fahrbare Anlage zum Seitenrachten des Gleises 3, die nach dem in der österreichischen Patentschrift Nr. 227 749 beschriebenen Verfahren arbeitet, dargestellt. Diese Anlage umfasst im einzelnen eine Anzahl aufeinander mit Abstand verfahrbare, ein- oder zweiachsige Fahrwerke, und zwar das in Arbeitsrichtung hinterste Fahrwerk 35, eine Messachse 36, Gleichrichtwerkzeuge 37 und das vordere
Fahrwerk 38. Diese Fahrwerke sind zweckmässig selbständig unterhalb des nicht dargestellten Fahrwerkes des Fahrgestelles 39 der fahrbaren Anlage quer verstellbar gelagert.
Auf dem Fahrgestell 39 befindet sich ein Fahrersitz 40. Die einzelnen Fahrwerke sind mit den Spurkranzrädernjeweils einer für die Lage ihres Tragrahmens massgebenden Achse gegen den jeweiligen Leitschienenstrang dieses Gleises 3 seitwärts andrückbar. Zum Andrücken kann beispielsweise die verstellbar gelagerte, gestrichelt angedeutete, zweite Achse eines solchen Fahrwerkes benützt werden, oder auch ein Paar beidseits wirksamer Stempel 41 mit hydraulischem oder pneumatischem Kolben-Zylinderantrieb.
Eine lange Bezugsgerade 42 erstreckt sich vom hintersten Fahrwerk 35 über die Messachse 36 zum vorderen Fahrwerk 38. Die Verankerungen dieser Bezugsgeraden 42 sind z.B. mittels eines Spindelantriebes 43 mit einem Motor 43' quer verstellbar. Eine kurze Bezugsgerade 44 verläuft von einer gemeinsamen Verankerung am hintersten Fahrwerk 35 über die Messachse 36 zu den Gleisrichtwerkzeugen 37, und das vordere Ende dieser kurzen Bezugsgeraden 44 wird mit dem Gleis 3 und mit den Richtwerkzeugen 37 beim Korrigieren der Gleislage seitwärts mitverschoben. In Gleisbögen müssen die im Bereich der Messachse 36 ermittelbaren Pfeilhöhen der beiden als Sehnen verlaufenden, ungleichlangen Bezugsgeraden 42 und 44 bestimmter Länge in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, das sich aus dem Längenverhältnis dieser Bezugsgeraden ergibt.
Das Gleis 3 wird nun im Bereich der Seitenrichtwerkzeuge 37 so lange verschoben, bis sich das vorbestimmte Sollverhältnis der Pfeilhöhen im Bereich der Messachse 36 ergibt, wobei eine auf dieser Messachse angeordnete Spindel 36' mit zweierlei Gewinde und mit auf den Verlauf der Sehnen einstellbaren Abnahmeorganen dieses Sollverhältnis selbsttätig berücksichtigt.
Um nun zu verhindern, dass durch eine unrichtige Lage des im noch unkorrigierten Gleisbereich befindlichen, vorderen Fahrwerkes 38 Fehler entstehen, ist diesem Fahrwerk eine Abtastvorrichtung mit einem Fühlerglied 54 zugeordnet, das mit einem Laserstrahlenbündel 45 zusammenwirkt, das längs des Gleises 3 verläuft und dessen Richtung fakultativ von sogenannten Festpunkten 46 und 47 des Gleises bestimmt werden kann. Solche Festpunkte können in regelmässigen Abständen neben dem Gleis an bestimmten, vermessenen Punkten vorgesehen sein.
Für die Einstellung dieses als Bezugsbasis verwendbaren Laserstrahlenbündels 45 ist ein weiteres, vorderstes Fahrwerk 48 vorgesehen, dessen seitwärts ausragender, mit einem Spindelantrieb 43 in Richtung quer zum Gleis 3 verstellbarer Arm 49 mit seinem äusseren Ende genau auf den Festpunkt 46 eingestellt werden kann, wobei eine auf diesem Arm 49 schwenkbar lagernde, als Zielscheibe für das Laserstrahlenbündel 45 dienende Empfängervoriichtung 50 einen vorbestimmten Abstand von der theoretischen Gleisachse erhält, ungeachtet dessen, wie der Istverlauf des Gleises beschaffen ist.
