用于夯实轨道的碎石道床的方法和设备与流程

本发明涉及一种用于控制在轨道上可走行的道岔捣固机器的升降矫正装置的方法，所述道岔捣固机器具有捣固设备，所述升降矫正装置具有滚轮式钢轨夹钳和至少一个升降钩，其中，所述升降矫正装置沿机器纵向能够纵向移动地导引。此外，本发明还涉及一种用于尤其在道岔区域内夯实轨道的碎石道床的设备，其具有道岔捣固机器，所述道岔捣固机器装配有捣固设备和用于矫正轨道位置的升降矫正装置，所述升降矫正装置具有至少一个滚轮式钢轨夹钳和至少一个升降钩。

背景技术：

道岔捣固机器是一种用于校正道岔的轨道位置的机器。为了确定轨道位置使用测量系统，该测量系统在作业时测量轨道高度的实际位置、轨道方向的实际位置以及轨道超高的实际位置并且与预设的额定位置相比较。借助轨道起重设备/轨道矫正设备抬升轨道联组(gleisrost)并且侧面定向，直至预设的额定位置与实际位置之差为零。在该位置中，通过在轨枕下面对碎石道砟的夯实借助道岔捣固设备固定道岔。轨道联组的提升和矫正在此通过具有比例控制器和伺服控制器的液压的起重缸和矫正缸实现。道岔作为特殊情况具有直通线路和分岔线路。通过在分岔中的所谓的尖轨将列车导引在分岔中或者保持在直通的主线路上。所谓的辙叉处在直通的轨道线路和分岔线路的交叉点上。在辙叉的区域内列车轮必须从直通线路的钢轨导引到分岔线路的钢轨上。设有导轨，由此在中断区域内未导引的车轮可靠地在分岔线路中或在直通的主线路中滚动。为了确定道岔捣固机器的作业工具可以在所有位置上捣固道岔轨枕，捣固设备在侧面可移动，并且因为倾斜布置的纵轨枕，捣固设备可转动。鹤嘴锄还可以设计为至少部分可转动的。

在纯粹的线路捣固机器中，钢轨在头部被滚轮式钢轨夹钳抓取并且提升到几何的额定位置中。在道岔中(因为交叉的钢轨)和在辙叉中经常无法使用滚轮式钢轨夹钳。附加地设有在侧面可移出的且沿高度方向可调节的升降钩，由此在该位置上也可以进行作业。

除了纯粹的道岔捣固机器和线路捣固机器，也提供有通用捣固机器，其可以既用于直线线路，也用于道岔。在通用捣固机器中，通常设计有两个工作舱。道岔捣固舱在此根据其可视方向反向于作业方向布置。在道岔捣固舱中，机器驾驶员控制捣固设备、鹤嘴锄的位置，他分别根据行为和判断来选择滚轮式钢轨夹钳或升降钩以及升降钩的位置和升降钩在轨头或轨底上的抓取点。升降装置也可以沿轨道纵向移动。如果升降钩在轨底上抓取(这只能在中间轨枕盒的区域内)或者如果通过钢轨绝缘接头、如滚轮式钢轨夹钳或升降钩无法在轨头上闭合，则升降装置沿轨道纵向移动是必须的。道岔捣固舱首先出于更好视线的原因选择在道岔捣固机器的升降矫正装置上。线路捣固机器沿作业方向的视角布置。在线路捣固时仅通过滚轮式钢轨夹钳进行捣固，因为没有障碍物、如在道岔的情况下那样。在线路捣固时通常以较高的作业速度进行，首先看到捣固设备是重要的，由此捣固设备准确地插入中间轨枕盒中，并且不会由于捣固工具(所谓的鹤嘴锄)伤害到轨枕。从线路捣固舱看去，对升降装置的可视性较差，因为捣固设备限制了视线。两个工作舱的设计的缺点在于，在设计中明显更高的耗费，需要两个舱室、两个控制装置、更大的重量和更高的空间需求。至今在仅具有一个工作舱的通用捣固机器的设计中，(通常为了线路捣固)通过摄像头实现升降装置的可见性。但是，摄像头仅能局限地替代空间视线。对升降装置的人工控制、对滚轮式钢轨夹钳和升降钩的选择、升降钩的定位和力施加点的定位以及升降装置沿轨道纵向的移动都需要时间。已知的是通过里程计或其它方法实现的行程测量装置。因为轨道额定形状根据轨道的弯道长度定义，所以机器的当前位置必须根据轨道的公里数测取。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于自动控制滚轮式钢轨夹钳和升降钩的方法，以便通过道岔捣固机器提升道岔，由此可以提高作业速度并且减少出错率。此外，仅有一个工作舱就足够了，由此必要时可以更短地制造道岔捣固机器。

