WO2011072762A1

WO2011072762A1 - Verfahren und vorrichtung zur profilierung einer überlaufgeometrie von gleisbauteilen

Info

Publication number: WO2011072762A1
Application number: PCT/EP2010/005760
Authority: WO
Inventors: Dirk Nicklisch; Volkmar Sauer; Andreas Martin
Original assignee: DB Netz AG
Current assignee: DB Netz AG
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2011-06-23
Anticipated expiration: 2012-06-15
Also published as: DE102009058190A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Profilierung einer Geometrie von Gleisbauteilen von Schienenverkehrswegen in einem Bereich, in dem diese Gleisbauteile von Rädern von Schienenfahrzeugen berührt werden, einer sog. Überlaufgeometrie. Ein Messsystem ermittelt den Verlauf einer Bahnkurve eines mit einem Referenzradprofil versehenen Rades beim Überrollen des jeweiligen Gleisbauteils in einem raumfesten Koordinatensystem. Mithilfe einer Datenverarbeitungsanlage wird das Gleisbauteil hinsichtlich seiner dynamischen Auswirkungen bewertet. Eine Datenverarbeitungsanlage ermittelt eine auf der gemessenen Bahnkurve basierende, optimierte Soll-Bahnkurve, die im Rahmen tolerierbarer Materialabtragung von dem Gleisbauteil erreicht werden kann. Ein materialabtragendes Bearbeitungswerkzeug, das so geformt ist, dass es beim Bearbeiten des Gleisbauteils das Material in einer zu einem vorgegebenen Radprofil passenden Form abträgt, bearbeitet anschließend das Gleisbauteil entlang der ermittelten Soll-Bahnkurve.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Profilierunq einer Überlaufqeometrie von Gleisbauteilen

Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Profilierung einer Geometrie von Gleisbauteilen von Schienenverkehrswegen in einem Bereich, in dem diese Gleisbauteile von Rädern von Schienenfahrzeugen berührt werden, einer sog. Überlaufgeometrie.

Zur Gewährleistung eines sicheren und wirtschaftlichen Bahnbetriebes müssen Gleisbauteile - wie beispielsweise Herzstücke in Weichen, Schienenauszüge o.ä. - bezüglich ihres geometrischen Zustandes einer regelmäßigen Inspektion und im Bedarfsfall einer Instandsetzung unterzogen werden, so dass eine weitere Schädigung bzw. ein Versagen des Bauteils bis zur nachfolgenden Inspektion auszuschließen ist. Für eine im Vorfeld der Instandsetzung durchzuführen- de schweißtechnische Arbeitsaufnahme müssen Abweichungen von einer vorgegebenen Sollgeometrie (beispielsweise Ausfahrungen an Herzstück und Flügelschiene) gemessen werden, um daraus notwendige Korrekturmaßnahmen ableiten zu können.

Im Stand der Technik umfasst eine Prüfung der Überlaufgeometrie bei einer Weiche lediglich eine Prüfung und Beurteilung einer Herzstückrampe und einer Herzstück-Spitze unter Verwendung einfacher Messmittel (Lineal, Messkeil oder Messpunkttaster). Hierbei werden Messpunkttaster, Lineale sowie Herzstückmesslehren verwendet. Zusätzlich wird eine Höhendifferenz zwischen der Oberkante von Herzstück und einer Flügelschiene in einem Querschnitt„L1 ", einem theoretischen Radüberlauf, und „L" mit Hilfe einer Herzstückmesslehre gemessen.

Dann wird bei Bedarf durch Auftragsschweißen und anschließendes Abschleifen das Gleisbauteil überarbeitet.

Nachteil dieser Verfahren ist jedoch, dass sie ungenau, zeitraubend und stark von subjektiven Einflüssen von bedienendem und auswertendem Personal geprägt sind. Desweiteren kann aus erfassten Messgrößen nur unzureichend auf dynamische Auswirkungen von festgestellten Abweichungen von der Sollgeometrie geschlossen werden, da die Herzstückrampe nur punktuell erfasst wird und sich eine tatsächliche vertikale Bewegung eines Rades aufgrund einer Pro- filgeometrie von Rad und Schiene deutlich von dem mittels Bezug auf eine Schienenoberkante erfassten Rampenverlauf unterscheiden kann.