Den gleichen Abstand erhält der auf einem ebensolchen verstellbaren Arm 49 schwenkbar lagernde Sender 51, der mit einem optischen Visiergerät 23 versehen ist, das sich auf ein zugeordnetes Zielelement der Empfangsvorrichtung 50 ein richten lässt. Über ein Fernseh-Aufnahmegerät und Wiedergabegerät 53 kann der Bedienungsmann der Anlage dieses Einvisieren durchführen, wobei ihm für die Fernsteuerung des Senders 51 die Leitungen 53' zur Verfügung stehen. Zur genauen Einstellung des Senders 51 und der Empfangsvorrichtung 50 aufeinander besitzt die Empfangsvorrichtung 50 einen Raster aus licht- oder temperaturempfindlichen Zellen (Fig.
6). welche über elektrische Leitungen 52 bzw. 52' eine selbsttätige Zentrierung der Einstellung des Laserstrahlenbündels 45 auf die Empfangsvorrichtung, und zwar durch die Höhenverstellung bzw. Verschwenkung des Senders 51 und/oder der Em pfangsvorrichtung 50 bewirken. Dieses Laserstrahlenbündel 45 hat. wie die Fig. 7 zeigt, bandförmige Gestalt und ein hochkantiges, vertikal zur Gleisebene verlaufendes Rechteckprofil. Diese Formgebung des Strahlenbündels 45 erleichtern die Steuerung des zur Aussendung dienenden Senders in Abhängigkeit von der Empfängervorrichtung 50, aber auch die Abnahme im Bereich der Abnahmevorrichtung.
Diese Abnahmevorrichtung befindet sich im Bereich des vorderen Fahrwerkes 38, und das ihr zugehörige Fühlerglied 54 ist auf einem seitwärts verstellbaren Arm 49 angeordnet, dessen Seitwärtsverstellung über einen Spindelantrieb 43 von einem Spindelmotor 43' bewirkt wird.
Die Seitwärtsverstellung des Armes 49 auf dem Fahrwerk 38 erfolgt automatisch über Leitungen 55' in Abhängigkeit von durch die licht- oder temperaturempfindlichen Elemente 55 erzeugten Signale. Diese Elemente 55 befinden sich, wie dies aus der Fig. 7 ersichtlich ist, am Fühlerglied 54 beidseits des bandförmigen, vertikalen Laserstrahlenbündels 45.
Ist das Fühlerglied 54 der Abtastvorrichtung auf dem Fahrwerk 38 bezüglich des Laserstrahlenbündels 45 genau eingestellt, so ist damit gewährleistet, dass das vordere Ende der längeren Bezugsgeraden 42 fehlerfrei denselben seitlichen Abstand vom Laserstrahlenbündel 45 besitzt wie das hintere Ende der Bezugsgeraden im Bereich des Fahrwerkes 35. In Gleisbögen braucht nur noch die für die einzelnen Stellen massgebende Sollpfeilhöhe bei der Einstellung des Armes 49 der Abtastvorrichtung auf dem Wagen 38 berücksichtigt zu werden. Zu diesem Zweck befindet sich auf diesem Arm 49 eine Skala 49"
Alle Arme 49 der Fahrwerke 35, 38 und 48 sind auf diesen Fahrwerken um eine vertikale Schwenkachse auf die andere Seite des Gleises schwenkbar, um die Leitschiene wechseln zu können.
Im übrigen sind die Fahrwerke leicht gegeneinander austauschbar. um bedarfsweise einen Wechsel der Arbeitsrichtung zu erleichtern.
Der Sender 51 und die Emfangsvorrichtung 50 für das Laserstrahlenbündel 45 müssen nicht unbedingt auf solchen seitwärts verstellbaren Armen 49 von Fahrwerken gelagert sein, sondern sie können auf beliebige Art in einem fixen Abstand x (Fig. 5) von der Gleisachse bzw. der Leitschiene geführt und angeordnet werden, so beispielsweise mittels Klemmvorrichtungen 49' direkt auf Festpunkten 46, 47 des Gleises, wie dies in der Fig. 6 fakultativ angedeutet ist, oder auf einer Schiene 56 des zu korrigierenden Gleises, eines Nachbargleises oder einer eigenen Hilfsschiene (Fig. 8). Eine direkte Kontaktnahme der Arme 49 mit den Festpunkten 46 und 47 ist im übrigen nur fakultativ vorgesehen, und dies ist deshalb in der Fig. 5 auch nur gestrichelt angedeutet.
