CH649332A5 - Schienenfahrzeug fuer den gleisbau und/oder gleisunterhalt. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Fahrzeuge mit ungleichmässiger und insbesondere während des Arbeitsbetriebes veränderlicher Radlastverteilung, wie Kranfahrzeuge, fahrbare Einrichtungen zum Verlegen von Weichen bzw. Gleisen, fahrbare Abraum-förder- und Transporteinrichtungen, aber auch Oberbaumaschinen mit durch die Arbeitskräfte beeinflusster Radlastverteilung, erfordern in Anbetracht ihres von normalen Regelfahrzeugen abweichenden statischen und dynamischen Verhaltens besondere Massnahmen, um die Standsicherheit, Entgleisungssicherheit, aber auch die Einhaltung von aus Festigkeitsgründen gebotenen Belastungsgrenzen unter allen Umständen zu gewährleisten.

Es ist bereits - gemäss CH-PS 608 213 - ein Schienenfahrzeug mit ungleichmässiger Masseverteilung bekannt, welches

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mit einer Einrichtung zum Ausgleich der Radbelastung ausgestattet ist, welche jeweils zwischen dem Achsendbereich der Schienenfahrwerke und dem Fahrgestellrahmen angeordnete, doppeltwirkende Druckzylinder umfasst, wobei jeweils sowohl die oberen als auch die unteren Zylinderkammern der an einer Fahrzeuglängsseite gelegenen Druckzylinder über gegebenenfalls absperrbare Leitungen miteinander verbunden sind. Durch diese Einrichtung, die sich bei Schie-nendrehkränen bereits vielfach bewährt hat, wird dem Fahrzeugrahmen eine beabsichtigte Verwindung aufgezwungen, wodurch die vom Lastmoment belasteten Räder entlastet und die vom Lastmoment entlasteten Räder belastet werden. Durch die Übertragung der einseitigen Lasten über den Fahrgestellrahmen in Form von Verwindungskräften wird nahezu in allen vorkommenden Belastungsfällen und Arbeitspositionen des Kranauslegers eine günstigere Lastaufteilung auf alle vier Räder erreicht. Mit diesen Massnahmen ist zwar eine Verbesserung des statischen und dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs verbunden, darüberhinaus ist jedoch auch eine Verbesserung hinsichtlich der Beurteilungs- bzw. Überwachungsmöglichkeiten für kritische Belastungszustände und der damit verbundenen Gefahren für die Stabilität und Fahrsicherheit derartiger Fahrzeuge anzustreben, nicht zuletzt im Hinblick auf die diesbezüglichen Sicherheitsvorschriften und speziellen Forderungen der verschiedenen Bahnverwaltungen.

Fernerhin ist - gemäss AT-PS 220 183 - auf dem abweichenden technischen Fachgebiet der Gleisvermessung eine fahrbare Einrichtung zur Ermittlung der Verwindung eines Gleises bekannt, bei welcher die Auslenkungen der vier Tragfedern eines zweiachsigen Messfahrgestells von den Tragfedern zugeordneten elektrischen Messgliedern einzeln erfasst und die vier Messwerte in einer Brückenschaltung zu einem, der Verwindung proportionalen Messwert verarbeitet werden. Stabilitäts- oder Sicherheitsprobleme irgendwelcher Art treten hier nicht in Erscheinung.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde - abweichend von den Problemen der Gleisvermessung - bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art einfache und wirksame Massnahmen zu treffen, welche eine ständige Kontrolle der für die Stabilität und Fahrsicherheit des Fahrzeuges massgeblichen Daten und insbesondere eine einfache und zuverlässige Überwachungsmöglichkeit hinsichtlich der Einhaltung vorgegebener Sicherheitsgrenzen für diese Daten gewährleisten. Darüberhinaus soll der Bediener der Maschine in die Lage versetzt werden, beim Auftreten kritischer Betriebsbedingungen bzw. Belastungsverhältnisse Ursache und Ort der Gefährdung sofort identifizieren zu können, um entsprechende Gegenmassnahmen zur Stabilisierung des Fahrzeugs ergreifen zu können. Die Sicherheitsvorkehrungen sollen ausserdem so beschaffen sein, dass sie eine möglichst weitgehende Ausnutzung der Arbeits- bzw. Lastkapazität des Fahrzeuges sicherstellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch das eingangs genannte Schienenfahrzeug, das die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale aufweist.

Diese Anordnung, die sich mit einfachen baulichen sowie schaltungsmässigen Mitteln realisieren lässt und die sich insbesondere auch zum nachträglichen Einbau bei vorhandenen Gleisbearbeitungs- bzw. -transportfahrzeugen mit veränderlicher Radlastverteilung eignet, gibt dem Bediener laufend Auskunft über die jeweilige Grösse bzw. Verteilung sowie die Veränderungstendenz der für die Stabilität des Fahrzeugs sowohl im Arbeits- als auch im Fahrbetrieb massgeblichen Radlasten. Neben der Möglichkeit einer ständigen Kontrolle der angezeigten Radlastwerte und einer Signalisierung kritischer Grenzzustände, z.B. der Entlastung eines Fahrzeug-