Aus DE 10 2004 016 828 A1 ist ein Verfahren zur Prüfung und Beurteilung einer Geometrie von Gleisbauteilen von Schienenverkehrswegen bekannt, bei dem der räumliche Verlauf der Bahnkurve eines mit einem Referenzradprofil versehenen Rades beim Überrollen des jeweiligen Gleisbauteils in einem raumfesten Koordinatensystem direkt oder indirekt bestimmt und anschließend hinsichtlich seiner dynamischen Auswirkungen bewertet wird.

Von Vorteil ist hierbei, dass die Aussagekraft der Prüfung des geometrischen Zustandes durch die Bestimmung der Vertikalbewegung eines das Bauteil überrollenden Rades in einem raumfesten Koordinatensystem und deren anschließende computergestützte Bewertung wesentlich verbessert und objektiviert wird. Insbesondere wird eine hohe Messgenauigkeit bei gleichzeitig hoher Messgeschwindigkeit erzielt. Dabei wird der gesamte Bereich der konstruktiv bedingten Absenkung und anschließenden Anhebung des Rades (Flügelschie- nenknick bis K-Punkt) kontinuierlich erfasst und beurteilt. Mit dem Verfahren ist es möglich, auch die Auswirkungen des Querprofilverschleißes von Flügelschiene und/oder Herzstück auf den Radüberlauf zu bestimmen.

Aus DE 10 2004 017 746 B4 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfas- sung des Zustandes und zur Bearbeitung von Weichen in Gleisanlagen bekannt. Dabei werden mithilfe eines Messsystems und einer Scanner-Einheit ein dreidimensionales Profilbild des Überlaufbereiches eines Weichenherzstückes erstellt, sowie Spurweite, Überhöhung, Verbindung, Rillenweite, Längs- und Richtpfeilhöhen erfasst. Die Ist-Profildaten werden an eine Datenverarbei- tungsanlage abgegeben und analysiert. Mittels eines numerischen Algorithmus werden Soll-Profildaten zur geometrischen Beschreibung des Weichenherzstücks generiert. Diese Soll-Profildaten werden zusammen mit den Ist- Profildaten an eine Bearbeitungseinheit abgegeben, die das Weichenherzstück insbesondere mit schleiftechnischen Mitteln überarbeitet.

Das Verfahren ist allerdings sehr aufwändig, da mit hohem Mess- und Rechenaufwand ein komplettes dreidimensionales Profilbild des Istzustands erstellt wird. Auch das anschließende Bearbeiten der Gleisanlage ist sehr aufwändig, da wiederum ein dreidimensionales Sollprofil in die Gleisanlage eingearbeitet werden muss, vorzugsweise durch aufwändiges Schleifen.

Aus EP 2 071 078 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Schienen, insbesondere Rillenschienen bekannt, wobei die Vorrichtung eine Fräseinrichtung, vorzugsweise mit einem um die vertikale Achse rotierenden Fräskopf aufweist. Die Kontur des Fräskopfes kann dabei auch der herzustellenden Kontur des Schienenprofils entsprechen. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Bearbeitung entweder manuell oder durch vorprogrammierte Be- wegungsabläufe erfolgt. Es wird nicht die auf dem bestehenden Zustand der Gleisanlage beruhende, optimierte Bahnkurve eines Referenzradprofils ermittelt und flexibel auf unterschiedliche Istzustände reagiert.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit- zustellen, mit dem die Nachteile des Standes der Technik bei der Beurteilung und Bearbeitung der Überlaufgeometrie von Gleisbauteilen gelöst werden.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale des Verfahrens und durch die in Anspruch 2 angegebenen Merkmale der Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird der zweidimensionale Verlauf der Bahnkurve eines mit einem Referenzradprofil versehenen Rades oder Messrolle beim Überrollen des jeweiligen Gleisbauteils in einem raumfesten Koordinatensystem bestimmt und mithilfe einer Datenverarbeitungsanlage hinsichtlich seiner dynamischen Aus- Wirkungen bewertet.

