DE3235453A1

DE3235453A1 - Gleisbehandlungsmaschine

Info

Publication number: DE3235453A1
Application number: DE19823235453
Authority: DE
Inventors: André 1023 Crissier Jaquet
Original assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Current assignee: Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority date: 1981-09-25
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1983-04-21
Also published as: GB2107049B; ES516702A0; ES8400525A1; IT8268132A0; IT1155944B; ATA534281A; FR2513674A1; CA1203123A; FR2513674B1; JPS5891203A; GB2107049A; AT379179B; CH643618A5; US4538061A; DE3235453C2

Description

Bezeichnung: Gleisbehandlungsmaschine

Beschreibung.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Gleisbehandlungsmaschine, beispielsweise einer Gleisstopfmaschine oder einer Gleisreinigungsmaschine, die mit einer Vorrichtung zum Verschieben des Gleises ausgerüstet ist, bei der mindestens ein Organ zum Einstellen der Verschiebungen mindestens eines Werkzeuges einer Vorrichtung zum Ermitteln der geometrischen Fehler des Gleises zugeordnet ist, um eine automatische Korrektur dieser Fehler beim jeweiligen Arbeits-Vorschub der Maschine zu ermöglichen.

Die Vorrichtung zum Ermitteln der Fehler weist, wie bei den bekannten Stopfmaschinen, zum Abtasten einer Schiene mindestens eine Serie von drei in Abständen hintereinander angeordneten Tastern auf, mit denen - in dieser Reihenfolge - jeweils ein Lichtstrahlensender mit punktförmiger Lichtquelle, ein Schirm zum Abdecken eines Teils dieser Strahlen, der mindestens zwei parallele Begrenzungskanten aufweist, sowie ein Empfänger, verbunden sind, der mindestens eine Gruppe von zwei lichtempfindlichen Elementen besitzt, die im Abstand voneinander in einer Senkrechten zu den beiden Kanten des Schirms liegen, wobei der durch Verschiebung des Schirmes in der Senkrechten zu den beiden Schirmkanten bewirkte Bestrahlungsunterschied ein Differentialsignal zum Steuern des Einstellorgans erzeugt, welches repräsentativ ist für die Entfernung der Symmetrieachse der Kanten des Schirmes in bezug auf eine Bezugsebene, die durch die punktförmige Lichtquelle und die Symmetrieachse der lichtempfindlichen Elemente des Empfängers definiert ist.

Bei einer aus der US-PS 3 270 690 bekannten Stopfmaschine, deren Detektorvorrichtung diese Merkmale aufweist, bestehen die beiden lichtempfindlichen Elemente des Empfängers aus zwei Reihen kleiner photoelektrischer Zellen, die je ein unveränderliches

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Signal abgeben, sobaLÜ^ *e*ihe Zbes£*i«mmt.e,* Bestrahlungsstärke erreicht ist. Die beiden Kanten des Schirmes begrenzen in einer gegebenen Richtung eine Öffnung in einer Platte und bilden eine Abdeckung um diese Öffnung, derart, daß der Lichtstrahl, der durch diese Öffnung kalibriert wird, eine gleiche Anzahl kleiner Photozellen des Empfängers in jeder der beiden Reihen beleuchtet, wenn sich die Symmetrieachse dieser beiden Kanten in der vorgenannten Bezugsebene befindet. Wenn sich der Schirm verschiebt, beispielsweise wenn der Taster, mit welchem er verbunden ist, über eine Erhöhung oder eine Vertiefung der Schiene streift, wird das Gleichgewicht der bestrahlten Zellen der beiden Reihen gestört, wobei die Größe dieser Abweichung, d. h. die Differenz der Anzahl der bestrahlten Zellen einer Reihe in bezug auf die andere, proportional zur Amplitude und kennzeichnend für die Richtung des Fehlers der abgetasteten Schiene ist. In dieser Anordnung hat die Verwendung kleiner lichtelektrischer Zellen des Typs "alles oder nichts" den großen Vorteil, daß sie, wenn die Bestrahlungsschwelle überschritten ist, auf Veränderung der Stärke der Bestrahlung nicht ansprechen, welche durch Schwankungen der Umgebungsbeleuchtung und/oder durch ungewollte Veränderungen der Stärke der Lichtquelle, hervorgerufen werden.

Andererseits verursachen die Streuungseffekte an den beiden Kanten des Schirmes keinerlei Fehler des Differentialsignals, wenn die Lichtquelle und die Symmetrieachse der Kanten des Schirmes und der Reihen der Zellen des Empfängers sich in der Bezugsebene befinden, infolge der Symmetrie dieser Effekte auf beiden Seiten dieser Ebene in jeder der beiden Zellenreihen.