所述技术问题按照本发明如此解决，即，在所述道岔捣固机器向前运行时借助沿作业方向布置在所述升降矫正装置前面的道岔部件测量设备沿轨道横向根据地点测量并存储道岔部件、尤其如道岔驱动器、钢轨和辙叉的位置，沿作业方向检测并存储轨枕和中间轨枕盒的位置，调取所检测到的用于滚轮式钢轨夹钳和升降钩的作业位置的数值，随后根据该数值来检查在该作业位置上是否能够安置所述滚轮式钢轨夹钳，如果不能安置所述滚轮式钢轨夹钳，则随后根据该数值来检查所述升降钩是否能够在轨头上抓取，并且如果所述升降钩又不能在轨头上抓取，则必要时沿机器纵向移动所述升降钩，使得所述升降钩在中间轨枕盒的情况下到达轨底，并且在抓取钢轨后通过所述升降矫正装置进行提升。

按照本发明，道岔部件的位置通过沿作业方向布置在升降矫正装置前面的道岔部件测量设备检测并且根据行程进行存储。由此任意数量的实际上一维的轨道横截面的瞬时记录呈现在俯视图中并且保存在数据库中。根据存储的数据建立轨道和尤其道岔部件的数字图像。由此，升降矫正装置必要时在轨道纵向上沿着机器框架的导引自动地相应地移动，以便到达相应的用于升降矫正工具的抓取点。此外，根据道岔部件测量设备的测量值选择相应的升降矫正工具，也就是在滚轮式钢轨夹钳和升降钩之间选择并且通过控制或调节装置自动地选择升降钩的移出位置以及升降钩在轨头或轨底的抓取点。凭借这些措施可以省去两个工作舱中的一个。对滚轮式钢轨夹钳和升降钩的自动控制补偿了从线路捣固舱看去对滚轮式钢轨夹钳和升降钩的较差的视线，并且提高了作业速度。为了观察滚轮式钢轨夹钳和升降钩还可以安装摄像系统。

按照本发明，轨道部件、尤其道岔部件的位置(钢轨、辙叉、翼轨、尖轨、用于尖轨的驱动器等的位置)根据升降矫正装置沿作业方向与行程相关地被持续检测。由钢制成的部件的检测例如可以借助电感式或电容式的接近传感器、超声波传感器或激光扫描仪(例如均以5cm等距离扫描)实现。道岔部件的位置与行程相关地被存储并且通过计算机设备以地点移位的方式(ortsversetzt)变换到滚轮式钢轨夹钳或升降钩的位置上。机器的前行在此通过行程测量设备、例如里程计测量。针对升降矫正设备的各个位置来分析之前的测量数据。如果确定没有足够的空间用于操纵滚轮式钢轨夹钳，则自动地切换到升降钩。根据之前的测量和暂存的关于升降矫正设备的当前位置的数据，选择升降钩的移出位置并且首先选择轨头作为抓取点。根据移出位置的测量和升降钩的闭合行程可以推断出，通过钩子是否可以可靠地抓取轨头或无法实现。如果闭合行程不足够，则再次自动打开钩子。如果升降钩不是处于中间轨枕盒之上，则升降矫正设备沿轨道的纵向移动，直至升降钩处于中间轨枕盒之上。在该新的位置上，重新在轨头上再尝试闭合，如果这没有成功(因为例如前面有绝缘接头)，则选择轨底作为力施加点(或力抓取点)。如果滚轮式钢轨夹钳没有成功抓取轨头，这通过液压闭合缸的行程测量可以确定，则随后升降矫正设备沿轨道纵向运行到可以闭合的位置上。如果没有这种位置，则自动地控制升降钩在轨底上实施操作点。测量装置检测在升降装置的侧面(始终在钢轨的外侧)上的道岔部件沿轨道横向的位置，道岔捣固机器和升降矫正装置在其上运行的轨段用作参考点。