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rades bis auf den zulässigen Minimalwert, durch eine Warneinrichtung besteht auch die Möglichkeit, die als elektrische Grössen vorliegenden Radlastwerte zur unmittelbaren Steuerung von Antrieben des Fahrzeugs heranzuziehen, um auf diese Weise die Einhaltung vorgegebener Stabilitäts-Grenzwerte automatisch sicherzustellen.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Überwachungseinrichtung eine Vergleichsschaltung auf, die zur Ermittlung des jeweils kleinsten Radlastwertes und zur laufenden Abgabe eines den Entlastungsgrad des betreffenden Rades in bezug auf die Radlast bei Leerfahrt des Fahrzeuges kennzeichnenden Standsicherheits-Kontrollwertes ausgebildet und weiter die Überwachungseinrichtung ein Gerät zur Anzeige des Standsicherheits-Kontrollwertes aufweist. Dadurch ergibt sich der besondere Vorteil, dass anstelle einer gleichzeitigen Kontrolle von insgesamt vier Radlastanzeigen eine ebenso sichere Überwachung des Stabilitätszustandes des Fahrzeuges durch Kontrolle eines einzigen Anzeigewertes vorgenommen werden kann. Damit ist nicht nur eine Entlastung des Bedieners des Fahrzeugs verbunden, sondern auch die Möglichkeit einer sehr einfachen Eingabe gewünschter Grenzwerte für den zulässigen Entlastungsgrad in die Schaltung. Der Standsicherheits-Kontroll-wert gibt dabei laufend das Ausmass der Entlastung des jeweils am wenigsten belasteten Fahrzeugrades bzw. die noch verfügbare Radlastreserve an. Auch hier empfiehlt sich eine gesonderte Anzeige der Einzel-Radlasten, damit der Bediener bei Annäherung des Standsicherheits-Kontrollwertes an die Gefahrengrenze sofort feststellen kann, welches der Fahrzeugräder von der extremen Entlastung betroffen ist. Er kann dann sogleich die erforderlichen steuerungsmässigen Gegenmassnahmen ergreifen.

Die bisher genannten Massnahmen betreffen die Überwachung der Stabilität eines Fahrzeugs mit veränderlicher Radlastverteilung im stationären Zustand. Für den Fahrbetrieb derartiger Fahrzeuge sind darüberhinaus zusätzliche Sicherheitskriterien zu beachten, welche für die Entgleisungssicherheit, insbesondere unter Berücksichtigung wechselnder Quer-neigungsverhältnisse des Gleises, massgeblich sind. Hier ist zusätzlich die Forderung zu erheben, dass das Verhältnis der auf den linken und rechten Schienenstrang entfallenden Radlasten jedes Schienenfahrwerkes innerhalb zulässiger Grenzen verbleibt. Ansonsten bestünde die Gefahr eines Aufsteigens des Spurkranzes des weniger belasteten Fahrzeugrades bis auf die Schienenoberkante und damit einer Entgleisung des Fahrzeugs. Um auch diesbezüglich eine einfache und sichere Kontrollmöglichkeit zu schaffen, ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen,

dass jeweils zwei bezüglich der Gleisachse einander gegenüberliegenden, insbesondere von Potentiometern gebildeten Wegaufnehmern ein - über eine Schaltungsanordnung mit den entsprechenden Radlastwerten der beiden Wegauf- • nehmer beaufschlagbares, zur laufenden Abgabe eines dem Verhältnis der beiden Radlastwerte entsprechenden Fahrsicherheits-Kontrollwertes ausgebildetes - Überwachungsorgan zugeordnet ist, das mit einer - zur Signalabgabe bei Erreichen vorgegebener Grenzwerte des Fahrsicherheits-Kontrollwertes ausgebildeten - Warneinrichtung verbunden ist. Damit ist auch den Sicherheitserfordernissen für Überstellfahrten des Fahrzeuges im Zugsverband oder mit eigenem Fahrantrieb voll Rechnung getragen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist - bei Anordnung von zum Ausgleichen der Radlast dienenden und jeweils einer Tragfeder oder -federgruppe zugeordneten Druckzylindern und mit die gleichartigen Zylinderkammern der jeweils an einer Fahrzeuglängsseite gelegenen Druckzylinder verbindenden Leitungen - der Summier-Schaltung je Tragfeder oder -federgruppe ein Differenzglied vorge3

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schaltet, dessen einer Eingang mit dem Wegaufnehmer und dessen anderer Eingang mit einem vom Druck im zugeordneten Druckzylinder beaufschlagbaren, elektrischen Druckaufnehmer verbunden ist. Durch diese Anordnung werden die von der Radlast-Ausgleichanordnung dem Fahrzeugrahmen aufgezwungenen Verwindungskräfte, die sich an den Achslagern der Schienenfahrwerke als zusätzliche Ent- bzw. Belastungskräfte auswirken, schaltungsmässig kompensiert, so dass die über die Summier-Schaltung erhaltenen Werte den tatsächlich zwischen Rad und Schiene auftretenden, für das Stabilitätsverhalten massgeblichen Radlastwerten entsprechen. Da diese Ausgestaltung keine nennenswerten baulichen Veränderungen des Fahrzeuges bedingt, ist ein nachträglicher Einbau, welcher die anerkannten Vorzüge einer Radlast-Ausgleichsanordnung mit den Vorteilen der oben angeführten Überwachungseinrichtung vereinigt, ohne Schwierigkeiten und grössere Kosten möglich.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist - bei Anordnung bewegbarer Lastaufnahmeorgane, z.B.