Die Fig. 9 zeigt ein anderes Bezugssystem zum Seitenrichten des Gleises, und zwar ist bei diesem System nur eine Bezugsgerade 57 vorgesehen, deren vorderes Ende anhand der vom Laserstrahlenbündel 45 verkörperten Bezugsbasis in die richtige Soll-Lage gebracht wird und die dann ihrerseits eine richtige Bezugsbasis für Seitenrichtwerkzeuge 37 zu bilden vermag, die vorteilhafterweise näher ihrem hinteren Ende vorzusehen sind.
Das Einrichten der vom Laserstrahlenbündel gebildeten Bezugsbasis kann durch optische oder akustische Signale erleichtert werden, die der Kontrolle der Einhaltung der Abstände von Festpunkten dienen.
Die Fig. 10 zeigt eine Empfangsvorrichtung 21 für ein Laserstrahlenbündel, welches aus zwei einander kreuzenden Ebenen besteht. Die licht- bzw. temperaturempfindlichen Elemente dieser Empfangsvorrichtung sind so verteilt, dass jede Abweichung des Strahlenbündels aus dem Zentrum der Empfangsvorrichtung 21 sofort unweigerlich angezeigt wird. Lichtempfindliche und thermisch empfindliche Elemente 58 bzw.
58' können, wie die Fig. II schematisch zeigt. auch kombiniert vorgesehen werden. Gemäss dieser Fig. 11 umfasst das Laserstrahlenbündel 16 zwei senkrecht mit den Rändern aneinander stossende und somit winkelförmig profilierte Ebenen.
Gemäss der Fig. 12 können fakultativ auch mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Laserstrahlenbündel 16" und eine für diese Strahlenbündel gemeinsame Abtastvorrichtung und/oder Empfangsvorrichtung mit mindestens zwei verschiedenen, zentral neben- bzw. übereinander angeordneten licht- oder temperaturempfindlichen Elementen 58" vorgesehen sein, die in diesem Fall zwischen die beiden Strahlenbündel 16" einzustellen sind. um die Abweichung des Strahlenbündels vom Zentrum der Empfangsvorrichtung oder des Fühlergliedes der Abtastvorrichtung anzuzeigen und die Einstellung des Senders und/oder des Empfängers danach zu steuern.
Die Fig. 13 zeigt lediglich den Sender 17 für ein bandförmiges Laserstrahlenbündel 16 in schaubildlicher Darstellung, das allein schon für sich eine echte Bezugsebene zum Nivellieren des Gleises darstellt.
Die Fig. 14 veranschaulicht. wie in besonders vorteilhafter Weise mittels eines beispielsweise kreuzförmig profilierten Laserstrahlenbündels 16 die Fühlerglieder mehrerer hintereinander angeordneter, in Gleislängsrichtung voneinander distanzierter Abtastvorrichtungen nacheinander mit verschiedenen Profilbereichen des Strahlenbündels 16 zusammenarbeiten können, so dass nur auf ein einziges Laserstrahlenbündel 16 an mehreren voneinander distanzierten Stellen des Gleises zu verschiedenen Zwecken Bezug genommen werden kann, sei es zum Zweck der Nivellierung oder Seitenrichtung des Gleises, sei es zum Zweck der Registrierung oder bloss zur Anzeige der Gleislage.
Selbstverständlich können diese verschiedenen Abtastvorrichtungen auch zu verschiedenen. hintereinander angeordneten und in gleicher Arbeitsrichtung vorrückenden Gleisbearbeitungsmaschinen gehören, dies vor allem deshalb, weil ja die Reichweite des Laserstrahlenbündels mehr als 200 m beträgt.
Die in Draufsicht schematisch in der Fig. 14 dargestellte Einrichtung umfasst eine Nivellier-Gleisstopf-Richtmaschine, die zwar der in den Fig. 1-3 dargestellten Anlage ähnlich ist, sich jedoch von dieser dadurch unterscheidet, dass sie mit zwei zu Aggregaten zusammengefassten Gruppen von Richtwerkzeugen 6 bzw. 62 ausgestattet ist. So wie beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. list aber auch ein Vorwagen 10 vorgesehen, auf dem zwei Sender 11 für das Aussenden von Lichtbündeln zum Nivellieren des Gleises 3 angeordnet sind.
Diesen Sendern 11 sind auf dem Fahrgestell 1 der Anlage angeordnete Blenden 14 zugeordnet, welche die Strahlen von zu den Empfängern 13 verlaufenden Lichtbündeln teilweise abschatten und das Erreichen der Sollhöhenlage anzeigen. Dieser Vorwagen 10 wird mittels Distanzstangen 15 im Abstand von der Stirnseite des Fahrgestelles 1 gehalten und mit ihm gemeinsam verfahren.