Von Vorteil ist hierbei, dass die Aussagekraft der Prüfung des geometrischen Zustandes durch die erfindungsgemäße Bestimmung der Vertikalbewegung eines das Bauteil überrollenden Rades in einem raumfesten Koordinatensystem und deren anschließende computergestützte Bewertung hochgenau und objek- tiv ist. Dabei wird der gesamte Bereich der konstruktiv bedingten Absenkung und anschließenden Anhebung des Rades (Flügelschienenknick bis K-Punkt) kontinuierlich erfasst und beurteilt. Zudem ist es möglich, auch die Auswirkungen des Querprofilverschleißes von Flügelschiene und/oder Herzstück auf den Radüberlauf zu bestimmen.

Um diese Prüfung vornehmen zu können, ist es also nicht erforderlich, ein dreidimensionales Profil des Gleisbauteils aufwändig zu erfassen und zu analysieren. Es ist für die Instandhaltung völlig ausreichend, die dynamischen Vorgänge beim Überlauf des Rades über das Gleisbauteil zu erfassen und zu analysieren.

Untersuchungen haben gezeigt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der vertikalen Radbewegung und den auftretenden Kräften zwischen Rad und Schiene und damit weiterführend der Bauteilschädigung besteht. Für die Größe der Kräfte sind dabei nicht nur die Amplitude der Vertikalbewegung des Radschwerpunktes, sondern auch der Anstieg und die Krümmung seiner Bahnkurve entscheidend. Daher müssen für diese Größen entsprechende Eingriffsschwellen für die Instandsetzung vorgegeben werden. Die konkrete Festlegung der Eingriffsschwellen wird von zahlreichen Randbedingungen beeinflusst und muss auf der Basis einer technischen und wirtschaftlichen Analyse durch den Infrastrukturbetreiber erfolgen. Als Rahmenparameter hierfür dienen insbesondere die Beanspruchbarkeit des zu bearbeitenden Werkstoffs und die Geschwindigkeit, mit der Schienenverkehrsfahrzeuge die zu bearbeitende Gleisan- läge überfahren.

Anhand dieser Eingriffsschwellen analysiert die Datenverarbeitungsanlage die Möglichkeiten, das Profil der Gleisanlage, das zur gemessenen Ist-Bahnkurve eines Referenzradprofils geführt hat, mithilfe eines materialabtragenden Bearbeitungswerkzeugs zu optimieren. In Abhängigkeit der Rahmenparameter ermit- telt eine Datenverarbeitungsanlage die Toleranzbereiche für die Steigung und die Krümmung der Radabsenkungskurve. Die Datenverarbeitungsanlage ist mit einer Software ausgestattet, mit der sie eine Soll-Bahnkurve für ein dem Referenzradprofil gleichendes Radprofil errechnet, die innerhalb der zuvor ermittelten Toleranzbereiche liegt. Das Ziel ist, durch möglichst wenig Materialabtrag eine hohe Lebensdauer der bearbeiteten Stelle zu gewährleisten. Da jedes Gleisbauteil unterschiedlichen Belastungen unterliegt und i.a. eine eigene charakteristische Radabsenkungskurve aufweist, erfolgt dies für jedes gemessene Gleisbauteil individuell. Ein materialabtragendes Bearbeitungswerkzeug bearbeitet anhand dieser Daten das Gleisbauteil vorzugsweise vollautomatisiert so, dass ein dem Referenzradprofil gleichendes Radprofil auf dem Gleisbauteil eine Bahnkurve beschreibt, die der Soll-Bahnkurve entspricht.

Anspruch 2 beinhaltet eine Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens aus Anspruch 1 .

Hierbei bestimmt ein mit einem Referenzradprofil versehenes Rad oder eine Messrolle beim Überrollen des jeweiligen Gleisbauteils den zweidimensionalen Verlauf der Bahnkurve in einem raumfesten Koordinatensystem. Eine Datenverarbeitungsanlage erfasst die Messwerte und bewertet sie hinsichtlich ihrer dynamischen Auswirkungen.