eines in mehreren Raumrichtungen verstellbaren Eisenbahn-Drehkranauslegers, - die Überwachungseinrichtung ein weiteres Differenzglied auf, dessen einer Eingang über die Sum-mier-Schaltung mit einem der aufgenommenen Last entsprechenden Messwert und dessen anderer Eingang mit einem der maximalen Belastbarkeit des Lastaufnahmeorganes in der jeweiligen Arbeitsstellung entsprechenden Messwert beaufschlagbar ist, und welches zur laufenden Abgabe eines dem Verhältnis der beiden Lastmesswerte entsprechenden Belastungsgrad-Kontrollwertes ausgebildet ist, wobei die Überwachungseinrichtung ein Gerät zur Anzeige des Belastungsgrad-Kontrollwertes aufweist. Mit dieser Anordnung wird ein weiteres Sicherheitskriterium, welches die aus Festigkeitsrücksichten zu begrenzende, maximale Belastbarkeit der Lastaufnahmeorgane von Gleisfahrzeugen mit veränderlicher Radlastverteilung betrifft, in die Überwachungsmassnahmen für ein derartiges Fahrzeug miteinbezogen. Dabei wird der Umstand genützt, dass in der Summier-Schal-tung die Messwerte sämtlicher Radlasten des Fahrzeuges zur Verfügung stehen, so dass nach Summation dieser Messwerte das jeweilige Gesamtgewicht des Fahrzeuges und nach Abzug des bekannten Fahrzeug-Eigengewichtes - unter Berücksichtigung veränderlicher Gewichtsanteile wie des Betriebsstoffgewichtes, - unmittelbar die tatsächliche Hakenlast ermittelt werden kann. Diese aber darf, je nach Länge und Erhebungswinkel des Auslegers des Lastaufnahmeorganes, die aus Festigkeitsgründen jeweils gebotenen Last-Grenzwerte nicht überschreiten. Da sowohl die Länge als auch der Erhebungswinkel des Auslegers messtechnisch leicht zu erfassen sind, steht der zur laufenden Bildung des Belastungsgrad-Kontrollwertes erforderliche, der jeweils zulässigen maximalen Belastbarkeit entsprechende Vergleichs-Messwerte dauernd zur Verfügung. Auch hier bedarf es lediglich der Überwachung eines einzigen Kontrollwertes, der laufend Aufschluss üer den Auslastungsgrad bzw. die noch verfügbaren Lastreserven des Lastaufnahmeorganes gibt.

Im Falle der letztgenannten Ausführungsform der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung eine Anzeigevorrichtung zur gemeinsamen Anzeige zumindest der Standsicherheits- und der Belastungs-grad-Kontrollwerte aufweist. Die laufende Überwachung beider Kontroll werte durch den Bediener gestaltet sich hier besonders einfach.

Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, die Überwachung der genannten beiden Kontroll werte dadurch zu koordinieren, dass der genannten Anzeigevorrichtung eine mit beiden Kontroll werten beaufschlagbare, jedoch nur für den jeweils grösseren Kontroll wert durchlässige Torschaltung vorgeschaltet wird. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn nach einer weiteren Ausführungsform der genannten Anzeigevorrichtung eine - zur Signalabgabe bei Erreichen eines für jeweils zwei Kontroll werte gemeinsamen Sicherheits-Grenzwertes ausgebildete - Warneinrichtung zugeordnet ist, insbesondere bei Weichen-Umbaufahrzeugen z.B. den Standsicherheits-Kontrollwert sowie einen, die zulässige seitliche Verschiebung des mit dem Weichenjoch beladenen Längsträgers kennzeichnenden Kontrollwert. Dem Bediener wird daher generell signalisiert,

wenn eine der Kenngrössen einen kritischen Wert erreicht. Die Identifizierung der jeweiligen Ursache und die Einleitung von Gegenmassnahmen erfolgen dann in einfacher Weise an Hand der individuellen Anzeigewerte der Anzeigevorrichtung.

Gemäss einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weist die Überwachungseinrichtung eine weitere Anzeige- und/oder Warneinrichtung für die jeweiligen Arbeitsstellung bzw. Verstellgrössen des Lastaufnahmeorganes, z.B. den Arbeitsradius, die Gesamthöhe über Gleisniveau od. dgl., auf. Dabei sind zweckmässigerweise sämtliche Anzeige- und Warneinrichtungen in der Bedienerkabine des Fahrzeugs, vorzugsweise an einem zentralen Steuerpult, angeordnet. Dadurch wird die Kontrollarbeit des Bedieners, der ja ausserdem mit wichtigen und verantwortungsvollen Aufgaben im Zusammenhang mit der Steuerung der Arbeitsund Fahrfunktionen des Fahrzeugs betraut ist, wesentlich vereinfacht und erleichtert.

In konstruktiver Hinsicht bietet die Erfindung zahlreiche Ausgestaltungsmöglichkeiten. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Fahrzeugs mit als zweiachsige Drehgestelle ausgebildeten Schienenfahrwerken und je einer in Längsmitte jedes Drehgestell-Seitenrahmens zwischen diesem und der Drehgestellwiege angeordneten Tragfedergruppe besteht darin, dass als Wegaufnehmer je Drehgestell-Seitenrahmen ein an diesem befestigtes Drehpotentiometer vorgesehen ist, dessen drehbares Regelorgan mit der Drehgestellwiege bewe-gungsverbunden ist. Diese Lösungsvariante zeichnet sich durch ihre sehr einfache Gestaltung und die Verwendung von in der Gleisbautechnik bereits vielfach bewährten, serienmäs-sigen Wegaufnehmern aus. Ausserdem können ebenso serienmässige Schaltungselemente zur Weiterverarbeitung der von den Wegaufnehmern gelieferten elektrischen Mess-grössen verwendet werden.