Hingegen ist, um eine genügende Präzision gewährleisten zu können, eine große Anzahl von kleinen Zellen erforderlich, da der Zuwachs der ermittelten Fehler hier durch eine Größe dargestellt wird, die proportional zur geometrischen Größe einer dieser Zellen

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isto Aus diesem Grunde ist die Zuverlässigkeit einer solchen Anordnung von einer großen Anzahl von Bauteilen und von deren Qualität abhängig und ihre Präzision ist durch die kleinsten Abmessungen der Zellen des Typs "alles oder nichts", die verwendet oder hergestellt werden können, begrenzt.

Es sind ebenfalls Stopfmaschinen bekannt, bei denen der Detektor auch einen Sender mit punktförmiger Lichtquelle aufweist, einen Empfänger mit zwei im Abstand voneinander angeordneten lichtelektrischen Zellen gleicher Breite, von denen jedoch die eine doppelt so lang ist wie die andere, sowie einen Abdeckschirm mit einer einzigen Begrenzungskante. Diese Elemente sind derart angeordnet, daß wenn die drei abgetasteten Punkte der Schiene ausgerichtet sind, der vom Schirm erzeugte und von der einzigen Kante begrenzte Schatten lediglich die Hälfte der längeren Zelle abdeckt. Auf diese Weise wird also die Hälfte der Fläche der Doppelzelle und die gesamte Fläche der einfachen Zelle bestrahlt. Da diese beiden Zellen ein Signal senden, das proportional zu ihren bestrahlten Flächen und zur Intensität dieser Bestrahlung ist, ist in diesem Fall das resultierende Differentialsignal infolge gleicher Differenzen Null. Dieses Ergebnis bleibt unverändert, unabhängig von Unterschieden in der Bestrahlungsstärke der beiden Zellen. Hingegen nimmt, sobald die Ausrichtung der drei abgetasteten Punkte unterbrochen ist, beispielsweise beim Überstreichen einer Erhöhung oder einer Vertiefung der Schiene, das Differentialsignäl einen bestimmten, von Null verschiedenen Wert an, der trotz der entsprechenden Proportionalität der bestrahlten Flächen der beiden Zellen nicht unbedingt proportional zur Amplitude der Erhöhung oder der Vertiefung ist, infolge der Tatsache, daß der Wert dieses Differentialsignals durch den Wert der Bestrahlungsstärke faktorisiert

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ist, die nur sehr selten konstant ist. Außerdem sind die Lichtbrechungen an der einzigen Kante des Schirmes hier nicht symmetrisch in bezug auf die Nullage der Anordnung, da sie nur auf die Doppelzelle wirken. Jedoch genügt diese Anordnung für die vorgesehene Verwendung zum Korrigieren der geographischen Fehler des Gleises mit Hilfe einer Vorrichtung zum Verschieben mit "alles oder nichts"-Steuerung, für welche nur die Zuverlässigkeit der Nullage wichtig ist und keinerlei präzise Information bezüglich der Amplitude des ermittelten Fehlers verlangt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Erzeugung eines Analogsignals, das proportional zur Amplitude des ermittelten geometrischen Fehlers ist, dessen Präzision innerhalb einer üblichen Verwendung nicht verschlechtert wird durch Veränderung der Bestrahlungsstärke der lichtempfindlichen Elemente und durch Lichtbrechungen an den Kanten des Schirmes, dessen Feinheit durch die Minimalabmessungen der verwendeten lichtempfindlichen Elemente nicht begrenzt ist und dessen Zuverlässigkeit nicht von einer großen Anzahl von Elementen abhängig ist. Mit Hilfe dieses Signals soll eine proportionale Steuerung des Organs für die Verschiebungen des Verschiebewerkzeuges für das Gleis, beispielsweise des Servoventils für die Beaufschlagung einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit für die Betätigung einer Hebezange gewährleistet werden, sowie eine Anzeige der effektiven Amplitude der ermittelten Fehler entlang des Arbeitsweges ermöglicht werden, falls dies gewünscht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Gleisbehandlungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden lichtempfindlichen Elemente zwei Zellen gleicher Abmessungen und elektrischer Eigenschaften sind, welche je mit einer Schaltung für die Verarbeitung ihrer Signale verbunden sind, die ein Ausgangssignal abgibt, das proportional zu der bestrahlten

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Fläche und zur BestfS'hlU'ngss'iärlce is*t, daß die auf den Empfänger projizierten Bilder der beiden Schirmkanten jeweils in der Mitte einer dieser beiden lichtempfindlichen Zellen liegen, wenn die Symmetrieachse dieser beiden Kanten in der Bezugsebene liegt, daß die Schaltungen der beiden Signale der Zelle mit einem Summierer verbunden sind, der ein Differentialsignal zum Steuern des Einstellorgans abgibt, das proportional zur Differenz der durch diese beiden Signale dargestellten Werte ist, daß außerdem eine Detektorschaltung zum Erfassen der Bestrahlungsstärke der beiden Zellen des Empfängers vorgesehen ist, in der mindestens eine lichtempfindliche Zelle integriert ist, die ein Ausgangssignal abgibt, das proportional zu dieser Bestrahlungsstärke ist, und daß der Ausgang dieser Schaltung mit einer Steuerschaltung des Lichtstrahlensenders verbunden ist, die einen Komparator aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang der Detektorschaltung und dessen anderer Eingang mit einem Generator für ein Bezugssignal verbunden ist, das die abgegebene Bestrahlungsstärke darstellt,und dessen Ausgang mit einem Regler für die Energiezufuhr der Lichtquelle des Senders verbunden ist.