Von Vorteil ist hierbei, dass die Aussagekraft der Prüfung des geometrischen Zustandes durch die erfindungsgemäße Bestimmung der Vertikalbewegung ei- nes das Bauteil überrollenden Rades in einem raumfesten Koordinatensystem und deren anschließende computergestützte Bewertung hochgenau und objektiv sind. Dabei wird der gesamte Bereich der konstruktiv bedingten Absenkung und anschließenden Anhebung des Rades (Flügelschienenknick bis K-Punkt) kontinuierlich erfasst und beurteilt. Zudem ist es möglich, auch die Auswirkungen des Querprofilverschleißes von Flügelschiene und/oder Herzstück auf den Radüberlauf zu bestimmen.

Um diese Prüfung vornehmen zu können, ist es also nicht erforderlich, ein dreidimensionales Profil des Gleisbauteils aufwändig zu erfassen und zu analysie- ren. Es ist für die Instandhaltung völlig ausreichend, die dynamischen Vorgänge beim Überlauf des Rades über das Gleisbauteil zu erfassen und zu analysieren.

Untersuchungen haben gezeigt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen der vertikalen Radbewegung und den auftretenden Kräften zwischen Rad und Schiene und damit weiterführend der Bauteilschädigung besteht. Für die Größe der Kräfte sind dabei nicht nur die Amplitude der Vertikalbewegung des Radschwerpunktes, sondern auch der Anstieg und die Krümmung seiner Bahnkurve entscheidend. Daher sind in der Datenverarbeitungsanlage für diese Größen entsprechende Eingriffsschwellen für die Instandsetzung vorgegeben. Die konkrete Festlegung der Eingriffsschwellen wird von zahlreichen Randbedingungen beeinflusst und erfolgt auf der Basis einer technischen und wirtschaftlichen Analyse durch den Infrastrukturbetreiber.

Anhand dieser Eingriffsschwellen analysiert die Datenverarbeitungsanlage die Möglichkeiten, das Profil der Gleisanlage, das zur gemessenen Ist-Bahnkurve eines Referenzradprofils geführt hat, mithilfe eines materialabtragenden Bear- beitungswerkzeugs zu optimieren. Als Rahmenparameter hierfür dienen insbesondere die Beanspruchbarkeit des zu bearbeitenden Werkstoffs und die Geschwindigkeit, mit der Schienenverkehrsfahrzeuge die zu bearbeitende Gleisanlage überfahren. In Abhängigkeit der Rahmenparameter ermittelt die Datenverarbeitungsanlage die Toleranzbereiche für die Steigung und die Krümmung der Radabsenkungskurve. Die Datenverarbeitungsanlage errechnet eine Soll- Bahnkurve für ein dem Referenzradprofil gleichendes Radprofil, die innerhalb der zuvor ermittelten Toleranzbereiche liegt. Weiterhin muss ein möglichst sanfter Übergang zwischen dem bearbeiteten und dem unbearbeiteten Abschnitt des Gleisbauteils gewährleistet sein. Hierfür ist es vorteilhaft, den An- schluss der Sollbahnkurve an die Übergangsstelle zur Ist-Bahnkurve tangential zu gestalten. Das Ziel ist, durch möglichst wenig Materialabtrag eine hohe Lebensdauer der bearbeiteten Stelle zu gewährleisten. Da jedes Gleisbauteil un- terschiedlichen Belastungen unterliegt und i.a. eine eigene charakteristische Radabsenkungskurve aufweist, erfolgt dies für jedes gemessene Gleisbauteil individuell.

Die Vorrichtung enthält neben der Messeinrichtung, die den Verlauf einer Bahnkurve eines mit einem Referenzradprofil versehenen Rades beim Überrollen des jeweiligen Gleisbauteils in einem raumfesten Koordinatensystem ermittelt, noch ein materialabtragendes Bearbeitungswerkzeug, das so geformt ist, dass es bei der vorzugsweise vollautomatisierten Bearbeitung des Gleisbauteils das Material in Form eines vorgegebenen Profils abträgt. Dies erfolgt in der Form, dass ein dem Referenzradprofil gleichendes Radprofil nach der Bearbeitung auf dem Gleisbauteil eine Bahnkurve beschreibt, die der Soll-Bahnkurve entspricht. Dadurch wird es möglich, dass zur Bearbeitung des Gleisbauteils lediglich die gewünschte Bahnkurve des gewählten Referenzradprofils berücksichtigt werden muss. Das Verfahren und die Vorrichtung sind dadurch unab- hängig von der detaillierten Profilstruktur des Gleisbauteils, da nur die Wechselwirkung zwischen dem Referenzradprofil und dem Gleisbauteil eine Rolle spielt. Es ist deshalb nicht erforderlich, das Ist-Profil des Gleisbauteils exakt zu bestimmen.