Bei derartigen Gleisbearbeitungs- bzw. Transportfahrzeugen in Drehgestellbauweise, bei der jeweils eine aus vier, um die vertikale Mittelachse des Drehgestell-Seitenrahmens gruppierten Schraubenfedern bestehende Tragfedergruppe vorgesehen ist, erweist es sich nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung als besonders vorteilhaft, das Drehpotentiometer in einer von der Mittelachse distanzierten Ausnehmung des Drehgestell-Seitenrahmens anzuordnen und das Regelorgan des Drehpotentiometers über einen zwischen zwei benachbarten Schraubenfedern hindurchgeführten und über eine im Mittelbereich der Tragfedergruppe angeordnete Seilrolle nach oben in die vertikale Mittelachse des Drehgestell-Seitenrahmens umgelenkten Seilzug mit der Drehgestellwiege zu verbinden. Dadurch ergibt sich einerseits eine vor Ausseneinflüssen und Beschädigungen weitgehend geschützte Anordnung der Drehpotentiometer, andererseits aber auch ein zentraler Abgriff des tatsächlichen Federweges zwischen Drehgestell-Seitenrahmen und Drehgestellwiege. Im Zusammenhang mit der Genauigkeit von Drehpotentiometern ergibt sich dadurch eine sehr präzise Messwertbildung und hohe Genauigkeit der unter Berücksichtigung der Gewichtsanteile der Drehgestell-Seitenrahmen und Fahrzeugachsen ermittelten Radlasten.

Die Erfindung wird nachstehend an bevorzugten Ausfüh-

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rungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Gleistransportfahrzeuges mit veränderlicher Radlastverteilung gemäss der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Fahrwerksanord-nung des Fahrzeugs nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Drehgestells des Fahrzeugs nach Fig. 1 in vergrössertem Massstab,

Fig. 4 eine schematisch gehaltene Schaltungsanordnung zur Stabilitätsüberwachung eines Fahrzeugs nach Fig. 1,

Fig. 5 die Seitenansicht eines Gleisbearbeitungsfahrzeuges mit veränderlicher Radlastverteilung gemäss der Erfindung und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.

Die Fig. 1 zeigt einen Eisenbahn-Drehkran 1, der mittels zweier voneinander distanzierter, als zweiachsige Drehgestelle augebildeter Schienenfahrwerke 2 auf dem aus Schienen 3 und Schwellen 4 bestehenden Gleis verfahrbar ist. Der Drehkran 1 ist mit einem eigenen Fahrantrieb 5 ausgestattet, der sich an der Unterseite des Fahrzeugrahmens 6 befindet und der auf die beiden Radsätze eines der beiden Schienenfahrwerke 2 (links in Fig. 1) wirkt. Das Krangerüst 7 mit dem teleskopartig ausziehbaren Kranausleger 8 ist zusammen mit der Bedienerkabine 9 über einen Drehring 10 um die vertikale Achse 11 drehbar am Fahrzeugrahmen 6 gelagert. Der Kranausleger 8 ist um eine horizontale Achse 12 verschwenkbar am Krangerüst 7 gelagert. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sind die Antriebsrichtungen für die Arbeitsbewegungen des Drehkrans 1, wie Drehantrieb, Derrick-Zylinder, Längenverstellantrieb für den Kranausleger sowie Seilwindenantrieb für das Hebezeug, in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Der Drehkran 1 ist mit einer Überwachungseinrichtung 13 ausgestattet, welche in der Bedienerkabine 9 angeordnet ist und die eine elektrische Schaltungsanordnung 14, eine daran angeschlossene Radlast-Anzeigevorrichtung 15 sowie eine, z.B. aus vier Lampen bestehende Warneinrichtung 16 umfasst. Die Eingänge der Schaltungsanordnung 14 sind über Leitungen 17 mit insgesamt vier elektrischen Wegaufnehmern 18 und über Leitungen 19 bzw. 20 mit weiteren Messwertaufnehmern 21 bzw. 22 verbunden. Anordnung und Funktion dieser elektrischen Aufnehmer werden im folgenden noch näher erläutert.

In Fig. 2 sind lediglich die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Einzelheiten der Schienenfahrwerke 2 und des Gleises rein schematisch dargestellt. Jedes der beiden Schienenfahrwerke 2 besteht aus zwei Drehgestell-Seitenrahmen 23, in welchen die beiden Spurkranz-Radsätze 24 gelagert sind, und aus der die beiden Seitenrahmen 23 verbindenden Drehgestell wiege 25, die sich mit ihren äusseren Enden je über eine, im linken unteren Teil von Fig. 2 ersichtliche, aus vier Schraubenfedern 26 bestehende Tragfedergruppe am Untergurt des Drehgestell-Seitenrahmens 23 federnd abstützt. Die resultierende Federkraft aller vier Schraubenfedern 26 ist in der vertikalen Mittelachse 27 der jeweiligen Tragfedergruppe wirksam. Unter der Annahme einer linearen Federkennlinie ist der jeweilige Federweg, d.h. also die Verkürzung der Schraubenfedern 26 unter Belastung, dieser Belastung proportional. Man kann daher aus dem Federweg einer Tragfedergruppe den auf den betreffenden Seitenrahmen entfallenden Lastanteil 2F des Fahrzeuggewichts ermitteln. Da sich bei einem Drehkran das Fahrzeuggewicht entsprechend der Lastaufnahme verändert und sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs entsprechend der jeweiligen Arbeitsstellung des Kranauslegers 8 verlagert, ergeben sich für die Seitenrahmen unterschiedliche Lastanteile 2F1,2F2, 2F3,2F4. Um aus dem jeweiligen Lastanteil, z.B. 2F1, die tatsächlichen Radlasten der an dem betreffenden Seitenrahmen 23 gelagerten Fahrzeugräder ermitteln zu können, muss der auf den betreffenden Seitenrahmen entfallende Gewichtsanteil der unabgefederten Fahrwerksteile, also des Seitenrahmens, der Radsätze und allfälliger Triebwerksteile, zu dem Lastanteil 2F1 hinzugerechnet werden. Da der Lastanteil 2F1 auf die Mittelachse 27 der Tragfedergruppe bezogen ist, die Radlasten hingegen auf Schienenmitte zu beziehen sind,

muss der vorgenannte Summenwert entsprechend dem Verhältnis der Abstände der Mittelachse 27 bzw. der Schienenmitte 28 von der Gleisachse 29 umgerechnet werden. Das nunmehr auf Schienenmitte 28 bezogene Ergebnis 2R1 entspricht den Radlasten beider, an dem betreffenden Seitenrahmen 23 gelagerter Fahrzeugräder.