Auf diese Weise wird durch die Kombination der geometrischen Anordnung der lichtempfindlichen Zellen und des Schirmes in Bezug auf die Bezugsebene mit der Steuerung des Lichtstrahlensender erreicht, daß das Differentialsignal zur Steuerndes Einstellorgans ausschließlich proportional zur Differenz der« bestrahlten Flächen der beiden lichtempfindlichen Zellen ist, da-die Bestrahlungsstärke, die veränderlich sein könnte, konstant auf einen vorbestimmten Bezugswert gehalten wird. Da die Differenz der bestrahlten Flächen selbst proportional zur Amplitude des ermittelten Fehlers ist, ist das Differentialsignal letztlich ausschließlich proportional zur genannten Amplitude.

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• · ♦

Andererseits bewirkt**die* rel*äti*ve Lage**der auf den Empfänger projizierten Bilder der beiden Schirmkanten in bezug auf die Lage der beiden lichtempfindlichen Zellen, daß die Summe ihrer bestrahlten Fläche eine Konstante ist, welche gleich der Gesamtfläche der einen dieser Zellen ist. Diese Eigenschaft ermöglicht die Verwendung dieser beiden gleichen Zellen in der Schaltung zum Ermitteln ihrer Bestrahlungsstärke.

Diese Möglichkeit, sowie weitere durch die Erfindung erzielbare Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich. An Hand der Zeichnungen werden zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Maschine mit den für beide Ausführungsformen gemeinsamen Elementen,

Fig. 2 ein Schema eines Detektors der ersten Ausführungsform, Fig. 3 ein Detailschema eines Teils dieses Detektors, Fig. 4 und 5 Schemen, wdche das angewendete geometrische Prinzip veranschaulichen und

FIg. 6 ein Schema eines Detektors gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Die in Fig. 1 dargestellte Gleisbehandlungsmaschine ist eine Stopf-Nivellier-Richt-Maschine, deren Fahrgestell 1, von zwei Radsätzen 2 und 3 getragen, auf einem Gleis steht, dessen eine Schiene 4 dargestellt ist.

Diese Maschine weist eine Vorrichtung·5 zum Verschieben des Gleises auf, mit einem Hebewerkzeug 6 zum Anheben der Schiene 4 und mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 7. Eine Stopfvorrichtung 8 für den Schotter, von der ein Stopf-Werkzeugpaar 9 gezeigt ist, ist auf einem in der Höhe verstellbaren Träger 10 angeordnet. Diese beiden Vorrichtungen sind zwischen den beiden Radsätzen 2 und 3 angeordnet. Die für den Vorschub der Maschine

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und zur Betätigung ifrrer· Wer*£ze*üge erfo'rder liehe Leistung wird von einer Energiezentrale 11 geliefert. Ein Bedienungsstand zur Kontrolle und zur Steuerung der Werkzeuge befindet sich in einer zentral'gelegenen Kabine 12, von welcher aus diese Werkzeuge beobachtet werden können. Außerdem ist ein Führerstand in einer vorderen Kabine 13 angeordnet. Die Vorschubrichtung der Maschine ist mit einem Pfeil f angedeutet.

Zur Erinnerung sei erwähnt, daß beim Arbeitsvorschub der Maschine die beiden Schienen mit Hilfe der Verschiebevorrichtung geradegerichtet oder in die gewünschte Krümmung gebracht werden, während das Bett der Schwellen mit Hilfe einer Stopfvorrichtung durch Stopfen des Schotters verfestigt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Vorschub der Maschine, welcher der Anzahl der Schwellen entspricht, die durch diese Vorrichtung gleichzeitig gestopft werden können. Die Verschiebung des Gleises sowohl bei der Nivellierung als auch bei der Ausrichtung, erfolgt automatisch unter Kontrolle einer Vorrichtung zur Ermittlung der Fehler in den Geraden und in den Kurven, der die Organe zum Einstellen der Verschiebewerkzeuge zugeordnet sind, wie beispielsweise ein Servoventil für die Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 7 zur Betätigung der Hebewerkzeuge 6 zwecks Nivellierung der Schiene

