[0001] Die Erfindung betrifft eine Schotterplaniermaschine mit einem auf Schienenfahrwerken
verfahrbaren Maschinenrahmen, dem ein durch Antriebe relativ zum Maschinenrahmen verstellbarer
Schotterpflug zur Einschotterung eines Gleises sowie eine Steuereinrichtung zugeordnet
ist, sowie ein Verfahren zum Einschottern eines Gleises.
[0002] Eine derartige Schotterplaniermaschine ist beispielsweise durch US 5 094 018 bekannt,
wobei der Schotterpflug aus einem oberhalb der Schwellen positionierten Mittelpflug
und jeweils seitlich davon im Bereich der Schotterbettflanken angeordneten Flanken
pflügen gebildet ist. Derartige Schotterplaniermaschinen dienen zur vorschriftsmäßigen
Einschotterung eines Gleises, wobei gegebenenfalls vorhandenen Gleisabschnitten mit
Schottermangel über einen Schottersilo neuer Schotter zugeführt werden kann.
[0003] Weiters ist durch US 4 986 189 eine Maschine zum Unterstopfen eines Gleises bekannt,
wobei die Stopfwerkzeuge zur Umgehung von Stopfhindernissen, insbesondere in Weichenabschnitten,
quer zur Maschinenlängsrichtung verschwenkbar ausgebildet sind. In Arbeitsrichtung
vor der Maschine befindet sich eine aus einer Vielzahl von in Maschinenquerrichtung
nebeneinander angeordneten Sensoren gebildete Abtasteinrichtung. Diese steht über
eine Steuereinrichtung mit Antrieben zur Höhenverstellung des Stopfaggregates sowie
zur Verschwenkung der Stopfwerkzeuge in Verbindung. Sobald durch die Abtasteinrichtung
ein Stopfhindernis eruiert wird, erfolgt zeitversetzt eine Beaufschlagung des entsprechenden
Antriebes beispielsweise zur Verschwenkung des über dem Stopfhindernis befindlichen
Stopfwerkzeuges. Auf diese Weise kann trotz des Stopfhindernisses das Stopfaggregat
mit den restlichen Stopfwerkzeugen zur Unterstopfung des Gleises abgesenkt werden.
Die jeweilige Position der Stopfwerkzeuge wird durch entsprechende Positionsgeber
registriert.
[0004] Desweiteren sind noch beispielsweise durch US 3 705 772, EP 0 487 465 A1 und US 4
179 216 gleisverfahrbare Maschinen bekannt, die zur Abtastung des Lichtraumprofiles
mit einer berührungslosen Abtasteinrichtung ausgestattet sind.
[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer gattungsgemäßen
Schotterplaniermaschine, mit der eine gleichmäßigere Einschotterung des Gleises durchführbar
ist.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der eingangs beschriebenen Schotterplaniermaschine
dadurch gelöst, daß
a) in Arbeitsrichtung der Schotterplaniermaschine vor dem Schotterpflug eine berührungslose
Abtasteinrichtung zur Erfassung eines normal zur Gleis- bzw. Maschinenlängsrichtung
verlaufenden Schotter-lstprofiles vorgesehen ist,
b) dem Schotterpflug Positionsgeber zur Erfassung einer relativen Lageveränderung
in bezug auf den Maschinenrahmen zugeordnet sind, und
c) der Steuereinrichtung eine Speichereinheit zur Speicherung eines Schotter-Sollprofiles
zugeordnet ist.
[0007] Mit dieser speziellen Merkmalskombination ist es erstmals möglich, den Einschotterungszustand
des Gleises unmittelbar vor dem Pflugeinsatz zu registrieren und anschließend die
Einschotterung unter Erkennung von Gleisabschnitten mit Schottermangel bzw. -überschuß
gezielt durchzuführen. Infolge der Positionsgeber hat die Bedienungsperson jederzeit
die Möglichkeit, die Position des Schotterpfluges in bezug auf das Schotter-lstprofil
sowie das Schotter-Sollprofil beispielsweise auf einem Monitor zu registrieren und
bedarfsweise eine entsprechende Verstellung durchzuführen. Diese Verstellung ist in
vorteilhafter Weise auch mittels eines Computerprogrammes automatisch durchführbar.
[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der Zeichnung.
[0009] Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schotterplaniermaschine mit einem verstellbaren Schotterpflug
zum Einschottern eines Gleises,
Fig. 2 eine Überlagerung eines Schotter-lstprofiles und eines Schotter-Sollprofiles
mit einer vereinfachten Darstellung des Schotterpfluges, und
Fig. 3 einen vereinfachten Vernetzungsplan einer berührungslosen Abtasteinrichtung
zur Erfassung eines Schotter-lstprofiles.