In der Arbeitsrichtung von vorne aufgezählt, wird das kreuzförmig profilierte Laserstrahlenbündel 16 zuerst vom Fühlerglied 20 der auf dem Vorwagen 10 befindlichen Höhenverstelleinrichtung der beiden Lichtbündelsender 11 abgetastet. Das Fühlerglied 20 kann gleichermassen beschaffen sein wie das in der Fig. 3 dargestellte. Es ragt in den zum Gleis hin gerichteten, waagrechten Schenkel des kreuzförmigen Profils des Laserstrahlenbündels 16 ein und steuert von diesem waagrechten Schenkel abhängig über Leitungen 29 die Höhenverstellung der Sender 11.
Damit gelangen die von den Lichtbündeln 12, wie sie aus der Fig. 1 ersichtlich sind, gebildeten, zu den Empfängern 13 verlaufenden und zum Nivellement des Gleises 3 dienenden Bezugsgeraden in ihre richtige, zum Sollgleisverlauf parallele Soll-Lage.
Die nächste Abtastvorrichtung mit dem Fühlerglied 75 bedient sich des oberen, aufwärts ragenden Schenkels des kreuzförmig profilierten Laserstrahlenbündels 16 und ist den an der Maschinenstirnseite angeordneten Werkzeugen 7 zugeordnet, die als Greifer mit seitlichen Spurkränzen vermittels der Kolben-Zylinder-Antriebe 9 die Seitenrichtung des Gleises zumindest grob korrigieren. Die licht- oder temperaturempfindlichen Zellen dieses Fühlergliedes 75 steuern über Leitungen 75' und eine Steuervorrichtung 76 die genannten Antriebe 9 zum Seitenrichten des Gleises 3.
Die dritte, hinterste Abtastvorrichtung gehört zu den nachgeordneten Gleisrichtwerkzeugen 62 und ragt mit einem Fühlerglied 77 in den unteren, abwärtsragenden Schenkel des kreuzförmig profilierten Laserstrahlenbündels 16. Die Signale der licht- oder temperaturempfindlichen Zellen dieses Fühlergliedes 77 werden über Leitungen 77' einem Schaltrelais 78 für die Steuerung der Gleisrichtwerkzeuge 62 übermittelt.
Das Laserstrahlenbündel 16, d.h. der von ihm verbleibende Rest, insbesondere das Zentrum sowie mehr oder weniger grosse Restteile der Stege, die jedoch zur Zentrierung des Laserstrahlenbündels in der Empfangsvorrichtung benutzt werden können, gelangt schliesslich zur Empfangsvorrichtung 21, die auf einem seitwärts ausragenden, quer zum Gleis verstellbar gelagerten Arm 79 eines hinteren Fahrwerkes 80 lagert und von der Gleisachse bzw. Leitschiene denselben Abstand hat wie der Sender 17, so dass schliesslich das Laserstrahlenbündel 16 zur Gleisachse sowohl der Höhe als auch der Seite nach parallel verläuft.
Alle Teile der Einrichtung, die in einem bestimmten Bezug zur Ist-Lage des Gleises 3 stehen müssen, weil sie Teile des Überwachungssystems bilden, sind mit den bereits mehrfach erwähnten Andrückvorrichtungen 41 ausgestat tet, welche die Bezugnahme durch Andrücken zumindest eines Spurkranzes der Fahrachsen an die Leitschiene des Gleises 3 herstellen.
The invention relates to a mobile system for measuring and / or correcting the position of a track, with a device for generating a laser beam serving as a reference line, which has a transmitter for emitting the laser beam and a device for receiving the laser beam.
It is known to use laser beams as reference straight lines in the case of track railway and track maintenance machines instead of the wires previously used to embody the reference straight line X e. Since the laser beams are suitable for the formation of relatively long reference lines thanks to their large range, it has been difficult and tedious to set the exact direction of the laser beam and even more difficult to maintain the direction once set during operation.
It is therefore the object of the invention to provide a device on a mobile installation for measuring and / or correcting the position of a track which does not have the above-mentioned disadvantages.
The device according to the invention is characterized in that the receiving device is designed in such a way that, depending on the impact of the laser beam on the receiving device, correction signals for aligning the transmitter and / or controlling registration devices or alignment tools can be generated so that either the transmitter or the receiving device can a front car is arranged. and that drive means are provided for directing the laser beam as a function of the correction signals onto the center of the receiving device.