Ein Fehlerdetektor für die Nivellierung ist als Beispiel in einer ersten Ausführungsform in Fig. 1 sowie in Fig. 2 dargestellt. Dieser Detektor weist drei Rollentaster 14, 15 und 16 auf, welche hintereinander an drei im Abstand voneinander liegenden Punkten A, B und C auf jeder der Schienen angeordnet sind. Mit diesen Tastern sind in der folgenden Reihenfolge jeweils verbunden ein Sender 17 für Lichtstrahlen mit punktförmiger Lichtquelle, ein Schirm 18 zur Begrenzung eines Teils dieser Strahlen, hier in Form einer undurchsichtigen, rechteckigen Abdeckung, welche in vertikaler Richtung zur Gleisebene im Abstand voneinander zwei

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parallele Begrenzung.sk äftten^lS "und '^p .aufweist, sowie ein Empfänger 21, der zwei lichtelektrische Zellen 22 und 23 mit gleichen Abmessungen und gleichen elektrischen Merkmalen aufweist, die hier rechteckig sind und die senkrecht zu den beiden Begrenzungskanten 19, 20 des Schirmes 18 im Abstand voneinander angeordnet sind.

Die geometrische Anordnung dieser Elemente: Sender, Schirm und Empfänger, wird dimensioneil bestimmt in Abhängigkeit von den Abstanden zwischen dem mittleren Tastpunkt B und den äußeren Punkten A und C derart, daß die projizierten Bilder der beiden Kanten 19 und 20 des Schirmes 18, welche dessen Schatten 24 auf dem Empfänger 21 begrenzen, sich jeweils in der Mitte einer der beiden lichtelektrischen Zellen 22 und 23 befinden, wenn die Symmetrieachse X^ zwischen den beiden Kanten 19, 20 in einer Bezugsebene P liegt, die durch die punktförmige Lichtquelle des Senders 17 und die Symmetrieachse X~ der beiden lichtelektrischen Zellen 22, 23 definiert ist.

Somit ist die Summe der bestrahlten Flächen der beiden Zellen 22 und 23 gleich der Gesamtfläche jeder einzelnen Zelle, da der Schatten des Schirms 18 die halbe Fläche jeder Zelle abdeckt. Diese Summe bleibt konstant, wenn der Schirm 18 sich in vertikaler Richtung zu seinen Kanten 19, 20 nach oben oder nach unten innerhalb der nachfolgend an Hand der Fig. 4 und 5 ausführlicher beschriebenen Grenzen verlagert, da die Höhe des Schirmschattens eine Konstante ist. Andererseits ist die Differenz der bestrahlten Flächen der beiden Zellen 22 und 23 in dieser Lage gleich Null, da sie gleich sind, was kennzeichnend für die Ausrichtung der drei Punkte A, B und C der Schiene 4 -ist, vorausgesetzt, daß die Abstände der punktförmigen Lichtquelle und der beiden Achsen X. und X_ von der Schiene 4 gleich sind. Schließlich ergibt sich aus dieser geometrischen Anordnung, daß unter derselben Bedingung die Differenz der bestrahlten Flächen der beiden Zellen 22 und 23 proportional zur Amplitude des rechtwinklig zum

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Schirm 18 abgetastete-n ^:A:jrsricSit^fehile«-j^*^es Punktes B der Schiene 4 in bezug auf die Gerade A C ist.

Diese Effekte werden nutzbar gemacht zur Erzeugung eines Steuersignals für das Servoventil 25 der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 7 für die Betätigung des Hebewerkzeuges 6, ausgehend von den von den beiden lichtelektrischen Zellen 22 und 23 gesendeten Signalen. Hierzu ist jede dieser beiden Zellen mit einer diese Signale verarbeitenden Schaltung 26 bzw. 27 verbunden, welche ein Signal u bzw. d erzeugt mit einer Gleichspannung, die proportional einerseits zu den bestrahlten Flächen S^ und S₂ und andererseits zur Bestrahlungsstärke E ist, wobei u = k S₁ E und d « k S₂ E ist. Diese beiden Schaltungen 26, 27 sind mit einem Summierer 28 verbunden, der ein Signal erzeugt, das proportional zur Differenz u - d der durch die beiden Signale dargestellten Werte ist, sowie mit einem zweiten Summierer 29, der ein Ausgangssignal S erzeugt, das proportional zur Summe u +.d derselben Werte ist. Dieser zweite Summierer 29 und seine Verbindungen bilden eine Schaltung zur Ermittlung der Unterschiede in der Bestrahlungsstärke der beiden Zellen 22 und 23, da die Summe der bestrahlten Flächen eine Konstante ist. Der Ausgang des Summierers 28 ist mit dem Servoventil 25 für die Beaufschlagung der Kolben-Zylinder- Einheit 7 für.die Betätigung des Hebewerkzeuges 6 verbunden, während der Ausgang des zweiten Summierers 29 mit einer Steuerschaltung des Senders 17 verbunden ist, welche einen Komparator 30 aufweist, dessen einer Eingang mit dem zweiten Summierer 29 und dessen anderer Eingang mit einem Generator 41 für ein Bezugssignal S₀ verbunden ist, das eine Bestrahlungsstärke definiert. Das Ausgangssignal dieses Komparators 30, das einen Überschuß S> S_Q oder ein Manko S^S_Q der Bestrahlung der beiden Zellen 22 und 23 darstellt, ist auf einen Spannungsregler 42 der punktförmigen Lichtquelle des Senders 17 geschaltet.

