DE1098532B - Fahrzeug zum Pruefen von Gleisschienen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zum Prüfen von Gleisschienen in der Vertikalebene, bei dem für jede Schiene eine Meßvorrichtung mit zwei belasteten und wenigstens einem unbelasteten Meßpunkt zur Messung der jeweiligen Vertikalbewegungen dieser Punkte bei 5 der Fortbewegung des Fahrzeugs längs der Schiene vorgesehen sind.

Zur Überwachung des Zustands von Eisenbahnschienen gehört insbesondere die Prüfung der Regelmäßigkeit des Profils entlang jeder Schiene, also der Regelmäßigkeit der Längsnivellierung in einer im wesentlichen vertikalen Ebene.

Wie bekannt, rühren die sogenannten Nivellierungsfehler im wesentlichen daher, daß die Schiene, das Schienenbett und der Unterbau nicht völlig starr sind, sondern sich jedesmal mehr oder weniger stark verformen, wenn sich eine belastete Achse über sie hinwegbewegt. Als Folge davon zeigt jede Schiene in der Vertikalebene eine Wellung, die sich über eine mehr oder weniger große Länge zu beiden Seiten des belasteten Punktes erstreckt und diesen bei seiner Fortbewegung begleitet. Bei einem gut gebauten und in gutem Betriebszustande befindlichen Gleis kann diese Verformung normalerweise als elastisch angesehen werden, da sie beim Wegfall der Belastung wieder verschwindet. Die durch die belastete Achse beeinflußte Zone erstreckt sich im allgemeinen über mehrere Meter.

Führt das Gleis diese Bewegungen häufig aus, so bewirken sie zusammen mit einer Reihe anderer Faktor en ein zunehmendes Senken der Bettung und des Unterbaues, wobei diese Senkung sich im allgemeinen schließlich unregelmäßig längs des Gleises und der Schwellen ausbildet. Gewisse Schwellen ruhen im unbelasteten Zustand dann nur teilweise oder überhaupt nicht auf der Bettung, sondern sind an den beiden Schienen aufgehängt.

Solange der Hohlraum unter diesen Schwellen nicht allzu ausgeprägt ist, vermag die Schiene infolge ihrer Elastizität nach jeder Belastung ihre vorherige Lage wieder einzunehmen. Bildet sich jedoch die Senkung weiter, so verbiegt sich die Schiene bis über ihre Elastizitätsgrenze, und es bleibt dann eine dauernde Verformung zurück, die bei jeder erneuten Belastung weiter zunimmt.

Die Erfahrung zeigt, daß diese beiden, als »tanzende Schwellen« und »bleibende Verformung« bezeichneten Arten von Gleisfehlern besonders an den Stoßstellen der Schienen auftreten. Trotz Verstärkungendes Gleises durch Doppelschwellen, Winkellaschen usw. setzt die Unterbrechung der Lauffläche die Schienenenden und ihre Befestigungen bei jedem Achsdurchlauf einer Schlagbefastung aus, die infolge des dabei auftretenden Rückpralles in den Boden das örtliche Absinken Fahrzeug zum Prüfen von Gleisschienen

Anmelder:

Materiel Industriel S.A., Lausanne,
und Constructions Mecaniques S.A.

Renens,
Renens (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. C. Wallach, Patentanwalt,
München 2, Kaufingerstr. 8

Beansprudite Priorität:
Schweiz vom 17. Juni 1957

der Bettung und damit die Gefahr einer bleibenden Verformung noch weiter verstärkt. In diesem letzten Stadium weist das Profil dann entlang seiner Länge an der Stelle der Stoßfuge eine als »Tiefpunkt« bezeichnete Unstetigkeit auf.

Während zum Beseitigen des Schwellentanzens das übliche Nachstopfen der Gleisbettung ausreicht, können bleibende Verformungen der Schiene nicht an Ort und Stelle beseitigt werden. Das Wiederausrichten einer verformten Schiene ist schwierig und erfordert große Sorgfalt, da sonst im Stahl sicherheitsgefährdende Spannungen zurückbleiben. Daher wird meist vorgezogen, die verformten Schienen durch neue zu ersetzen, was erhebliche zusätzliche Arbeit und höhere Reparaturkosten sowie lange Betriebsunterbrechungen bedingt.