The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. Show it:
1 shows a side view of a track pot leveling machine with a device for precisely determining and setting the direction of a laser beam acting as a reference line,
Fig. 2 shows the track pot leveling and straightening machine according to Fig.
I in plan view,
3 shows a device for automatically setting the direction of a laser beam in a perspective illustration,
FIG. 4 shows various details of the device according to FIG. 3,
5 shows a plan view of a mobile system for side straightening the track, with a device for automatically straightening the laser beam,
6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5,
7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 5,
8 shows a section along the line VIII-VIII in FIG. 5,
9 shows another embodiment of the system according to FIG. 5 in a schematic top view,
Fig. 1012 different embodiments of the Emp catch devices for different types of laser beam.
13 shows a transmitter for broadcasting a band-shaped
Laser beam in a graphical representation and
14 shows a plan view of a schematically illustrated mobile installation for correcting the track.
The junction level shown in FIGS. 1 and 2
Right machine has a trolley 2 on track 3 movable chassis 1, which has in its front part projecting over the track area to be processed track tamping tools 4 for tamping the cross sleepers 5 and on the front side vertically and sideways adjustable mounted gripper 6. These grippers 6 are designed as rolling grippers that roll laterally on the rails of the track 3. The rollers 7 which are used to straighten the track and are provided with flanges for this purpose rest on the heads of the rails of the track 3.
The lifting drives 8 serve to adjust the height of the grippers 6; The piston-cylinder drives 9 shown in FIG. 2 serve to move the side straightening rollers 7 sideways. To monitor the stroke, a transmitter 11 located on a front carriage 10 is freely adjustable in height to generate a diverging light beam 12, one on the chassis 1 of the system guided and directly resting on the track 3 receiver 13 as well as a likewise freely adjustable guided and resting on the track 3 screen 14 is provided. Reaching the desired height of the track 3 is indicated and the stroke of the gripper 6 ends when the divergent light beam 12 in the lower part is shading.
on the screen 14, which is resting when the track 3 is being lifted, reaches the connecting line between the transmitter 11 and the receiver 13 that runs parallel to the target track height position. The front carriage 10 with the transmitter 11 and further measuring and monitoring devices arranged thereon, e.g. Slope gauges, is held by a spacing rod 15 at a certain distance from the end face of the chassis I of the leveling tamping machine and is moved with this machine in the not yet corrected track area.
So that local errors in this uncorrected track area, e.g. Local depressions or so-called false high points do not falsify the result of the track correction, the height of the transmitter 11 on the front car 10 visible on a scale 11 "is constantly monitored, with the help of a flat, conically widening laser beam bundle 16, the starts from a height-adjustable transmitter 17. This transmitter 17 is also mounted so as to be pivotable about a vertical axis and for this purpose is provided with a scale in order, for example, to facilitate the setting of the transmitter for the processing of curved tracks.
The transmitter 17 can also be pivotably mounted about a horizontal axis running transversely to the track and is mounted on a pivotable carrier 18 which is pivotably mounted on a front carriage 19 by 1800 on the opposite side of the track. Pivoting is required when the guardrail has to be changed, i.e. between opposing track curves.
This front car 19. whose drive is preferably remotely controlled via radio devices 25, is with one of its Spurkranzrä derjeweils one of its two axes 19 'to the respective
Guardrail can be pressed sideways so that it is always correct
To get a reference to the track and thereby the on the
Front car 19 to incorporate transmitter 17 located in this correct relationship in the reference system. The second, displaceably mounted and pneumatically or hydraulically adjustable axis 19 'as a stamp can be used for pressing on
Front car 19 or your own. laterally adjustable
Stamp can be used.
The front carriage 10 carrying the transmitter generating the light beam 12 can also be pressed with its undercarriages 10 'onto one or the other rail of the track 3 and has a pick-up device with a sensor element 20 for scanning the laser beam 16. The carrier of this sensor element 20 is, as well the transmitter 17, likewise mounted pivotable by 1800, in order to be pivoted to the other side of the track when the guide rail line is changed.
A receiving device 21, which is designed as a target element and is also rotatably mounted about a vertical axis, is assigned to the transmitter 17 on the track pot leveling and straightening machine 1, which device can be located in the area of the receiver 13 for the light beam 12, which is also arranged there.