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Somit ist das Steuersignal "«"--jci jdes Servoventils 25 aus-

schließlich proportional zur Differenz der bestrahlten Flächen S₁ und S₂ der beiden lichtelektrischen Zellen, da die Bestrahlungsstärke dieser beiden Zellen auf einem unveränderlichen Wert gehalten wird, der gleich dem vom Generator 41 angezeigten Bezugswert ist. Diese Konstanz wird mittels der Steuerschaltung des Senders 17 erreicht. Da diese Differenz der Flächen S. - S_ proportional zur Amplitude des im Punkt B ermittelten Ausrichtfehlers ist, ist das fragliche Signal ausschließlich proportional zu dieser Fehleramplitude.

Die Verwendungsbedingungen des Steuersignals u - d sind abhängig von der geometrischen Anordnung und von den Abmessungen der verwendeten lichtelektrischen Zellen. Diese Bedingungen werden in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht.

In Fig. 4 sind sieben mit I bis VII bezeichnete charakteristische Positionen dargestellt, welche entlang des Weges des durch den Schirm 18 auf die beiden Zellen 22 und 23 des Empfängers 21 projizierten Schattens 24 ausgewählt sind und Fig. 5 zeigt die entsprechenden Differenzen des Steuersignals u - d in Abhänigkeit von diesem Weg.

Aus diesen beiden Schemen geht hervor, daß sich die Amplitude der Verschiebung des Schattens 24, der zur Erzeugung des zum ermittelten Fehler proportionalen Fehlersignals dient, von der Position III bis zur Position V über einen Weg I* erstreckt, der gleich der Länge einer Zelle ist, und daß die totale Amplitude der Verschiebung des projizierten Schattens, die für die Erzeugung eines die Lage dieses Schattens in bezug auf die Gleichgewichtsnullage kennzeichnenden Signals verwendbar ist, sich von der Position I bis zur Position VII über eine Strecke t₂ erstreckt, die gleich der Summe einer Zellenlänge plus dem doppelten Zellenabstand ist.

Diese Merkmale sind somit vorzüglich geeignet für die proportionale Steuerung mittels Servoventilen, sowie für die

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Erstellung einer Rückmeldung* übfer**iiiei deleistete Korrekturarbeit, beispielsweise in Form eines Graphen, welcher mit Hilfe eines vom Fehlersignal gesteuerten Schreibgerätes dank der Präzision des Signals entlang des proportionalen Meßweges Z* aufgezeichnet werden kann. Diese Merkmale eignen sich ebenfalls zur Steuerung "alles oder nichts" mit Umschaltung auf mehrere Geschwindigkeiten, oder nur "alles oder nichts", mit dem Vorteil eine Hysteresiszone präzis definieren zu können, wegen des verwendbaren Gesamtweges £„, der durch Änderung des die beiden Zellen trennenden Abstandes leicht den Erfordernissen angepaßt werden kann.

Außerdem ist es möglich, auf einfache Weise Anzeige- oder Alarmschaltungen auszulösen, im Falle einer zu geringen oder zu hohen Totalbestrahlung der beiden Zellen, beispielsweise bei einem plötzlichen Abfall der Senderleistung unter die funktionell erforderliche Grenze oder infolge einer starken Überlagerung von Nebenlichtstrahlen. Auch erfolgt eine solche Auslösung im Falle einer ungenügenden Bestrahlung jeder Zelle im Verhältnis zur Totalbestrahlung der beiden Zellen, dies für besondere Anwendungen, wie beispielsweise eine automatische Begrenzung beim Anheben des Gleises.

Die Mittel zum Auslösen solcher Schaltungen sind mit dünnen Linien in dem Schema der Fig. 2 dargestellt. Sie setzen sich aus vier Kornparatoren 31, 32, 33 und 34 zusammen. Die beiden ersten und 32 sind mit dem Summierer 29 verbunden, der das Ausgangssignal u + d erzeugt, das proportional zur Summe der von den beiden lichtelektrischen Zellen 22, 23 kommenden Signale" ist und die Totalstärke der Bestrahlung der beiden Zellen anzeigt, sowie mit dem Generator 41, der das Bezugssignal S« erzeugt.