Aus Fig. 3 ist die Anordnung zur Ermittlung des Federweges bzw. des Lastanteils 2F1 eines Drehgestell-Seitenrahmens 23 ersichtlich. Der Seitenrahmen 23 weist eine mittige, rechteckförmige Ausnehmung 30 auf, in welcher das auf die Schraubenfedern 26 abgestützte äussere Ende 31 der Drehgestellwiege 25 vertikal gleitbar geführt ist. In einer der beiden seitlichen Ausnehmungen 32 des Seitenrahmens 23 ist ein als Drehpotentiometer 33 ausgebildeter, elektrischer Wegaufnehmer angeordnet, dessen drehbares Regelorgan 34 über einen, über zwei Seilrollen 35 geführten Seilzug 36 mit der Drehgestellwiege 25 bewegungsverbunden ist. Die in der Ausnehmung 30 befindliche Seilrolle 35 ist zwischen den Schraubenfedern 26 derart angeordnet, dass das nach oben verlaufende Ende des Seilzugs 36 in der Mittelachse 27 der Tragfedergruppe verläuft.

Aus Fig. 3 ist weiter ein doppeltwirkender Druckzylinder 37 eines bereits eingangs beschriebenen Radlast-Ausgleichs-systems ersichtlich, welcher einerseits am Drehgestell-Seiten-rahmen 23 und andererseits am Fahrzeugrahmen 6 angelenkt ist. Die bei aussermittiger Lage des Fahrzeugschwerpunkts vom Druckzylinder 37 erzeugte Zusatzkraft muss bei der Ermittlung der Radlasten R1 mitberücksichtigt werden. Zu diesem Zweck ist ein mit den Druckausgleichsleitungen 38 verbundener, elektrischer Druckaufnehmer 39 vorgesehen, der einen dem Druck im Zylinder 37 proportionalen elektrischen Messwert liefert und der über eine Leitung 40 mit der elektrischen Schaltungsanordnung 14 verbunden ist.

Fig. 4 zeigt das Gesamtschema der Überwachungseinrichtung 13. Die elektrische Schaltungsanordnung 14 weist ein-gangsseitig je Drehgestell-Seitenrahmen 23 ein Differenzglied 41 auf, dessen einer Eingang über die Leitung 17 mit dem Drehpotentiometer 33 und dessen anderer Eingang über die Leitung 40 mit dem Druckaufnehmer 39 des jeweiligen Seitenrahmens verbunden ist. Das Ausgangssignal des Differenzgliedes 41 entspricht dem auf den betreffenden Seitenrahmen entfallenden Lastanteil 2F1 ... 2F4, wobei die Zusatzkraft des Radlast-Ausgleichssystems bereits mitberücksichtigt ist. Die Ausgänge der Differenzglieder 41 sind mit den Eingängen einer Summier-Schaltung 42 verbunden, die zwei weitere Eingänge 43 bzw. 44 zur Eingabe fixer Grössen, und zwar des Gewichtsanteils der unabgefederten Fahrwerksteile (Eingang 43) und des Eigengewichts des Drehkrans (Eingang 44) aufweist. In der Summier-Schaltung 42 werden aus den eingegebenen Werten, wie zuvor beschrieben, die Radlastwerte Rl, R2, R3, R4gebildet, an gesonderten Anzeigegeräten 45 zur Anzeige gebracht und den Eingängen einer Vergleichsschaltung 46 zugeführt. In dieser Vergleichsschaltung 46 wird der jeweils kleinste Radlastwert ermittelt, der in einem nachgeschalteten Differenzglied 47 mit einem, der Radlast bei Leerfahrt des Fahrzeuges entsprechenden, über den zweiten Eingang 48 eingegebenen Messwert verglichen wird. Am Ausgang des Differenzgliedes 47

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steht ein den Entlastungsgrad des jeweils am wenigsten belasteten Fahrzeugrades bzw. -radpaares kennzeichnender Standsicherheits-Kontrollwert zur Verfügung, der auf einem nachgeschalteten Anzeigegerät 49 ersichtlich gemacht wird.

Die Schaltungsanordnung umfasst weiter zwei Überwachungsorgane 50, die jeweils mit den Radlastwerten RI, R2 bzw. R3, R4 zweier bezüglich der Gleisachse 29 einander gegenüberliegender Drehpotentiometer 33 beaufschlagt sind. In jedem der Überwachungsorgane 50 wird ein dem Verhältnis der beiden Radlastwerte entsprechender Fahrsicher-heits-Kontrollwert gebildet und mit einem vorgegebenen oberen sowie unteren Grenzwert verglichen. Erreicht einer der beiden Kontroll werte den oberen oder unteren Grenzwert, so wird über eine den beiden Überwachungsorganen 50 nachgeschaltete Torschaltung 51 an einer Warneinrichtung 52 ein optisches und bzw. oder akustisches Warnsignal ausgelöst. Die rein schematisch dargestellte Warneinrichtung 52 kann z.B. aus einer Lampe 53 und bzw. oder einer Hupe 54 bestehen. Solange beide Fahrsicherheits-Kontrollwerte innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches verbleiben, ist für das in Fahrt befindliche Fahrzeug die zur sicheren Spurführung erforderliche Radlastverteilung, d.h. also Entgleisungssicherheit gewährleistet.