Finally, a second scanning device is also provided in the area of the track tamping tools 4 for checking and possibly registering the correspondence between the target and actual position of the track in the area of the tamping tools 4. This second scanning device also has a sensor element 22 which works together with the same laser beam 16 and, like the transmitter 17 and the receiving device 21, can be pivoted from the area of one rail of the track 3 into the area of the other rail, depending on which rail is used as a guardrail.
To roughly position the transmitter 17 on the receiving device 21, a sighting device 23, which is rotatably and pivotably mounted on it and a certain distance from the center of the transmitter, is used to aim at a target element 24 (Fig. 3) arranged at the same distance from the center of the receiving device 21 can be in order to be able to center the laser beam 16 on the receiving device 21 in this way.
The precise, continuous and automatic centering of the beam 16 is controlled remotely via radio devices 25 or via electrical control lines 26 (FIGS. 2, 3). For this purpose, the receiving device 21, as shown in FIG. 6, is provided with a grid of light- and / or temperature-sensitive cells that respond to the radiation intensity of the beam 16 and provide electrical signals to control the drive means for adjusting the transmitter 17 and the Generate receiving device 21. Below the transmitter 17, an adjustment drive 17 'for pivoting the transmitter is indicated; Likewise, an adjusting drive 21 ′ for pivoting the receiving device 21 is provided below the receiving device 21. The sensing elements 20 and 22, which can best be seen in FIG. 3, are also equipped with such light- and / or temperature-sensitive cells.
A light- and / or temperature-sensitive element 27 and / or 28 indicating a different type of signal is each arranged above and below a horizontally arranged, preferably rearwardly open central area of the sensor element 20 or 22 and controls by means of the electrical signals generated, e.g. Via the lines 29, the upward and downward movement of the sensor element as a function of the relative position of the sensor element in relation to the laser beam 16.
The height adjustment of the sensor element 20 results in a height adjustment of the transmitter 11 via the drive 11 '(FIG. 3) if the front carriage 10 is locally moved to an incorrect height position when the mobile system is advanced in the working direction. The height adjustment of the sensor element 22 can be registered on a recording medium 30, and a control device 31 for monitoring the transverse inclination of the element using the laser beam 16 forming a plane can also be arranged in the area of this scanning device equipped with this sensor element 22. All components belonging to the reference system and guided on track 3 can moreover be pressed sideways onto the guardrail.
From Fig. 3 it can be seen that each of the sensor elements 20 and 22 of the two scanning devices arranged one behind the other covers only part of the width of the laser beam, so that preferably at least the central part of this laser beam 16 can reach the receiving device 21 unhindered. In FIGS. 4a and 4b, an embodiment of the sensor elements is shown in detail as a slotted or perforated screen 32. The horizontal slot 33 of such a diaphragm, which could also be designed as a vertical slot or a hole, are assigned light- and / or temperature-sensitive cells 34 above and below. The perforated diaphragm would be intended for cooperation with a single laser beam, the slit diaphragm shown for cooperation with a horizontal laser beam band (FIG. 13).
A vertically extending slit screen is preferably used when it is a scanning device for the side straightening of the track 3. The aperture plate 32 is also vertically adjustable ge superimposed.
In Fig. 5-8 a mobile system for turning the side of the track 3, which works according to the method described in Austrian Patent No. 227 749 is shown. This system comprises in detail a number of one- or two-axis running gears that can be moved at a distance from one another, namely the rearmost running gear 35 in the working direction, a measuring axis 36, rectifying tools 37 and the front one
Undercarriage 38. These undercarriages are expediently mounted in a transversely adjustable manner below the undercarriage, not shown, of the undercarriage 39 of the mobile system.
A driver's seat 40 is located on the chassis 39. The individual bogies can be pressed sideways with the flange wheels each with an axis which is decisive for the position of their support frame against the respective guide rail section of this track 3. For example, the adjustably mounted second axle, indicated by dashed lines, of such a chassis can be used for pressing, or a pair of punches 41 that are effective on both sides and have a hydraulic or pneumatic piston-cylinder drive.
A long straight line 42 extends from the rearmost landing gear 35 via the measuring axis 36 to the front landing gear 38. The anchorages of this straight line 42 are e.g. adjustable transversely by means of a spindle drive 43 with a motor 43 '. A short reference straight line 44 runs from a common anchorage on the rearmost undercarriage 35 via the measuring axis 36 to the track straightening tools 37, and the front end of this short reference straight line 44 is moved sideways with the track 3 and with the straightening tools 37 when correcting the track position. In curved tracks, the arrow heights of the two chordal, unequal reference lines 42 and 44 of a certain length, which can be determined in the area of the measuring axis 36, must have a certain ratio to one another, which results from the length ratio of these reference lines.