[0010] Eine in Fig. 1 dargestellte Schotterplaniermaschine 1, auch als Schotterpflug bezeichnet,
weist einen auf Schienenfahrwerken 2 abgestützten Maschinenrahmen 3 auf und ist auf
einem aus Schienen 4 und Schwellen 5 gebildeten Gleis 6 verfahrbar. Ein Motor 7 dient
zur Beaufschlagung eines Fahrantriebes 8 sowie verschiedener weiterer Antriebe.
[0011] Auf dem Maschinenrahmen 3 befindet sich ein Schotterspeicher 9, der anstelle einer
Bodenfläche ein in Maschinenlängsrichtung verlaufendes, durch einen Antrieb 10 in
Bewegung versetzbares Bodenförderband 11 aufweist. Am hinteren Maschinenende befindet
sich eine durch einen Antrieb 12 höhenverstellbare sowie durch einen weiteren Antrieb
13 in Rotation versetzbare Kehrbürste 14. Durch diese kann überschüssiger Schotter
vom Gleis 6 über ein Förderband 15 in den Schotterspeicher 9 eingebracht werden. Am
bezüglich der Arbeitsrichtung (Pfeil 16) der Maschine 1 vorderen Ende des Schotterspeichers
9 ist jeweils pro Schiene 4 eine Auslaßöffnung 17 mit einem Antrieb 18 zur Steuerung
der Schotterauslaßmenge vorgesehen.
[0012] Zwischen den beiden Schienenfahrwerken 2 befindet sich ein durch Antriebe 19 höhenverstellbarer
Schotterpflug 20 zum Einschottern des Gleises 6. Dieser Schotterpflug 20 setzt sich
beispielsweise aus einem bezüglich der Maschinenquerrichtung mittig angeordneten Mittelpflug
21 und jeweils seitlich von diesem positionierten Flankenpflügen 22 zusammen. Der
schematisch auch in Fig. 2 ersichtliche Mittelpflug 21 weist Schienentunnels 23 zur
Abdeckung der Schienen 4 auf und dient zur Einschotterung der Schwellen 5. Der zwischen
den Schienen 4 befindliche Abschnitt des Mittelpfluges 21 weist x-förmig angeordnete
und durch einzelne Antriebe unabhängig voneinander höhenverstellbare Schotterleitplatten
24 auf, wie sie beispielsweise durch das US-Patent 4 249 325 zur wahlweisen Umleitung
der Schotterströme bekannt sind. Zur Erfassung einer relativen Lageveränderung des
Schotterpfluges 20 in bezug auf den Maschinenrahmen 3 sind, beispielsweise als Seilzugpotentiometer
ausgebildete, Positionsgeber 25 vorgesehen. Jeder zum Pflügen einer Schotterbettflanke
26 (Fig. 2) einer Schotterbettung 41 vorgesehene Flankenpflug 22 weist zusätzliche
Antriebe 27 zur Verstellung der Winkellage in bezug auf die Schotterbettflanke 26
auf. Zur Erfassung eines Flankenwinkels α ist jeweils ein Winkelmesser 28 als Positionsgeber
25 vorgesehen.
[0013] Am vorderen Ende der Maschine 1, also in Arbeitsrichtung vor dem Schotterpflug 20,
befindet sich eine berührungslos wirkende Abtasteinrichtung 29 zur Erfassung eines
normal zur Gleis- bzw. Maschinenlängsrichtung verlaufenden Schotter-lstprofiles 30
(Fig. 2) der Schotterbettung 41. In Arbeitsrichtung der Maschine 1 hinter dem Schotterpflug
20 ist eine weitere derartige Abtasteinrichtung 29 zur Erfassung des Schotter-lstprofiles
30 vorgesehen.
[0014] Die Abtasteinrichtung 29 kann beispielsweise durch einen Laserscanner gebildet sein,
der seine Umgebung zweidimensional abtastet und nach dem Prinzip der Pulslaufzeitmessung
arbeitet. Dazu wird ein gepulster Laserstrahl ausgesendet. Trifft der Laserimpuls
auf ein Objekt bzw. Schotterkorn, wird er reflektiert und im Empfänger der Abtasteinrichtung
29 registriert. Die Zeit vom Aussenden bis zum Empfangen des Impulses ist direkt proportional
zur Entfernung zwischen Abtasteinrichtung 29 und Objekt (Lichtlaufzeit). Durch einen
internen Drehspiegel wird der gepulste Laserstrahl abgelenkt und damit die Umgebung
fächerförmig abgetastet. Aus der Abfolge der empfangenen Impulse wird die Kontur des
Objektes berechnet. Die Meßdaten stehen dabei in Echtzeit zur Verfügung.