Es ist bereits bekannt, die Unregelmäßigkeiten des Profils mittels Fahrzeugen zu messen und zu registrieren, die über die Gleise gezogen werden. Bei allen bekannten Fahrzeugen werden die Vertikalmessungen entweder mit Hilfe mehrerer, sämtlich belasteter Achsen oder mit Hilfe einer verhältnismäßig leichten, zwischen zwei Tragachsen angeordneten Tastvorrichtung vorgenommen, derart, daß sämtliche gemessenen Vertikalabsenkungen in der durch die stark belasteten Achsen verformten Schienenzone liegen. Die durch derartige Meßfahrzeuge gelieferten Diagramme geben demgemäß keinen Aufschluß darüber, ob der gemessene, zu tief liegende Schienenpunkt durch dauernde

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plastische Schienenverformung entstanden ist oder drei Meßpunkten für die eine der beiden Schienen, wodurch vorübergehende elastische Verformung infolge bei das Fahrzeug so ausgestattet ist, daß an zweien der des darüberfahrenden Wagens. Meßpunkte eine Belastung ausgeübt werden kann.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Kennzeichnen Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht einen und Aufzeichnen senkrecht nachgiebiger Stellen des 5 unbelasteten Punkt 1, der außerhalb von zwei belaste-Eisenbahngleises ist eine Meßrolle vorgesehen, die erst ten Punkten 2 und 3 angeordnet ist, die auf einer dann mit der Schiene in Berührung kommt und auf Schiene 4 eine vertikale Verformung 5 hervorrufen, dieser aufliegt, wenn sich der Wagen bei einer Fehl- die der Übersichtlichkeit halber stark übertrieben darstelle senkt. Dabei wird ein Farbstrich erzeugt, dessen gestellt ist. Der Punkt 1 ist dabei der besseren Erläute-Länge ein Maß für die horizontale Länge der Fehl- io rung halber ganz außerhalb dieser verformten Zone stelle ist, wobei die Menge der ausgeflossenen Farbe angenommen. Das Abweichen der drei Meßpunkte von ein Maß für die vertikale Größe dieser Fehlstelle dar- der geradlinigen Ausrichtung, beispielsweise die Winstellt. Bei dieser bekannten Anordnung liegt die Meß- kelauslenkung a₀ oder eine beliebige davon abhängige rolle zwar nicht zwischen "den belasteten Wagenachsen, geometrische Größe (Tangente, Sehne usw.), kann zum jedoch immer noch in der Nähe der einen Wagenachse 15 Messen des Verformungsmaßes in bezug auf die nichtunter dem Wagen, so daß sich die durch die belastete verformte Lauffläche dienen, wobei die Werte der BeAchse bewirkte elastische Deformation auch auf die lastung bei den Punkten 2 und 3 beliebig, beispiels-Meßrolle auswirken kann und demgemäß eine Unter- weise gleich groß gewählt und auch die Entfernungen D scheidung zwischen dauernden und vorübergehenden und E willkürlich angenommen werden können.
Fehlstellen nicht getroffen werden kann. 20 Bei der praktischen Durchführung wird vorteilhaft

Ziel der Erfindung ist es, ein Fahrzeug zum Prüfen eine Meßanordnung verwendet, die längs der Schiene von Gleisschienen zu schaffen, welches die Messung verschiebbar ist, wobei die Belastungen in den Punkelastischer Verformungen der Schienen und bleiben- ten 2 und 3 sowie die Entfernungen D und E zwischen der Verformungen der Schienen, und zwar getrennt diesen Punkten konstant gehalten werden; auf diese voneinander, ermöglicht. _t. 25 Weise kann ohne Mühe in kontinuierlichem Verfahren

Zu diesem Zweck ist ein fahrzeug zum Prüfen von der veränderliche Betrag der Winkelauslenkung längs

Gleisschienen in der Vertikälebene, bei dem für jede einer Schiene aufgenommen und daraus die Unregel-