Der Komparator 31 erzeugt ein Alarmsignal für die Anzeige einer zu hohen Bestrahlung der beiden Zellen durch Vergleich mit dem Bezugssignal Sq und der Komparator 32 erzeugt ein Alarmsignal zur Anzeige der ungenügenden Bestrahlung in bezug auf dasselbe Bezugssignal Sq.

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Die beiden andejrerTKombai-aTi&refri 133* und 34 besitzen einen ersten Eingang, der mit dem Summierer 29 verbunden ist, der das Signal u + d erzeugt, sowie einen zweiten Eingang, der bei dem Komparator 33 mit der Schaltung 26 verbunden ist, welche das von der Zelle 22 kommende Signal u weiterleitet, und bei dem Komparator 34 an die Schaltung 27 angeschlossen ist, die das von der Zelle 23 kommende Signal d weiterleitet.

Diese beiden Komparatoren 33 und 34 dienen dazu, durch Abwägen des Eingangssignals u + d und durch Vergleich dieses abgewogenen Signals k (u + d) mit dem anderen Eingangssignal u bzw. d, ein Ausgangssignal u<:k (u + d) bzw. d<^k (u + d) zu liefern, das eine ungenügende Bestrahlung jeder Zelle 22 und 23 im Verhältnis zur Totalbestrahlung dieser beiden Zellen anzeigt.

Die Ausbildung der Lichtquelle des Senders 17 kann beliebig sein. Um jedoch ein Maximum der Vorteile der Erfindung bezüglich einer von Veränderungen der Bestrahlung der lichtelektrischen Zellen unabhängigen Messung zu erhalten, ist es von Vorteil, den Sender 17 mit einer punktförmigen Lichtquelle zu versehen, die aus einer Diode zum Senden von Infrarot-Strahlen besteht, die elektronisch auf eine hohe Frequenz moduliert sind, derart, daß die bestmögliche Unterscheidung von Umgebungs-Nebenlicht, insbesondere von dem Sonnenlicht, erreicht wird.

In diesem Fall, der in Fig. 3 veranschaulicht ist, ist der Empfänger 21 mit einem für Infrarotstrahlen geeigneten optischen Filter 35 versehen. Die in Fig. 3 gezeigten Schaltungen 26 und 27 für die Verarbeitung der durch die beiden lichtelektrischen Zellen 22 und 23 erzeugten Signale, weisen je einen Strom-Spannungs-Umformer mit Verstärker 36 auf, ein Bandpaßfilter 37, das auf die Modulationsfrequenz der Senderdiode abgestimmt ist und einen Umformer 38 für die Umformung von Wechselspannung in Gleichspannung, der das Signal u bzw. d abgibt.

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Diese Anordnung .M*e*iet iuriaitöän^iej.f/on der Aufgabe der Erfindung außerdem den zusätzlichen Vorteil, daß die Lichtquellen statische Elemente mit hoher Zuverlässigkeit, langer Lebensdauer und mit geringem Stromverbrauch sind, welche ein sehr klares Bild ergeben, das die Augen schont und jegliche Blendwirkung sowie jegliche Verwechslung mit den Gleis-Signalen ausschließt. Der letztgenannte Vorteil wird insbesondere auf Streckenbaustellen geschätzt«

In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, ist die geometrische Anordnung des Senders 17, des Schirmes 18 und der beiden Zellen 22 und 23 des Empfängers 21 unverändert. Dies gilt auch für die Verbindungen dieser beiden Zellen mit ihren Schaltungen 26 und 27, welche je ein Gleichspannungssignal u bzw. d erzeugen, das proportional zu den bestrahlten Flächen und zur Stärke der Bestrahlung ist, sowie auch für die Verbindungen dieser beiden Schaltungen mit dem Summierer 28, der ein Ausgangssignal abgibt, das signifikant für die Differenz u - d der durch diese Signale dargestellten Werte ist. Aus diesem Grunde sind diese Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, wie auch die Komponenten der Steuerschaltung des Senders 17, d. h. der Generator 41 für das Bezugssignal, der Komparator 30 und der Spannungsregler 42. Lediglich die Schaltung zur Ermittlung der Bestrahlungsstärke der beiden lichtelektrischen Zellen 22 und 23 ist anders ausgebildet, die hier nicht nur diese beiden gleichen Zellen 22,23, sondern auch eine dritte Zelle 39 aufweist. Diese Zelle 39 ist im Bestrahlungsfeld der beiden Zellen 22 und 23, im vorliegenden Fall auf dem Empfänger 21 unterhalb der beiden Zellen 22 und 23 angeordnet, derart, daß sie durch den Sender während mindestens der ganzen nutzbaren Strecke £-> ^w*^e ^s*-^e *ⁿ Fig. 4 beschrieben wurde, bestrahlt wird.