根据通过所述道岔部件测量设备检测到的道岔部件的位置得出用于升降矫正装置的抓取位置，并且在闭合滚轮式钢轨夹钳之前或者在用升降钩抓取钢轨之前，尤其通过所述升降矫正装置的横向移动、纵向移动和高度方向的移动自动地运行到所述抓取位置。

所述道岔部件测量设备通过优选包含多个道岔部件检测传感器的传感器排条来检测道岔部件的位置，所述传感器排条横向于机器纵向延伸地沿作业方向布置在升降矫正装置的前面，并且所述道岔部件测量设备通过一列电感式传感器和/或电容式传感器和/或激光距离传感器和/或超声波距离传感器检测道岔部件的位置。所述道岔部件测量设备还可以通过至少一个激光扫描仪检测道岔部件的位置。

按照本发明建议一种用于尤其在道岔区域内夯实轨道的碎石道床的设备，其具有道岔捣固机器，所述道岔捣固机器装配有捣固设备和用于矫正轨道位置的升降矫正装置，所述升降矫正装置具有至少一个滚轮式钢轨夹钳和至少一个升降钩，并且所述升降矫正装置沿机器纵向能够纵向移动地在机器框架上导引，其特征在于，沿作业方向在所述升降矫正装置前面设有道岔部件测量设备，其用于根据地点测量道岔部件的位置。在此为了确保可靠地到达各个位置并且可靠地抓取钢轨，所述升降矫正装置的升降钩可以配有具备调节行程传感器的升降钩垂向调节缸，所述升降矫正装置的滚轮式钢轨夹钳可以配有具备闭合行程传感器的滚轮式钢轨夹钳闭合缸，并且所述升降矫正装置可以配有具备移动行程传感器的横向移动缸。

道岔部件测量设备具有优选包含多个传感器的传感器排条，所述传感器排条横向于机器纵向定向地设在道岔捣固机器上，由此提供了特别简单和紧凑的道岔部件测量设备。为此，所述传感器排条可以包括多个沿排条纵向相继布置的、即成排布置的各传感器。根据本发明的有利的设计方案规定，沿排条纵向相继布置的各传感器布置成两个或更多个并排延伸的阵列，其中，相邻的传感器阵列的各传感器优选彼此交错地布置。所述道岔部件测量设备可以包括电感式传感器、电容式传感器、激光距离传感器和/或超声波距离传感器或者必要时至少一个激光扫描仪。