Schiene eine Meßvorrichtung mit zwei belasteten und mäßigkeiten des Profils in Längsrichtung gemessen

wenigstens einem unbelasteten Meßpunkt zur Messung oder aufgezeichnet und gleichzeitig unterschieden

der jeweiligen Vertikalbewegungen dieser Punkte bei 30 werden.

der Fortbewegung des Fahrzeugs längs der Schiene Auf einer horizontalen Schiene ohne Fehler wird die vorgesehen sind, gemäß der.Erfindung in der Weise die belasteten Punkte 2 und 3 begleitende elastische WeI-ausgebildet, daß der nichtbelastete Meßpunkt, der in lung konstant bleiben, so daß zur Vereinfachung eine bekannter Weise außerhalb des oder der durch die be- den Winkel a₀ zum Verschwinden bringende Anfangslasteten Meßpunkte bestimmten geradlinigen Ab- 35 einstellung angenommen werden kann, woraus sich das schnitte liegt, in ständiger Berührung mit der Schiene Schema nach Fig. 2 ergibt. In Wirklichkeit bewirken und in einer Entfernung von wenigstens zwei Metern die Änderungen der Nivellierung der unbelasteten von den belasteten Meßpunkten angeordnet ist. Schiene zusammen mit den Elastizitätsänderungen

Diese Meßpunkte liefern Diagramme, die z. B. durch der belasteten Schiene das Auftreten einer Winkelunterschiedliche Anzahl der Extremwerte eine leichte 4° auslenkung, die von einer mittleren Stellung aus in dem und zuverlässige Unterscheidung der möglichen Fehl- einen oder dem anderen Sinn gemessen wird, was für stellen erkenntlich machen und gleichzeitig quanti- den Fall der beiden beschriebenen Fehlerarten kurz tative Aussagen über die absolute Größe der Fehl- untersucht werden soll,
stellen machen. In Fig. 3, 4 und 5 sind drei aufeinanderfolgende

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Er- 45 kennzeichnende Stellungen der in der Zeichnung sich findung ist ein Gestell vorgesehen, das in an sich be- von links nach rechts bewegenden Meßanordnung an kannter Weise in bezug auf zwei der Meßpunkte eine der Stelle einer Stoßfuge 6 in einer Zone mit »tanzenfeste Höhe hat, wobei der dritte Meßpunkt in seiner den Schwellen« wiedergegeben; in Fig. 6 ist schema-Höhe in bezug auf das Gestell beweglich ist und die tisch der zugehörige registrierte Kurvenzug dargestellt. Messung als Funktion dieser relativen Höhenänderung 50 Der nichtbelastete Punkt 1 bewegt sich vorwärts, erfolgt. ohne die Schiene merklich zu biegen, bis er sich über

Die belasteten Meßpunkte können die Achsen des dem Schienenstoß befindet, wie in Fig. 3 dargestellt.

Fahrzeuges sein, wie dies an sich bekannt ist, während Bei Annäherung des belasteten Punktes 2 an die Stoß-

der nichtbelastete Meßpunkt in ebenfalls an sich be- fuge hingegen verformt sich die Schiene elastisch und

kannter Weise mit einem Gestell fester Höhe in bezug 55 ruft einen Winkelausschlag hervor, der bis zu einem

auf diese beiden Achsen über einen an dem Gestell Höchstwert a₂ — in der in Fig. 4 dargestellen Lage —

drehbar gelagerten Hebel verbunden ist, wobei die anwächst und dabei den Tiefpunkt der belasteten

Messung zwischen einem Punkt dieses Hebels und Schiene und deren Durchbiegung anzeigt. Bei der wei-

einem Punkt des Gestelles erfolgt. teren Bewegung verringert sich der Winkelausschlag,

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung 6° geht durch Null und wächst dann im entgegengesetzten

ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Sinn bis auf einen Höchstwert a₃ bei der in Fig. 5 ge-

Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung. In der zeichneten Stellung an, worauf er erneut bis auf Null

Zeichnung zeigen abnimmt, wenn der belastete Punkt 3 aus der gestörten

Fig. 1 bis 10 zur Erläuterung dienende Schaubilder, Zone gelangt. In dieser Weise wird eine Stoßfuge mit