Für Fahrzeuge mit Lastaufnahmeorganen, wie Eisenbahn-Drehkräne, Gleis- bzw. Weichenverlegemaschinen od. dgl., ist ein weiterer Schaltungsteil zur Bildung eines Belastungsgrad-Kontrollwertes vorgesehen. Dieser umfasst ein Differenzglied 55, dessen einer Eingang mit der Summier-Schaltung 42 verbunden und von dieser mit einem der aufgenommenen Last entsprechenden Messwert beaufschlagt ist.

Dieser Lastmesswert wird durch Summieren sämtlicher Radlastwerte RI bis R4 und Abzug des Fahrzeugeigengewichtes in der Summier-Schaltung 42 gebildet. Der zweite Eingang des Differenzgliedes 55 steht mit einer Rechenschaltung 56 in Verbindung, die im Falle des Ausführungsbeispiels vier Eingänge aufweist. Über den ersten Eingang, der über die Leitung 19 mit dem Messwertaufnehmer 21 in Verbindung steht, wird der Rechenschaltung 56 ein der jeweiligen Länge des teleskopartig ausziehbaren Kranauslegers 8 entsprechender Messwert eingegeben. Über den zweiten, über die Leitung 20 mit dem Messwertaufnehmer 22 verbundenen Eingang wird die Rechenschaltung 56 mit einem, dem jeweiligen Erhebungswinkel des Kranauslegers 8 gegenüber der Horizontalen entsprechenden Messwert belegt. Die beiden weiteren Eingänge 57 und 58 dienen zur Eingabe geometrischer Festwerte des Krans, z.B. des Radius der Schnabelrolle, der Exzentrizität der horizontalen Schwenkachse 12 gegenüber der vertikalen Drehachse 11 des Krans od. dgl. Aus den genannten Messwerten wird in der Rechenschaltung 56 ein, der maximalen Belastbarkeit des Kranauslegers 8 in der jeweiligen Arbeitsstellung entsprechender Vergleichs-Mess-wert gebildet. Aus diesem, gegebenenfalls an einem Anzeigegerät 59 ersichtlichen Vergleichs-Messwert und dem der aufgenommenen Last entsprechenden Messwert wird vom Differenzglied 55 ein dem Verhältnis dieser beiden Lastmesswerte entsprechender Belastungsgrad-Kontrollwert gebildet und an einem Anzeigegerät 60 zur Anzeige gebracht. An die Rechenschaltung 56 sind im Falle des Ausführungsbeispiels noch zwei weitere Anzeigegeräte angeschlossen. Das eine Anzeigegerät 61 dient zur Anzeige der jeweiligen Gesamthöhe des Krans, d.h. des Vertikalabstandes des freien Endes des Kranauslegers 8 von der Gleisebene. Diese Anzeige ermöglicht die Überwachung der Einhaltung des erforderlichen Mindestabstandes des Kranauslegers gegenüber der Fahrleitung. Eine dem Anzeigegerät 61 nachgeschaltete Warneinrichtung 63 signalisiert das Erreichen eines oberen Sicherheits-Grenzwertes für die Gesamthöhe des Krans. An dem anderen Anzeigegerät 62 kann der jeweilige Arbeitsradius des Kranauslegers abgelesen bzw. überwacht werden.

Die elektrische Schaltungsanordnung 14 umfasst im Falle des Ausführungsbeispieles zusätzlich eine sowohl mit dem Standsicherheits-Kontrollwert als auch dem Belastungsgrad-5 Kontrollwert belegte, jedoch nur für den jeweils grösseren Kontrollwert durchlässigen Torschaltung 64, an deren Ausgang eine Anzeigevorrichtung 65 und eine Warneinrichtung 66 angeschlossen sind. An Hand der Anzeigevorrichtung 65 kann jederzeit überwacht werden, ob sich einer der beiden io Kontrollwerte dem Sicherheits-Grenzwert nähert bzw.

welche Sicherheitsreserven für diesen Kontrollwert noch vorhanden sind. Das Erreichen des Sicherheits-Grenzwertes wird von der Warneinrichtung 66 signalisiert.

In Fig. 5 und 6 ist ein Gleisbearbeitungsfahrzeug mit ver-ls änderlicher Radlastverteilung, und zwar ein Weichen-Umbaufahrzeug 67 dargestellt. Der in seinem Mittelbereich als brückenartiger Fahrwerkträger ausgebildete Fahrzeugrahmen 68 ist auf zwei, als zweiachsige Drehgestelle ausgebildete Schienenfahrwerke 69 aufgelagert. In den beiden Endbe-20 reichen des Fahrzeugrahmens 68 angeordnete, höhenverstellbare Raupenfahrwerke 70 dienen der Abstützung bzw. Fortbewegung des Umbaufahrzeuges 67 im gleislosen Bereich der jeweiligen Umbaustelle. Das Umbaufahrzeug 67 ist mit einer Einrichtung 71 für die Aufnahme, den Transport und die 2s Verlegung von Weichenjochen 72 ausgestattet. Diese Einrichtung umfasst einen Längsträger 73, welcher über quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufende, horizontale Führungen 74 mit dem Fahrzeugrahmen 68 seitenverstellbar verbunden ist. An dem Längsträger 73 sind mehrere, voneinander distan-30 zierte Hebezeuge 75 angeordnet, an welchen jeweils ein, quer zur Fahrzeuglängsachse sich erstreckender Querträger 76 höhenverstellbar aufgehängt ist. Jeder Querträger 76 weist zum Unterfassen der Schienen des Weichenjoches 72 ausgebildete hakenartige Greiforgane 77 auf.