Ist der materialabtragende Teil des Bearbeitungswerkzeugs so beschaffen, dass er automatisch ein zur gewünschten Form des gewählten Referenzradprofils passendes Profil in das Gleisbauteil einarbeitet, muss er nur gemäß der ermittelten Soll-Bahnkurve des Referenzradprofils über das Gleisbauteil geführt werden. Dies wird erreicht, indem das Bearbeitungswerkzeug innerhalb einer als Bezugsrahmen dienenden Basiseinheit in einem raumfesten Koordinaten- System derart über das Gleisbauteil geführt wird, dass es während der materialabtragenden Bearbeitung der ermittelten Soll-Bahnkurve folgt. Das raumfeste Koordinatensystem ist dabei vorzugsweise dasselbe wie das während der Messung der Ist-Bahnkurve benutzte. Hierfür ist es vorteilhaft, sowohl die Messeinrichtung als auch das materialabtragende Bearbeitungswerkzeug in einem ge- meinsamen Bezugsrahmen zu installieren. Es ist aber auch möglich, die Messeinrichtung und das Bearbeitungswerkzeug unabhängig voneinander zu verwenden. In diesem Fall muss das Datenverarbeitungssystem eine Koordinatentransformation zwischen dem Mess- und dem Bearbeitungskoordinatensystem durchführen. Hierzu müssen Referenzpunkte außerhalb der Mess- und Bearei- tungsvorrichtung festgelegt und vermessen werden. Nach Anspruch 3 ist das Bearbeitungswerkzeug eine Fräsmaschine. Sie besitzt gegenüber Schleifmaschinen den Vorteil, dass der Fräskopf in einer Form ausgewählt werden kann, die bereits dem gewünschten Profil für das Gleisbauteil entspricht. Außerdem ist die Oberfläche des bearbeiteten Gleisbauteils ebener als nach dem Schleifvorgang. Die Fräsmaschine muss in ihren Freiheitsgraden so beweglich sein, dass gewährleistet ist, dass der Fräskopf der räumlichen Bahnkurve, die durch die Soll-Bahnkurve vorgegeben wird, exakt folgen kann. Idealerweise ist die Fräsmaschine so ausgerichtet, dass der Fräskopf während seiner Vorschubbewegung nur vertikal ausgelenkt werden muss.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels dreier Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Beurteilung der Überlaufgeometrie einer Weiche mittels einer Messrolle in Draufsicht; wird die Messrolle durch den ähnlich aussehenden Fräskopf ersetzt, gilt die Figur auch als schematische Darstellung des Fräsvorgangs.

Fig. 2 zeigt schematisch die Messrolle am zu bearbeitenden Gleisbauteil als vertikales Schnittbild.

Fig. 3 zeigt beispielhaft einen gemessenen Verlauf einer Radabsenkung bei einem verschlissenen Herzstück (durchgezogene Linie), zusammen mit einer berechneten Soll-Bahnkurve (gestrichelte Linie).