Fig. 11 eine schematische Darstellung des Ausfüh- 65 »tanzenden Schwellen«, jedoch ohne bleibende Verfor-

rungsbeispiels der Erfindung, mungen der Schienenenden, durch einen registrierten

Fig. 12 ein Schaubild, das dem Ausführungsbeispiel Kurvenzug sichtbar, der aus zwei aufeinanderfolgen-

nach Fig. 11 entspricht. den, einander entgegengesetzt gerichteten Spitzen F₂

Das in Fig. 11 dargestellte Fahrzeug gestattet die und F₃ besteht, wie dies schematisch in Fig. 6 gezeigt

Kontrolle-einer Eisenbahnschiene mit Hilfe von nur 7° ist.

Bewegt sich hingegen die Meßanordnung über einen Schienenstoß 6 mit vorhandener bleibender Verformung der Schienenenden, wie das in Fig. 7 bis 10 dargestellt ist, so ruft schon der Meßpunkt 1, obwohl er nicht belastet ist, zu Beginn einen Winkelausschlag bis zum Höchstwert a_± (Fig. 7) hervor, auf den, wie im vorhergehenden Fall, ein entgegengesetzt gerichteter Höchstwert a₂ (Fig. 8) und ein wiederum entgegengesetzt gerichteter Höchstwert a_s (Fig. 9) folgen, so daß eine bleibende Verformung beispielsweise durch einen Kurvenzug mit drei Extremwerten Y₁, Y₂ und F₃ abwechselnder Richtung, wie in Fig. 10 schematisch dargestellt, registriert wird.

Abgesehen davon, daß sich die beiden Arten von Nivellierfehlern deutlich durch Kurvenzüge mit zwei oder mit drei abwechselnden Extremwerten unterscheiden, läßt sich aus Fig. 6 und 10 auch erkennen, daß für eine bestimmte Anordnung die Entfernungen d und e zwischen den registrierten Extremwerten konstant bleiben, da sie den entsprechenden Entfernungen D und E zwischen den Meßpunkten 1, 2 und 3 gemäß dem festen Verhältnis zwischen der Vorschubgeschwindigkeit des Registrierstreifens und dem auf dem Gleis zurückgelegten Weg des Fahrzeugs proportional sind.

Ferner können die Abstände des registrierten Kurvenzuges von seiner Nullinie der Größe des gemessenen Fehlers proportional gemacht werden, so daß die Aufzeichnungen zur wirklichen Messung dieser Größe dienen können.

Dem registrierten Kurvenzug können zusätzliche Aufschlüsse über die Art der Schienenfehler in Längsrichtung entnommen werden. So weisen sehr steile Anstiege auf sich aufstellende Kanten hin, wie sie für Schienenstöße charakteristisch sind, während beispielsweise Fehler in den Schienen selbst als Wellenzüge registriert werden.

Selbstverständlich können vielfältige Kombinationen von belasteten oder unbelasteten Meßpunkten unter Verwendung von Hebelarmen, beliebig regelbaren Belastungen usw., verwendet werden, wodurch je nach den Bedürfnissen Art und Form der Kurvenzüge verändert und in ihrer relativen Stärke zueinander abgeglichen werden können.

Fig. 11 zeigt schematisch eine Ausführungsform des Fahrzeugs. Dieses weist einen unbelasteten Meßpunkt 1 auf, der im Abstand von mindestens zwei Metern vor zwei belasteten Meßpunkten 2 und 3 angeordnet ist, welche die beiden Belastungspunkte auf einer der Schienen 4 darstellen.