35 Fig. 6 zeigt die Arbeitsposition der Einrichtung 71 vor dem Verlegen eines Weichenjoches 72. Infolge der seitlichen Versetzung des Abzweiggleises 78 gegenüber dem Stammgleis 79 der Weiche muss der Längsträger 73 in seinen Führungen 74 so weit seitwärts verschoben werden, bis die Achsen des 40 Stammgleises 79 und des verlegten Gleises zusammenfallen. Dadurch wird der Gesamtschwerpunkt des mit dem Weichenjoch 72 beladenen Umbaufahrzeuges 67 zur Seite des Abzweiggleises 78 hin verlagert. Da ausserdem der Schwerpunkt des Weichenjoches 72 selbst nicht in der Längsmitte 45 des Weichenjoches, sondern zum Herzstückbereich hin versetzt liegt, ergibt sich eine ungleichmässige Lastverteilung auf die Räder der Schienenfahrwerke 69. Das Umbaufahrzeug 67 ist deshalb mit einer Überwachungseinrichtung 80 ausgestattet, die - wie im Falle des Ausführungsbeispieles nach so Fig. 1 bis 3 - eine elektrische Schaltungsanordnung 81, eine Radlast-Anzeigevorrichtung 82 sowie eine Warneinrichtung 83 umfasst, und die zumindest in einer der beiden Bedienerkabinen 84 des Umbaufahrzeuges 67 angeordnet ist. Die Eingänge der Überwachungseinrichtung 80 sind über Leitungen 55 85 mit elektrischen Wegaufnehmern 86 verbunden, die jeweils einem der vier Drehgestell-Seitenrahmen 87 der beiden Schienenfahrwerke 69 zugeordnet sind. Die Bauart der Schienenfahrwerke 69 stimmt weitgehend mit der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 überein. Abweichend ist lediglich 60 die Anordnung der Wegaufnehmer 86, die hier im Zentrum der jeweiligen Tragfedergruppe angeordnet sind.

Für die elektrische Schaltungsanordnung 81 ergeben sich gegenüber dem Schaltbild nach Fig. 4 folgende Vereinfachungen bzw. Veränderungen:

65 Da an dem Umbaufahrzeug 67 kein Radlast-Ausgleichssystem vorgesehen ist, entfallen Differenzglieder 41, und die Eingänge der Summier-Schaltung 42 sind über die Leitungen 85 direkt mit den Wegaufnehmern 86 verbunden. Der die

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Bauteile 56 bis 63 umfassende Schaltungsteil zur Bildung des Belastungsgrad-Kontrollwertes kann entfallen bzw. derart modifiziert werden, dass ein für die zulässige Seitenverschiebung des beladenen Längsträgers 73 charakteristischer Sicherheits-Kontrollwert gewonnen wird.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen von Schienenfahrzeugen und die beispielsweise angegebenen Schaltungsanordnungen. Die Erfindung ist ebenso auf Schienenfahrzeuge für den Gleisbau und für den Gleisunterhalt, bei welchen sich durch Arbeitskräfte oder Lastverlagerungen eine ungleich-massige Radlastverteilung ergibt, mit gleichen Vorteilen anwendbar. So kann z.B. bei Mehrschwellen-Stopfmaschinen die durch die Reaktionskräfte des Schotters gegen das Eindringen der Stopfwerkzeuge hervorgerufene, bei stark verkrustetem Schotterbett erhebliche Entlastung des dem Stopfaggregat benachbarten Fahrwerks laufend überwacht 5 und unter Kontrolle gehalten werden. Ebenso kann die Kippsicherheit von auf einem Fahrzeugverband verfahrbaren, zur Lastübergabe bzw. -Übernahme zur Gleisaussenseite hin verschwenkbaren Laufkränen durch Ermittlung und Überwachung der Radlastwerte kontrolliert werden. In allen diesen io Fällen können weiter die den Radlasten bzw. deren Verteilung entsprechenden Messwerte in vorteilhafter Weise gegebenenfalls zur Steuerung von Arbeits- oder Fahrantrieben der betreffenden Fahrzeuge mit herangezogen werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