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel betrifft eine direkte mechanische Abtastung der Geometrie des Gleises während des Messvorgangs. Ge- mäß Fig. 1 und Fig. 2 wird eine in einer parallel zur Gleisebene ausgerichteten Messbasis 2 vertikal und horizontal bewegliche Messrolle 1 mit der Form des Referenzradprofils über den Bereich der möglichen vertikalen Absenkung 3, z.B. im Überlaufbereich eines Weichenherzstückes geführt. Die Bahnkurve, d.h. der Absenkungsverlauf der Messrolle 1 über dem Rollweg 4 wird dabei kontinu- ierlich erfasst, (s. Fig. 3, durchgezogene Linie 9) und im Anschluss mit Hilfe einer Auswertesoftware in einer Datenverarbeitungsanlage bewertet. Bei großen erforderlichen Stützweiten ist ggf. eine Möglichkeit zur Kompensation der Durchbiegung der Messbasis 2 vorzusehen (z.B. eine„optische Sehne"). Die Messbasis 2 dient dabei als Referenz für ein raumfestes dreidimensionales Ko- ordinatensystem, innerhalb dessen die Bahnkurve 9 beschrieben wird. Eine Software in einer Datenverarbeitungsanlage analysiert nun, ob es erforderlich ist und, wenn ja, ob es möglich ist, den Überlaufbereich der Weiche durch Materialabtragung innerhalb vorgegebener Toleranzen 1 1 zu optimieren. Liegt beispielsweise eine zu starke Krümmung 16 der Radabsenkungskurve an ihrem tiefsten Punkt vor (s. Figur 3), so muss rechts und links von diesem Punkt so viel Material abgetragen werden, dass die Krümmung 15 innerhalb eines Toleranzbereiches 13 zu liegen kommt. Dabei ist die Steigung der Kurve 13, bzw. 14 links und rechts vom tiefsten Punkt ebenfalls zu berücksichtigen. Damit ein Rad bei der Überfahrt nicht den Kontakt zum Gleisbauteil verliert, darf die Steigung 13 im abfallenden Bereich nicht zu stark ausgeprägt sein. In ähnlicher Weise darf auf der rechten Seite der Kurve, im ansteigenden Bereich die Steigung 13 ebenfalls nicht zu stark ausfallen, weil sonst die dynamische Belastung des Gleisbauteils bei der Überfahrt eines Zuges zu hoch wird.

Weiterhin muss die Sollbahnkurve 12 so gestaltet sein, dass ein tangentialer Anschluss 10 an die vorhandene Bahnkurve 9 gewährleistet ist.

Außerdem muss nach der Bearbeitung des Gleisbauteils noch genügend Material vorhanden sein, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Da die Wechselwirkung zwischen Rad und Gleisbauteil einerseits abhängig ist von dynamischen Parametern wie z.B. der Geschwindigkeit und des Gewichts der über das Gleisbauteil fahrenden Züge und andererseits die mechanische Belastbarkeit des Materials u.a. vom verwendeten Werkstoff abhängig ist, müssen all diese Parameter zur Bestimmung einer individuellen, optimalen Soll-Bahnkurve 12 miteinbezogen werden. Deshalb ermittelt eine Software die optimierte Soll- Bahnkurve 12, die ein Rad mit einem zum Referenzradprofil der Messrolle 1 entsprechenden Radprofil durchlaufen soll, wenn es den Überlaufbereich der Weiche passiert. Die Steuerungseinheit eines Bearbeitungswerkzeugs verwendet nun die Daten der gemessenen Bahnkurve 9. Innerhalb des durch die Messbasis 2 zuvor definierten Koordinatensystems wird ein Fräskopf 1 , dessen Form zu dem gewünschten Referenzradprofil passend gewählt ist, von dem Be- arbeitungswerkzeug, der optimierten Soll-Bahnkurve 12 folgend, über den Überlaufbereich der Weiche geführt. Überall da, wo der Fräskopf auf das Gleis trifft, trägt er entsprechend Material ab, so dass nach dem Bearbeitungsvorgang ein Rad mit dem entsprechenden Radprofil gemäß der Soll-Bahnkurve 12 den Überlaufbereich der Weiche überfährt.

Falls die Messung des Gleisbauteils ergibt, dass es zwar erforderlich sei das Gleisbauteil zu bearbeiten, die Auswertesoftware in der Datenverarbeitungsanlage jedoch berechnet, dass es, z.B. wegen fortgeschrittenen Verschleißes, nicht möglich ist, durch Materialabtragung eine tolerierbare Soll-Bahnkurve herzustellen, müsste das Gleisbauteil durch Aufschweißen eines Belages vor der weiteren Bearbeitung vorbereitet werden. Hierfür berechnet die Software, an welchen Stellen der Weiche wieviel Material jeweils auf das Gleisbauteil aufge- schweißt werden muss. Nach dem Aufschweißen wird wie oben beschrieben erneut verfahren.