附图说明

在附图中示例性地示出本发明的技术方案。在附图中：

图1示出在轨道上可走行的轨道捣固机器的侧视图，

图2示出按照本发明的升降矫正装置的侧面图，其具有滚轮式钢轨夹钳和可横向运行的且高度可调节的升降钩以及用于检测轨道部件的测量设备，

图3示出升降矫正装置的视图，具有可横向运行的且高度可调节的升降钩，其中示出缸体运动的行程检测，

图4示出滚轮式钢轨夹钳的视图，其中示出闭锁运动的行程检测，

图5示出道岔的俯视图，其具有道岔部件，如尖轨、尖轨驱动装置、辙叉、翼轨和导轨，以及长轨枕、直通线路和分岔线路，和

图6和7分别示出道岔的尖轨区域的视图，用于检测轨道部件在轨道横向上的位置的测量设备和这种测量设备的示例性的被存储的测量数据。

具体实施方式

道岔捣固机器1具有捣固设备4、轨道升降矫正设备2和测量设备3，所述轨道升降矫正设备2具有起重缸5、滚轮式钢轨夹钳6、升降钩7(图1)。升降矫正设备可以通过液压缸沿轨道纵向11移动。道岔捣固机器1通过行走机构8可以在钢轨9上走行。道岔捣固机器1的控制通过沿作业方向c布置在捣固设备4后面的作业舱10实现。通过侧面的门29可以进入作业舱10和驾驶舱。轨道的弯道长度通过行程测量装置27检测。其余的第二道岔捣固舱28在按照本发明的实施方式中可以被去除。用于根据地点测量道岔部件的位置的道岔部件测量设备3沿作业方向c布置在升降矫正设备2的前面。

升降矫正设备2(图2)具有滚轮式钢轨夹钳6、带有闭合行程传感器26的滚轮式钢轨夹钳闭合缸12、带有起重力fh的起重缸5、用于升降钩的带有深度传感器(tiefengeber)30的钩子垂向缸13、带有道岔部件检测传感器15的道岔部件测量设备3、升降钩7和导引定向轮14。升降矫正设备2通过轮子14沿钢轨9被导引。

升降矫正设备2的根据图3的视图尤其示出用于升降钩7的横向移动的导引装置16、具有调节传感器31的升降钩移动缸17、导引定向轮14、起重缸5和导轨9。

升降矫正设备2的根据图4的视图示出滚轮式钢轨夹钳6、具有闭合行程传感器26的滚轮式钢轨夹钳闭合缸12、具有起重力fh的起重缸5、导轨9和导引定向轮14。

图5示出待矫正的道岔22的俯视示意图，其具有基本的道岔部件，即尖轨驱动装置18、尖轨19、导轨20、辙叉21、翼轨25、直通的主线路23、轨枕32、中间轨枕盒33和分岔线路24。

在图6的上半部分中示意性示出尖轨区域19。沿横向、也就是横向于作业方向c固定有障碍物位置d，k相当于道岔部件测量设备3的轨道位置，该道岔部件测量设备在所示的实施例中由各个道岔部件检测传感器15构成。道岔部件检测传感器15以两个相邻延伸的阵列布置，其中，相连的传感器阵列的各个传感器彼此交错地布置。标记19示出尖轨，标记9示出直通的钢轨，e示出一个区域，在该区域内使用滚轮式钢轨夹钳6，f示出必须使用升降钩7的位置。c示出作业方向。在图示的下半部分，竖直的轴线d示出障碍物位置，并且水平的轴线k示出了测量设备3在测量时刻所处于的轨道位置。在图示中示出交叉标记，在该交叉标记上距离传感器15主动检测道岔部件。在图示中还示出最大的钩子移出界限g，以及在有足够空间时为了闭合滚轮式钢轨夹钳6所提供的最大的滚轮式钢轨夹钳界限j。m示出使用滚轮式钢轨夹钳6的所需的自由空间。

在图7的上半部分示意性示出辙叉区域l。沿横向示出障碍物位置d，k相当于测量设备3的轨道位置，所述测量设备在所示的实施例中由各个距离传感器15构成。e示出使用滚轮式钢轨夹钳6的区域，f示出必须使用升降钩7的各个位置，c示出作业方向。在图示的下半部分，竖直的轴线d示出障碍物位置，以及水平的轴线k示出了测量设备3在测量时刻所处于的轨道位置。在图示中示出交叉标记，所述交叉标记给出了哪些距离传感器15已经主动检测到道岔部件。在图示中还示出在有足够自由空间时为了闭合滚轮式钢轨夹钳6所提供的最大的滚轮式钢轨夹钳界限j以及最大的钩子移出界限g。m示出使用滚轮式钢轨夹钳6的所需的自由空间。标记21表示辙叉，并且标记25表示翼轨。