Die gesamte Vorrichtung kann symmetrisch in bezug auf die Mittelebene des Gleises ausgebildet sein, um so die gleichzeitige, jedoch unabhängige Kontrolle der beiden Schienen zu ermöglichen; der Einfachheit halber wird nur die eine Hälfte der Vorrichtung beschrieben, die teilweise in der durch eine der Schienen gehende Vertikalebene geschnitten ist, wobei die Darstellung der Höhen in Fig. 11 stark vergrößert ist. Danach wird die eine Schiene durch zwei Räder 8 und 8 a der Achsen 9 und 9 a belastet, die mittels Gabeln 10 und 10 a ein erstes, nicht elastisch aufgehängtes Gestell 11 tragen, welches seinerseits ein mittels elastischer Elemente 12 und 12 a gefedertes zweites Gestell 13 trägt. Das Fahrzeug schiebt — je nach der angenommenen Fortbewegungsrichtung — mittels einer Parallelogrammführung 14 ein Fahrgestell 15 sehr leichter Bauart mit einer Achse 16 vor sich her, deren Rad 17 demzufolge die Schiene im nichtbelasteten Meßpunkt 1 praktisch nicht verformt. Das Gestell 15 ruht auf der Schiene ohne elastische Federung auf; seine obere Kante 18 befindet sich in einem festen Abstand von der Radachse 16 und bildet, so eine sekundäre Meßbasis, auf welcher ständig ein Horizontalhebel 19 ruht, der in einer Drehachse20 an dem nichtgefederten Gestell 11 drehbar gelagert ist, derart, daß er in der Schienenebene verbleibt. Am anderen Ende 21 dieses Hebels 19 ist das Kabel 22 eines mit Mantel versehenen Kabelzuges 23 befestigt, dessen Mantel von einer Befestigung 24 an dem nichtgefederten Gestell 11 aus zunächst vertikal geführt ist und sich gegen das Gehäuse 25 einer Registrierstreifeneinrichtung 26 bekannter Art abstützt, deren Schreibstift 27 durch das Kabel 22 betätigt wird, welches zum Ausschalten des Spiels ständig durch eine Feder 28 gespannt ist; der Registrierstreifen wird mit Hilfe einer einfachen nicht dargestellten Übertragung in Abhängigkeit von dem durch das Fahrzeug auf der Schiene zurückgelegten Weg transportiert. Mittels des Kabelzuges können daher die Verschiebungen des Endes 21 des Hebels 19 in bezug auf den Abstützpunkt 24 an dem nichtgefederten Gestell 11 unverändert in die auf dem gefederten Gestell 13 angeordnete Registriereinrichtung übertragen werden.

Die Wirkungsweise dieser Dreipunkt-Meßanordnung ergibt sich ohne Schwierigkeit aus den vorhergehenden Erläuterungen. In Fig. 12 wie auch im unteren Teil von Fig. 11 sind als Beispiele die graphischen Berechnungen der Werte Yl, Y2 und F 3 für einen Kurvenzug nach Fig. 6 bzw. Fig. 10, die einer Absenkung X eines der Meßpunkte 1, 2 oder 3 entsprechen, gezeigt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fahrzeug zum Prüfen von Gleisschienen in der Vertikalebene, bei dem für jede Schiene eine Meßvorrichtung mit zwei belasteten und wenigstens einem unbelasteten Meßpunkt zur Messung der jeweiligen Vertikalbewegungen dieser Punkte bei der Fortbewegung des Fahrzeugs längs der Schiene vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtbelastete Meßpunkt (1), der in bekannter Weise außerhalb des oder der durch die belasteten Meßpunkte (2 und 3) bestimmten geradlinigen Abschnitte (D in Fig. 1, 3 und 7) liegt, in ständiger Berührung mit der Schiene und in einer Entfernung von wenigstens 2 Metern von den belasteten Meßpunkten angeordnet ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gestell (11,10,10a in Fig. 11), das in bekannter Weise in bezug auf zwei der Meßpunkte (2 und 3) eine feste Höhe hat, wobei der dritte Meßpunkt (1) in seiner Höhe in bezug auf das Gestell (11) beweglich ist und die Messung als Funktion dieser relativen Höhenänderung erfolgt.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die belasteten Meßpunkte (2 und 3) in bekannter Weise Achsen des Fahrzeugs sind, während der nichtbelastete Meßpunkt in ebenfalls bekannter Weise mit einem Gestell (11, 10, 10 a in Fig. 11) fester Höhe in bezug auf diese beiden Achsen über einen an dem Gestell drehbar gelagerten Hebel (19) verbunden ist, wobei die Messung zwischen einem Punkt dieses Hebels und einem Punkt des Gestells erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 99 520, 463 272,
825 427.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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