[0015] Wie insbesonders in Fig. 3 ersichtlich, stehen beide Abtasteinrichtungen 29, die
Antriebe 19,27 des Schotterpfluges 20 sowie dessen Positionsgeber 25 mit einer Steuereinrichtung
31 in Verbindung. Dieser ist eine Speichereinheit 32 zur Speicherung eines Schotter-Sollprofiles
33 (s. strichpunktierte Linie in Fig. 2) zugeordnet. Außerdem stehen noch folgende
Einrichtungen mit der Steuereinrichtung 31 in Verbindung: Weggeber 34, Monitor 35,
Tastatur 36, Drucker 37 sowie eine optische und/oder akustische Warneinrichtung 38.
[0016] Der Steuereinrichtung 31 ist außerdem eine Differenzbildungseinheit 39 zum Erfassen
der Differenz zwischen Schotter-lstprofil 30 und Schotter-Sollprofil 33 zugeordnet.
Ein Computerprogramm 40 dient zur Ermittlung der in Relation zu den Schottermengenabweichungen
optimalen Lage und automatischen Verstellung des Schotterpfluges 20.
[0017] Im Arbeitseinsatz der Schotterplaniermaschine 1 wird unmittelbar vor der Einschotterung
mit Hilfe der vorderen Abtasteinrichtung 29 das Schotter-lstprofil 30 abgetastet und
in einem Schieberegister zwischengespeichert. Sobald durch den Weggeber 34 eine der
Distanz zwischen der vorderen Abtasteinrichtung 29 und dem Schotterpflug 20 entsprechende
Impulsanzahl abgegeben wird, erfolgt die Weitergabe des gespeicherten Schotter-lstprofiles
30 an den Monitor 35. Dort erfolgt unter Bezugnahme auf die Schienenoberkante als
gemeinsamen Bezugspunkt eine Überlagerung mit dem gespeicherten Schotter-Sollprofil
33 (s. Fig. 2). Parallel dazu wird auf dem Monitor 35 die durch die Positionsgeber
25 registrierte aktuelle Lage des Mittelpfluges 21 und der beiden Flankenpflüge 22
in bezug auf die Schotterbettung 41 angezeigt. Nun besteht die Möglichkeit, daß die
Bedienungsperson die Winkeleinstellung der Flankenpflüge 22, die Höheneinstellung
des gesamten Schotterpfluges 20 bzw. die entsprechende Positionierung der Schotterleitplatten
24 entsprechend der optisch erkennbaren Differenz zwischen dem Schotter-lstprofil
30 und dem Schotter-Sollprofil 33 händisch steuert, um eine optimal gleichmäßige Einschotterung
zu erzielen. Alternativ dazu besteht aber auch die Möglichkeit, diese Steuerung automatisch
mit Hilfe eines Computerprogrammes 40 durchzuführen.
[0018] Sollte beispielsweise durch die Differenzbildungseinheit 39 ein Schotterüberschuß
auf der rechten Schotterbettflanke festgestellt werden, kann durch automatische Steuerung
der beiden Flankenpflüge 22 sowie der Schotterleitplatten 24 eine permanente Umleitung
des Schotterüberschusses von der rechten auf die linke Schotterbettflanke erfolgen.
Durch die Messung des mit der Maschine 1 zurückgelegten Weges durch den Weggeber 34
kann auch kontinuierlich die fehlende bzw. die überschüssige Schottermenge errechnet
werden. Zu diesem Zweck wird die durch die Differenzbildungseinheit 39 ermittelte
Differenzfläche zwischen Schotter-lstprofil 30 und dem Schotter-Sollprofil 33 gebildet
und mit dem zurückgelegten gemessenen Weg multipliziert. Für den Fall, daß dabei eine
Toleranzgrenze an Schottermangel überschritten wird, kann automatisch der Antrieb
18 zur Öffnung der Auslaßöffnung 17 des Schotterspeichers 9 aktiviert werden. Damit
erfolgt eine entsprechende bedarfsweise Zuführung von zusätzlichem Schotter auf die
linke und/oder rechte Gleishälfte.
[0019] Da die Registrierung des Schotterbettprofiles in Arbeitsrichtung vor dem Schotterpflug
20 stattfindet, können auch durch die Messung registrierte Hindernisse, wie z.B. Fahrleitungsmasten,
Steuereinheiten von Weichen, Stromschienen usw., registriert werden und automatisch
eine entsprechende Höhenverstellung des im Bereich des Hindernisses befindlichen Pflugteiles
oder der Kehrbürste 14 erfolgen.
