用于在钢轨上进行侧面仿形的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于在钢轨上进行侧面仿形的方法和设备
[0001]本发明涉及一种用于分析、材料剥落或材料涂覆的设备单元在铺设的钢轨上受控地进行侧面仿形的方法和设备。所述方法和设备尤其用于在出现待驶过的轨缝间隙的情况下、例如在钢轨接缝、道岔局部区域和交叉局部区域、甚至铁路道口和槽型轨的情况下进行设备单元的追踪。
[0002]目的在于得到尽可能精确地追踪钢轨形状的设备单元。这种方法在权利要求1和从属权利要求2至12中被描述，所述设备在权利要求13和其他从属权利要求14至28中被描述。
[0003]对铺设的铁路或地铁轨道或路面电车轨道的钢轨作业是已知的，例如在专利文献EP 0952255 Al中有所提及。
[0004]通常在钢轨作业过程中所定义的目的在于，根据钢轨状态在尽可能低的材料损失的情况下同时实现尽可能多的故障位置或裂纹的剔除，并实现在纵向型廓及横向型廓方面尽可能良好的表面质量和尺寸限制。在此，打磨通常应用在剥落程度较小的区域中，而铣削通常应用在较大横向进给深度的区域中。此外，刨削对于钢轨的再成型来说是已知的。
[0005]为了从行进中的列车形成较少噪声的角度实现最小化的滚动噪声，在作业精度以及表面质量方面的要求则越来越高。这成为对作业方法尤其在作业工具的钢轨追踪方面的更宽的且新的前提条件，以便满足上述要求。
[0006]为了对作业工具进行精确的追踪，在现有技术中已知多种方案建议，原则上可以分成两种。一方面，为了进行追踪可以使用固定或可替换的导引元件，所述导引元件以导轨导引的方式偏转或替换作业工具，如在专利文献AT 366437以及DE 3015230 Al中所提及的。另一方面，通过合适的测量器件、例如接触件或非接触的测量元件检测钢轨位置，并相应地再调整作业工具，如在专利文献DD 283850以及EP 0552473 Al中所提及的。为了驶过带有轨缝间隙的钢轨区域、例如在绕开辙叉区域以及横穿单或双辙叉区域时，在现有技术中同样也已知多种方案建议，例如，通过位于导轨之内或之外的导引件自动控制地提升作业工具，如在专利文献DD 275837 A5中所提及的，或更换到线路上的对置钢轨上进行侧面仿形，或更换到待作业钢轨的外部区域上进行侧面仿形，如在专利文献AT 510566 BI中所提及的。
[0007]为了使作业工具不会丢失相对于各个钢轨的准确位置，应争取与各个待作业钢轨的钢轨内缘相对应。尤其为了在作业结果的准确性方面不会产生质量损失，对轨段的考虑是很重要的，因为轨头宽度由于制造公差而发生波动，并且在内侧和外侧扫描时导致误差。
[0008]此外，当更换两个钢轨时，要注意作为误差来源的不同的轨距，所述轨距同样也具有公差。这些偏差可能分别为数毫米，而且是不被允许的。
[0009]对钢轨的作业应在对准钢轨的关键的内边和相关的轨距空槽之后进行。
[0010]同样由现有技术可知，不能自动标记钢轨中断处的端部，并且作业工具和/或分析工具的重新接合一直以来都是操作者所要解决的技术问题。
[0011]这一方面得到了人们更高的关注，然而也导致了相对较大的无法作业的区域，因为出于安全原因，只有在完全去除钢轨中断处之后才能重新开始作业。
[0012]由此本发明所要解决的技术问题在于，消除在构成的系统中的上述弊端和由此在钢轨作业和/或钢轨处理中所带来的问题，并提供一种方法以及设备，所述方法和设备借助一个或多个受控的侧面仿形件通过对各个设备的被调节的追踪、尤其通过对轨缝间隙的及时识别以及在驶过包括护轮轨和翼轨和尖轨的各个轨距空槽后的可靠复位，从而优化地控制钢轨作业和/或钢轨处理。
[0013]以下结合多个实施例对根据本发明的方法以及根据本发明的设备进行描述，并通过权利要求1和从属权利要求2至12并通过权利要求13和从属权利要求14至28进行表征。