649332 PATENTANSPRÜCHE

1. Schienenfahrzeug für den Gleisbau und/oder Gleisunterhalt mit einem Fahrzeugrahmen (6; 68), der über Tragfedern oder -federgruppen auf Räder (24) zweier voneinander distanzierter, ein- oder mehrachsiger Schienenfahrwerke (2; 69) abgestützt ist und einer Einrichtung (13; 80) zur ständigen Überwachung der Radlasten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tragfeder oder -federgruppe (26) beider Schienenfahrwerke (2; 69) ein den jeweiligen Federweg erfassender und zur Abgabe wegabhängiger elektrischer Messwerte ausgebildeter Wegaufnehmer ( 18; 33; 86) zugeordnet ist, und dass die Überwachungseinrichtung (13; 80) eine - zur Bildung von Radlastwerten aus den Wegmesswerten und den jeweiligen Gewichtsanteilen der unabgefederten Fahrwerksteile (23,24; 87) - ausgebildete Summier-Schaltung (42), eine mit dieser verbundene Radlast-Anzeigevorrichtung (15; 45; 82) und eine zur Signalabgabe bei Erreichen vorgegebener Radlast-Grenz-werte ausgebildete Warneinrichtung (16; 52; 83) umfasst.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (13; 80) eine Vergleichsschaltung (46) aufweist, die zur Ermittlung des jeweils kleinsten Radlastwertes und zur laufenden Abgabe eines den Entlastungsgrad des betreffenden Rades in bezug auf die Radlast bei Leerfahrt des Fahrzeuges kennzeichnenden Standsicher-heits-Kontroll wertes ausgebildet ist und dass weiter die Überwachungseinrichtung ein Gerät (49) zur Anzeige des Stand-sicherheits-Kontrollwertes aufweist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei bezüglich der Gleisachse (29) einander gegenüberliegenden, insbesondere von Potentiometern gebildeten Wegaufnehmern (18; 33; 86) ein - über eine Schaltungsordnung (14; 81) mit den entsprechenden Radlastwerten der beiden Wegaufnehmer beaufschlagbares, zur laufenden Abgabe eines dem Verhältnis der beiden Radlastwerte entsprechenden Fahrsicherheits-Kontrollwertes ausgebildetes - Überwachungsorgan (50) zugeordnet ist, das mit der -zur Signalabgabe bei Erreichen vorgegebener Grenzwerte des Fahrsicherheits-Kontrollwertes ausgebildeten - Warnein-richtung (52) verbunden ist.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass - bei Anordnung von zum Ausgleichen der Radlast dienenden und jeweils einer Tragfeder oder -federgruppe (26) zugeordneten Druckzylindern (37) und mit die gleichartigen Zylinderkammern der jeweils an einer Fahrzeuglängsseite gelegenen Druckzylinder verbindenden Leitungen (38) - der Summier-Schaltung (42) je Tragfeder oder -federgruppe (26) ein Differenzglied (41) vorgeschaltet ist, dessen einer Eingang mit dem Wegaufnehmer (18; 33; 86) und dessen anderer Eingang mit einem vom Druck im zugeordneten Druckzylinder (37) beaufschlagbaren, elektrischen Druckaufnehmer (39) verbunden ist.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass - bei Anordnung bewegbarer Lastaufnahmeorgane, z.B. eines in mehreren Raumrichtungen verstellbaren Eisenbahn-Drehkranauslegers (8), - die Überwachungseinrichtung ein weiteres Differenzglied (55) aufweist, dessen einer Eingang über die Summier-Schaltung (42) mit einem der aufgenommenen Last entsprechenden Messwert und dessen anderer Eingang mit einem der maximalen Belastbarkeit des Lastaufnahmeorganes in der jeweiligen Arbeitsstellung entsprechenden Messwert beaufschlagbar ist, und welches zur laufenden Abgabe eines dem Verhältnis der beiden Lastmesswerte entsprechenden Belastungsgrad-Kontrollwertes ausgebildet ist, und dass die Überwachungseinrichtung ein Gerät (60) zur Anzeige des Belastungsgrad-Kontrollwertes aufweist.

6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung eine Anzeigevorrichtung

(65) zur gemeinsamen Anzeige zumindest der Standsicher-heits- und der Belastungsgrad-Kontrollwerte aufweist.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannten Anzeigevorrichtung (65) eine mit beiden Kontrollwerten beaufschlagbare, jedoch nur für den jeweils grösseren Kontrollwert durchlässige Torschaltung (64) vorgeschaltet ist.

8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der genannten Anzeigevorrichtung (65) eine - zur Signalabgabe bei Erreichen eines für jeweils zwei Kontroll werte gemeinsamen Sicherheits-Grenzwertes ausgebildete - Warneinrichtung (66) zugeordnet ist, insbesondere bei Weichen-Umbaufahrzeugen (67) z.B. den Standsicherheits-Kontroll-wert sowie einen, die zulässig seitliche Verschiebung des mit dem Weichenjoch (72) beladenen Längsträgers (73) kennzeichnenden Kontrollwert.

9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (13; 80) eine weitere Anzeige- und/oder Warneinrichtung (61,62,63) für die jeweiligen Arbeitsstellungen bzw. Verstellgrössen des Lastaufnahmeorganes, z.B. den Arbeitsradius oder die Gesamthöhe über Gleisniveau, aufweist.

10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Radlast-Anzeigevorrichtung (15; 45; 82) und die Radlastgrenzwert-Warneinrichtung (52) in der Bedienerkabine (9; 84) des Fahrzeuges (1 ; 67), vorzugsweise an einem zentralen Steuerpult, angeordnet sind.

11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit als zweiachsige Drehgestelle ausgebildeten Schienenfahrwerken und je einer in Längsmitte jedes Drehgestell-Seitenrahmens zwischen diesem und der Drehgestellwiege angeordneten Tragfedergruppe, dadurch gekennzeichnet, dass als Wegaufnehmer je Drehgestell-Seitenrahmen (23) ein an diesem befestigtes Drehpotentiometer (33) vorgesehen ist, dessen drehbares Regelorgan (34) mit der Drehgestellwiege (25) bewe-gungsverbunden ist.

12. Fahrzeug nach Anspruch 11, mit einer aus vier, um die vertikale Mittelachse des Drehgestell-Seitenrahmens gruppierten Schraubenfedern bestehenden Tragfedergruppe, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehpotentiometer (33) in einer von der Mittelachse (27) distanzierten Ausnehmung (32) des Drehgestell-Seitenrahmens (23) angeordnet und das Regelorgan (34) des Drehpotentiometers (33) über einen zwischen zwei benachbarten Schraubenfedern (26) hindurchgeführten und über eine im Mittelbereich der Tragfedergruppe angeordnete Seilrolle (35) nach oben in die vertikale Mittelachse des Drehgestell-Seitenrahmens umgelenkten Seilzug (36) mit der Drehgestellwiege (25) verbunden ist.