Diese dritte Zelle 39 ist mit einer die von ihr ermittelten Werte verarbeitenden Schaltung 40 verbunden, die gleich ausgebildet

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ist, wie die beiden Schalifijhgän ^S'lunS^Jj^und die ein Ausgangssignal S = m von einer Gleichspannung abgibt, die proportional zur bestrahlten Fläche und zur Stärke der Bestrahlung ist, die aber in diesem Fall lediglich Änderungen der Bestrahlungsstärke angibt, da die bestrahlte Fläche während der Verschiebungen des vom Schirm 18 erzeugten Schattens konstant bleibt. Aus diesem Grunde liefert der Ausgang dieser Schaltung 40 ein Signal gleicher Bedeutung wie • dasjenige des zweiten Summierers 29 in der ersten Ausführungsform. Daher ist dieser Ausgang unmittelbar an einen Eingang des Komparators 30 angeschlossen, während der andere Eingang dieses Komparators, wie vorher beschrieben, mit dem Generator 41 verbunden, ist.

Die Steuerung des Senders 17 geschieht in genau derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform durch Vergleich eines zur Bestrahlungsstärke der beiden Zellen proportionalen Signals S mit einem vorbestimmten Bezugssignal S_Q.

In dieser zweiten Ausführungsform sind die Anzeige- und Alarmsignale erzeugenden Komparatoren 31 bis 34 in gleicher Weise verbunden, wie dies in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde und es werden auch dieselben Effekte erzielt.

Die in diesen beiden Ausführungsformen beschriebenen Vorrichtungen für die Nivellierung des Gleises sind ebenfalls anwendbar für das Richten des Gleises, und zwar durch einfache Drehung des Schirmes 18 und des Empfängers 21 um 90°.

Es ist auch möglich, die Vorrichtung für die Nivellierung und für das Richten miteinander zu vereinigen! In diesem Fall weist der Empfänger zwei Gruppen von lichtelektrischen Zellen auf, die auf zwei kartesischen Koordinatenachsen angeordnet sind und der Schirm weist zwei Gruppen von zwei korrespondierenden parallelen Begrenzungskanten auf, wobei jede Gruppe von Zellen mit einer der bereits beschriebenen Schaltungen verbunden ist.

In diesem Fall ist es von Vorteil, einen Schirm mit einer Blende zu benutzen, in welchem die beiden Gruppen von parallelen

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Kanten eine rechteckige*^®^ "qujadrjafcjjsqhe· Öffnung begrenzen, die einen Lichtstrahl entsprechenden Querschnitts kalibriert, derart, daß ein Lichtbild anstelle eines Schattenbildes projiziert wird, um zu verhindern, daß der Schatten des Schirmträgers auf den Empfänger fällt. Diese Variante in der Ausbildung des Schirmes eignet sich sowohl für die erste als auch für die zweite Ausführungsform, allerdings mit einer Einschränkung: in der zweiten Ausführung muß dann die dritte Zelle 39 innerhalb der vom Sender bestrahlten Zone, d. h. zwischen den beiden Zellen 22 und 23, angeordnet sein.

Schließlich brauchen in besonders wirtschaftlichen Ausführungen die Komparatoren 31 bis 34 für die Erzeugung der Anzeige- oder Alarmsignale nicht eingebaut zu sein, insbesondere, wenn eine Meßpräzision lediglich bei normalen Anwendungsbedingungen gewünscht ist, oder wenn ihre Funktion durch die Bedienungsperson selbst gesichert werden soll.

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Claims

1. Gleisbehandlungsmaschine mit einer Vorrichtung zum Verschieben des Gleises, bei der mindestens ein Organ zum Einstellen der Verschiebungen mindestens eines Werkzeuges einer Vorrichtung zum Ermitteln der geometrischen Fehler des Gleises zugeordnet ist, die zum Abtasten einer Schiene mindestens eine Serie von drei in Abständen hintereinander angeordneten Tastern (14,15,16) aufweist mit denen - in dieser Reihenfolge - jeweils ein Lichtstrahlensender (17) mit punktförmiger Lichtquelle, ein Schirm (18) zum Abdecken eines Teils dieser Strahlen, der mindestens zwei parallele Begrenzungskanten (19,20) aufweist, sowie ein Empfänger (21) verbunden sind, der mindestens eine Gruppe von zwei lichtempfindlichen Elementen besitzt, die im Abstand voneinander auf einer Senkrechten zu den beiden Kanten des Schirmes liegen, wobei der durch Verschiebung des Schirmes in der Senkrechten zu den beiden Schirmkanten bewirkte Bestrahlungsunterschied ein Differentialsignal zum Steuern des Einstellorgans erzeugt, das repräsentativ ist für die Entfernung der Symmetrieachse der Kanten des Schirmes in bezug auf eine Bezugsebene (P), die durch die punktförmige Lichtquelle und die Symmetrieachse der lichtempfindlichen Elemente des Empfängers definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lichtempfindlichen Elemente zwei Zellen (22,23) gleicher Abmessungen und elektrischer Eigenschaften sind, welche je mit einer Schaltung (26,27) für die Verarbeitung ihrer Signale verbunden sind, die ein Ausgangssignal (u,d) abgibt, das proportional zur bestrahlten Fläche und zur Bestrahlungsstärke ist, daß die auf den Empfänger (21) projizierten Bilder der beiden Schirmkanten (19,20) jeweils in die Mitte einer dieser beiden lichtempfindlichen Zellen (22,23) fallen, wenn die Symmetrieachse dieser beiden Kanten in der Bezugsebene (P) liegt, daß die Schaltungen (26,27) der beiden Signale (u,d) der Zellen mit einem Summierer (28) verbunden sind, der ein Differentialsignal