[0020] Mit der hinteren Abtasteinrichtung 29 besteht die Möglichkeit, die durch den Arbeitseinsatz
des Schotterpfluges 20 tatsächlich durchgeführte Einschotterung des Gleises 6 zu registrieren,
indem das nach dem Arbeitseinsatz der Maschine 1 vorliegende Schotter-lstprofil 30
abgetastet und in der beschriebenen Art und Weise mit dem gespeicherten Schotter-Sollprofil
33 verglichen wird. Das Resultat kann zweckmäßigerweise durch einen Drucker 37 dokumentiert
werden. Dabei ist in vorteilhafter Weise auch eine Bilanz über Schottermangel oder
-überschuß aufstellbar.
1. Schotterplaniermaschine (1) mit einem auf Schienenfahrwerken (2) verfahrbaren Maschinenrahmen
(3), dem ein durch Antriebe (19) relativ zum Maschinenrahmen (3) verstellbarer Schotterpflug
(20) zur Einschotterung eines Gleises (6) sowie eine Steuereinrichtung (31) zugeordnet
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) in Arbeitsrichtung der Schotterplaniermaschine (1) vor dem Schotterpflug (20) eine
berührungslose Abtasteinrichtung (29) zur Erfassung eines normal zur Gleis- bzw. Maschinenlängsrichtung
verlaufenden Schotter-lstprofiles (30) vorgesehen ist,
b) dem Schotterpflug (20) Positionsgeber (25) zur Erfassung einer relativen Lageveränderung
in bezug auf den Maschinenrahmen (3) zugeordnet sind, und
c) der Steuereinrichtung (31) eine Speichereinheit (32) zur Speicherung eines Schotter-Sollprofiles
(33) zugeordnet ist.
2. Schotterplaniermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung
(31) ein Monitor (35) zur Anzeige des durch die Abtasteinrichtung (29) erfaßten Schotter-lstprofiles
(30) und des diesem überlagerten Schotter-Sollprofiles (33) sowie der in bezug auf
das Schotter-lstprofil (30) aktuellen Position des Schotterpfluges (20) zugeordnet
ist.
3. Schotterplaniermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit
einem Weggeber (34) verbundenen Steuereinrichtung (31) eine Differenzbildungseinheit
(39) zum Erfassen der als Schottermangel bzw. -überschuß wirksamen Differenz zwischen
Schotter-lstprofil (30) und Schotter-Sollprofil (33) zugeordnet ist, und daß ein Computerprogramm
(40) zur Ermittlung der in Relation zu den Schottermengenabweichungen optimalen Lage
des Schotterpfluges (20) vorgesehen ist.
4. Schotterplaniermaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schotterpflug (20) aus einem bezüglich der Maschinenquerrichtung mittig angeordneten
Mittelpflug (21) und einem jeweils seitlich von diesem positionierten Flankenpflug
(22) gebildet ist, dem als Positionsgeber (25) jeweils ein Winkelmesser (28) zur Erfassung
eines Flankenwinkels (α) zugeordnet ist.
5. Schotterplaniermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein einer Auslaßöffnung (17) eines Schotterspeichers (9) zugeordneter Antrieb
(18) für einen Schotterauslaß von der Steuereinrichtung (31) in Abhängigkeit von der
in der Differenzbildungseinheit (39) ermittelten Schottermengenabweichung beaufschlagbar
ist.
6. Schotterplaniermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß in Arbeitsrichtung der Maschine (1) hinter dem Schotterpflug (20) eine zweite
Abtasteinrichtung (29) zur Erfassung des Schotter-lstprofiles (30) sowie eine Differenzbildungseinheit
(39) zur Erfassung einer gegebenenfalls vorhandenen Abweichung vom Schotter-Sollprofil
(33) vorgesehen ist.
7. Verfahren zum Einschottern eines Gleises durch einen Schotter- bzw. Flankenpflug (20,22),
dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der Einschotterung das Schotter-lstprofil
(30) der Schotterbettung (41) berührungslos abgetastet und permanent mit einem Schotter-Sollprofil
(33) der Schotterbettung (41) verglichen und der Schotter- bzw. Flankenpflug (20,22)
in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den beiden Querschnittsprofilen gesteuert
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schotter-lstprofil (30)
der Schotterbettung (41) zusätzlich unmittelbar nach der Einschotterung abgetastet
und mit dem Schotter-Sollprofil (33) verglichen wird.