Ein zweites Ausführungsbeispiel betrifft den Fall, dass die Koordinatensysteme der Messbasis nicht notwendigerweise mit dem Koordinatensystem des Bearbeitungswerkzeugs übereinstimmen. Dabei muss die Lage der Koordinatensys- teme zueinander in einem gemeinsamen raumfesten Bezugssystem angegeben werden. Dies kann z.B. durch einen parallel zur Gleisebene ausgerichteten Messrahmen sichergestellt werden. Weiterhin kann der feste Raumbezug beispielsweise durch die Kombination der Profilmesstechnik bzw. des Bearbeitungswerkzeugs jeweils mit einem Inertialsystem (Kreiselplattform) hergestellt werden. Dabei wird die Lage des sich bewegenden Messsystems bzw. Bearbeitungswerkzeugs im Raum kontinuierlich bestimmt und aufgezeichnet. Mit Hilfe dieser Informationen wird gewährleistet, dass die beiden Koordinatensysteme korrekt ineinander transformiert werden können.

Bezugszeichenliste

1 Messrolle bzw. Fräskopf

2 Messbasis

3 Bereich der vertikalen Absenkung

4 Rollweg

5 Bewegungsrichtung der Auslenkung der Messrolle

6 Flügelschiene

7 Herzstück-Spitze

8 Flügelschiene

9 Bahnkurve für verschlissenes Herzstück

10 Tangentialer Anschluss

1 1 Tolerierbarer Materialabtrag

12 Optimierte Soll-Bahnkurve

13 steilste Anstiege - optimiert

14 steilste Anstiege - verschlissen

15 max. Krümmung - optimiert

16 max. Krümmung - verschlissen

17 maximale Absenkung

18 in Richtung Flügelschienenknick

19 in Richtung K-Punkt

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zur Profilierung einer Überlaufgeometrie von Gleisbauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Verlauf einer Bahnkurve eines mit einem Referenzradprofil versehenen Rades beim Überrollen des jeweiligen Gleisbauteils in einem raumfesten Koordinatensystem ermittelt und mithilfe einer Datenverarbeitungsanlage hinsichtlich seiner dynamischen Auswirkungen bewertet wird, - mithilfe der Datenverarbeitungsanlage eine auf der gemessenen

Bahnkurve basierende, optimierte Soll-Bahnkurve ermittelt wird, die im Rahmen tolerierbarer Materialabtragung von dem Gleisbauteil erreicht werden kann, von einem materialabtragenden Bearbeitungswerkzeug mit diesen Daten das Gleisbauteil automatisiert so bearbeitet wird, dass ein dem

Referenzradprofil gleichendes Radprofil auf dem Gleisbauteil eine Bahnkurve beschreibt, die der Soll-Bahnkurve entspricht.

2. Vorrichtung zur Profilierung einer Überlaufgeometrie von Gleisbauteilen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass - ein Messsystem den Verlauf einer Bahnkurve eines mit einem Referenzradprofil versehenen Rades beim Überrollen des jeweiligen Gleisbauteils in einem raumfesten Koordinatensystem ermittelt und mithilfe einer Datenverarbeitungsanlage hinsichtlich seiner dynamischen Auswirkungen bewertet, - eine Datenverarbeitungsanlage eine auf der gemessenen Bahnkurve basierende, optimierte Soll-Bahnkurve ermittelt, die im Rahmen tolerierbarer Materialabtragung von dem Gleisbauteil erreicht werden kann,

- ein materialabtragendes Bearbeitungswerkzeug so geformt ist, dass es beim Bearbeiten des Gleisbauteils das Material in einer zu einem vorgegebenen Radprofil passenden Form abträgt, so dass das Bearbeitungswerkzeug innerhalb einer als Bezugsrahmen dienenden Ba- siseinheit in einem raumfesten Koordinatensystem derart über das Gleisbauteil geführt wird, dass es während der materialabtragenden Bearbeitung der ermittelten Soll-Bahnkurve folgt.

3. Vorrichtung zur Profilierung einer Überlaufgeometrie von Gleisbauteilen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug eine Fräsmaschine ist.