[0014]在根据本发明的方法中，如基本上在现有技术中已知的，侧面仿形件在每个轨段上分别布置在各个钢轨的内侧上。侧面仿形件配属于钢轨侧面或钢轨内侧的几何局部区域，并且相互独立地控制分别配属于钢轨的设备单元。如在现有技术中已知的，在此可以将接触件或传感器与设备单元固定相连。然而在实践中，对接触件或传感器的运行路程的测量被证明是有意义的，因为通过程序技术能较为容易地处理较少的不规律情况，并且当不符合期望或没有意义时可以轻易停止对设备单元的追踪。
[0015]此外，通过非接触式系统(例如借助摄像机、激光甚至电容式或电感式接收器进行的光学检测)进行位置检测或追踪也是可行的。此外，较大设备单元的结构尺寸同样也是已知的，这是因为，例如在测量钢轨位置时，由于狭小的空间特性或干扰几何形状，两个侧面仿形件会通过程序技术相互相关地同时对两个作业机组产生影响。
[0016]为了便于理解，在以下的实施方式中仅对一个轨段和相关的轨距空槽进行阐述。相对置的轨段的设备独立于第一轨段根据要求实施类似的或不同的流程，其中，例如可以在复轨的时间点上通过程序技术进行对两个轨段的两个设备单元的连接，以便检测钢轨位置。
[0017]因为在绕开轨缝间隙时传递出强烈偏移的用于控制的测量结果，并且当在偏移的位置上继续行进到达干扰边缘时、例如在到达辙叉或钢轨接缝边缘时会产生对侧面仿形件的机械方面的损伤或产生对钢轨作业在横向型廓作业方面的扭曲，必须及时识别钢轨中断、道岔或交叉，并且在已经驶过轨缝间隙之后可靠地复位。
[0018]根据本发明的方法通过在控制中考虑有关轨距空槽的其他信息扩展了上述侧面仿形件。可以在护轮轨、翼轨或尖轨、甚至铁路道口或槽型轨处使用所述信息，用于对设备单元的精确定位。在此，首先仅分别获得有关所配属的待作业钢轨和/或待分析钢轨的轨距空槽的信息。此外，根据本发明的方法还可以利用轨距空槽的信息通过识别尖轨区域来自动检测道岔的开始，尖轨或道岔尖轨为简明起见被称为尖轨区域，其相对于行驶钢轨保持间距。
[0019]还可以具有多种优选的实施方案，结合所述实施方案对本发明进行更详尽的阐述。
[0020]图1至图4用于更好地阐述，在附图中:
[0021]图1示出根据本发明的设计在通过道岔过程中仿形件的示意性布置；
[0022]图2示出根据本发明的第二种设计在通过道岔过程中仿形件的示意性布置；
[0023]图3示出带有放置的仿形件和y轴图示的轨头的示意性侧视图；
[0024]图4示出轨头和护轮轨的示意性侧视图，其中，仿形件放置在护轮轨上。
[0025]附图标记表示:
[0026]10 钢轨
[0027]11 钢轨内侧
[0028]12 轨距空槽
[0029]13 护轮轨的内侧
[0030]20 仿形件
[0031]30 护轮轨
[0032]31 翼轨
[0033]32 辙叉
[0034]33 尖轨
[0035]为便于理解而描述侧面仿形件(20)。
[0036]就此一方面理解为接触件，然而也可以理解为无接触的传感器，所述传感器以机械连接的方式或通过电子技术将位置信息传递给作业工具、维修设备、分析设备或控制器。
[0037]所述元件的安放或回收可以通过弹性负载、或甚至气动、液压或伺服电机或通过所述多种方案的组合来完成。例如可以通过弹性负载进行按压，通过伺服电机或其他任意组合方式进行回收。
[0038]接触件可以被实施为滚动件、杆件或滑动件。
[0039]相对于钢轨(10)沿y方向示出了侧面仿形件(20)的相关位置。铁路机车车辆在规定的推进过程中由于沿y方向的移动而产生了偏差，所述偏差位于当前钢轨弯道的确定范围之外。当在y方向上的该偏差超出特定的规定距离(被称为预定干预极限)时，会触发反应。
[0040]侧面仿形用于对设备单元相对于钢轨(10)进行精确定位。
[0041]所述设备单元可以是用于对钢轨(10)进行质量测定的分析单元、尤其是用于图像检测的摄像机、用于扫描裂纹的传