The track 3 is now shifted in the area of the side straightening tools 37 until the predetermined target ratio of the arrow heights results in the area of the measuring axis 36, with a spindle 36 'arranged on this measuring axis with two types of thread and with pick-up organs adjustable to the course of the tendons Target ratio taken into account automatically.
In order to prevent errors from occurring due to an incorrect position of the front undercarriage 38 in the still uncorrected track area, this undercarriage is assigned a scanning device with a sensor element 54 that interacts with a laser beam 45 that runs along track 3 and its direction can optionally be determined by so-called fixed points 46 and 47 of the track. Such fixed points can be provided at regular intervals next to the track at specific, measured points.
For the adjustment of this laser beam bundle 45, which can be used as a reference base, a further, foremost undercarriage 48 is provided, the outer end of which protrudes sideways and can be adjusted with a spindle drive 43 in the direction transverse to the track 3 exactly to the fixed point 46 Receiver device 50, which is pivotably mounted on this arm 49 and serves as a target for the laser beam bundle 45, is given a predetermined distance from the theoretical track axis, regardless of what the actual course of the track is.
The same distance is given to the transmitter 51, which is pivotably mounted on an adjustable arm 49 of this type and is provided with an optical sighting device 23, which can be directed at an associated target element of the receiving device 50. The operator of the system can carry out this aiming via a television recording device and playback device 53, the lines 53 'being available to him for remote control of the transmitter 51. For precise adjustment of the transmitter 51 and the receiving device 50 to one another, the receiving device 50 has a grid of light- or temperature-sensitive cells (Fig.
6). which automatically center the setting of the laser beam 45 on the receiving device via electrical lines 52 or 52 ', namely by adjusting the height or pivoting the transmitter 51 and / or the receiving device 50. This laser beam has 45. as FIG. 7 shows, band-like shape and an upright rectangular profile extending vertically to the track plane. This shape of the beam 45 facilitates the control of the transmitter used for the transmission as a function of the receiver device 50, but also the acceptance in the area of the acceptance device.
This removal device is located in the area of the front running gear 38, and its associated sensor element 54 is arranged on a sideways adjustable arm 49, the sideways adjustment of which is effected by a spindle drive 43 by a spindle motor 43 '.
The lateral adjustment of the arm 49 on the chassis 38 takes place automatically via lines 55 ′ as a function of signals generated by the light or temperature sensitive elements 55. As can be seen from FIG. 7, these elements 55 are located on the sensor element 54 on both sides of the band-shaped, vertical laser beam bundle 45.
If the sensor element 54 of the scanning device on the undercarriage 38 is precisely adjusted with respect to the laser beam 45, this ensures that the front end of the longer reference straight line 42 has the same lateral distance from the laser beam bundle 45 as the rear end of the reference straight line in the area of the undercarriage 35. In curved tracks, only the target arrow height, which is decisive for the individual points, needs to be taken into account when setting the arm 49 of the scanning device on the carriage 38. For this purpose there is a scale 49 "on this arm 49"
All arms 49 of the bogies 35, 38 and 48 can be pivoted on these bogies about a vertical pivot axis to the other side of the track in order to be able to change the guardrail.
The trolleys are also easily interchangeable with one another. to make it easier to change the working direction if necessary.
The transmitter 51 and the receiving device 50 for the laser beam 45 do not necessarily have to be mounted on such sideways adjustable arms 49 of running gears, but they can be guided in any way at a fixed distance x (FIG. 5) from the track axis or the guardrail be arranged, for example by means of clamping devices 49 'directly on fixed points 46, 47 of the track, as is optionally indicated in Fig. 6, or on a rail 56 of the track to be corrected, a neighboring track or a separate auxiliary rail (Fig. 8) . A direct contact between the arms 49 and the fixed points 46 and 47 is otherwise only provided as an option, and this is therefore only indicated by dashed lines in FIG.
9 shows a different reference system for the lateral alignment of the track, and in this system only one reference straight line 57 is provided, the front end of which is brought into the correct target position using the reference base embodied by the laser beam 45 and which then in turn provides a correct reference base able to form for side straightening tools 37, which are advantageously to be provided closer to their rear end.
The establishment of the reference base formed by the laser beam can be facilitated by optical or acoustic signals, which are used to monitor compliance with the distances between fixed points.