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zum Steuern des Einst^ilnrganfe's'Sx^iJat·, ^d'as proportional zur Differenz (u - d) der durch diese beiden Signale dargestellten Werte ist, daß außerdem eine Detektorschaltung zum Erfassen der Bestrahlungsstärke der beiden Zellen (22,23) des Empfängers (21) vorgesehen ist, in der mindestens eine lichtempfindliche Zelle (22,23;39) integriert ist, die ein Ausgangssignal (S) abgibt, das proportional zu dieser Bestrahlungsstärke ist, und daß der Ausgang dieser Schaltung mit einer Steuerschaltung des Lichtstrahlensenders (17) verbunden ist, die einen Komparator (30) aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang der Detektorschaltung und dessen anderen Eingang mit einem Generator (41) für ein Bezugssignal (S_Q) verbunden ist, das die abgegebene Bestrahlungsstärke darstellt, und dessen Ausgang mit einem Regler (42) für die Energiezufuhr der Lichtquelle des Senders (17) verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung für die Ermittlung der Bestrahlungsstärke der beiden Zellen (22,23) des Empfängers (21) einen zweiten Summierer (29) aufweist, dessen beide Eingänge mit den beiden Schaltungen (26, 27) für die Verarbeitung der Signale der beiden Zellen (22,23) verbunden sind, wobei dieser zweite Summierer ein Ausgangssignal (S) erzeugt, das proportional zur Summe (u + d) der durch diese beiden Eingangssignale dargestellten Werte ist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung für die Ermittlung der Bestrahlungsstärke der beiden Zellen (22,23) des Empfängers (21) mindestens eine dritte lichtempfindliche Zelle (39) aufweist, die im Bestrahlungsfeld der beiden durch den Sender (17) bestrahlten Zellen (22,23) liegt, wobei diese dritte Zelle mit einer Schaltung (40) verbunden ist, die ein Ausgangssignal (S) abgibt, das proportional zu ihrer Bestrahlungsstärke ist.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Detektorschaltung für die Bestrahlungsstärke der beiden

Zellen (22,23), der'eiÄ^.zur· Bp^jrslijAingirstarke proportionales Sig-

nal (S) abgibt mit einem ersten Komparator (31) verbunden ist, dei seinerseits mit dem Generator (41) für ein Bezugssignal (Sq) verbunden ist und der ein Alarmsignal für die Anzeige einer Überbestrahlung der beiden Zellen (22,23) abgibt, sowie mit einem zweite Komparator (32), der ebenfalls mit dem Generator (41) verbunden is und der ein Alarmsignal zum Anzeigen einer Unterbestrahlung der beiden Zellen abgibt.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je der beiden Schaltungen (26,2.7) zur Verarbeitung der durch die beid Zellen (22,23) des Empfängers abgegebenen Signale und die Detektor schaltung für die Bestrahlungsstärke der beiden Zellen je mit eine Komparator (33,34) verbunden sind, der ein Alarmsignal abgibt, das die Unterbestrahlung jeder dieser beiden Zellen in bezug auf die Totalbestrahlung dieser Zellen anzeigt.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß di punktförmige Lichtquelle des Senders (17) aus einer Infrarotstrahl sendenden Diode besteht, welche elektronisch auf eine hohe Frequen moduliert sind, daß der Empfänger (21) mit einem optischen Filter (35) versehen ist, der den Infrarotstrahlen angepaßt ist, und daß jede der beiden Schaltungen (26,27) zur Verarbeitung der durch eint der beiden Zellen (22,23) abgegebenen Signale einen Strom-Spannung; Umformer mit einem integrierten Verstärker (36), ein Bandpaßfilter (37), das auf die Modulationsfrequenz der Senderdiode abgestimmt ist, sowie einen Wechsel-Gleichspannungs-Umformer (38) aufweist.

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