FIG. 10 shows a receiving device 21 for a laser beam which consists of two planes crossing one another. The light- or temperature-sensitive elements of this receiving device are distributed in such a way that any deviation of the beam from the center of the receiving device 21 is inevitably displayed immediately. Light-sensitive and thermally sensitive elements 58 resp.
58 ', as FIG. II shows schematically. can also be provided in combination. According to this FIG. 11, the laser beam bundle 16 comprises two planes which abut one another perpendicularly with the edges and are therefore angularly profiled.
According to FIG. 12, at least two parallel laser beam bundles 16 ″ and a common scanning device and / or receiving device with at least two different light or temperature sensitive elements 58 ″ arranged centrally next to or one above the other can optionally be provided in this case are to be set between the two bundles of rays 16 ″ in order to display the deviation of the bundle of rays from the center of the receiving device or the sensor element of the scanning device and to control the setting of the transmitter and / or the receiver accordingly.
FIG. 13 shows only the transmitter 17 for a band-shaped laser beam bundle 16 in a diagrammatic representation, which alone represents a real reference plane for leveling the track.
Figure 14 illustrates. how, in a particularly advantageous manner, by means of a, for example, cross-shaped profiled laser beam bundle 16, the sensor elements of several scanning devices arranged one behind the other and spaced from one another in the longitudinal direction of the track can work together one after the other with different profile areas of the beam 16, so that only a single laser beam 16 can be different at several distant points on the track Purposes can be referred to, be it for the purpose of leveling or lateral direction of the track, be it for the purpose of registration or just to display the track position.
Of course, these different scanning devices can also lead to different. track processing machines that are arranged one behind the other and move in the same working direction belong, mainly because the range of the laser beam is more than 200 m.
The device shown schematically in plan view in FIG. 14 comprises a leveling-jig-straightening machine which, although similar to the system shown in FIGS. 1-3, differs from it in that it has two groups of Straightening tools 6 and 62 is equipped. As in the exemplary embodiment according to FIG. 1, however, a front carriage 10 is also provided, on which two transmitters 11 for emitting light bundles for leveling the track 3 are arranged.
These transmitters 11 are assigned screens 14 which are arranged on the chassis 1 of the system and which partially shade the rays of the light bundles running to the receivers 13 and indicate that the desired altitude has been reached. This front carriage 10 is held at a distance from the end face of the chassis 1 by means of spacer rods 15 and is moved together with it.
Enumerated from the front in the working direction, the cross-shaped profiled laser beam bundle 16 is first scanned by the sensor element 20 of the height adjustment device of the two light bundle transmitters 11 located on the front carriage 10. The sensor element 20 can be made in the same way as that shown in FIG. 3. It protrudes into the horizontal leg of the cross-shaped profile of the laser beam bundle 16, which is directed towards the track, and controls the height adjustment of the transmitters 11 via lines 29 as a function of this horizontal leg.
In this way, the reference straight lines formed by the light bundles 12, as can be seen from FIG. 1, run to the receivers 13 and serve to level the track 3, move into their correct target position parallel to the target track course.
The next scanning device with the feeler member 75 uses the upper, upwardly protruding leg of the cross-shaped profiled laser beam bundle 16 and is assigned to the tools 7 arranged on the machine face, which as grippers with lateral flanges by means of the piston-cylinder drives 9 at least the lateral direction of the track roughly correct. The light- or temperature-sensitive cells of this sensor element 75 control the said drives 9 for the lateral straightening of the track 3 via lines 75 'and a control device 76.
The third, rearmost scanning device belongs to the downstream track straightening tools 62 and protrudes with a sensor element 77 into the lower, downwardly projecting leg of the cross-shaped laser beam bundle 16. The signals from the light or temperature-sensitive cells of this sensor element 77 are transmitted via lines 77 'to a switching relay 78 for the Control of the track straightening tools 62 transmitted.
The laser beam 16, i. the remainder of it, in particular the center as well as more or less large remainder parts of the webs, which can, however, be used to center the laser beam in the receiving device, finally reaches the receiving device 21, which is mounted on an arm 79 protruding sideways and adjustable transversely to the track of a rear chassis 80 and is at the same distance from the track axis or guardrail as the transmitter 17, so that finally the laser beam 16 runs parallel to the track axis both vertically and laterally.
All parts of the device that have to be in a certain relation to the actual position of the track 3 because they form parts of the monitoring system are equipped with the already mentioned pressing devices 41, which the reference by pressing at least one flange of the travel axes on the Make the guardrail of track 3.