СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРХНОСТИ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ ГОЛОВКИ РЕЛЬСА Российский патент 2024 года по МПК B61K9/08 E01B35/06 

Изобретение касается способа определения характеристики (состояния, свойства) поверхности по меньшей мере одной головки рельса, в частности, на ее поверхности катания, вдоль проложенной и образованной рельсами рельсовой нитки. Далее, изобретение касается также еще мобильной измерительной установки, которая выполнена для определения характеристики (состояния, свойства) поверхности по меньшей мере одной головки рельса, в частности, на ее поверхности катания, вдоль проложенной и образованной рельсами рельсовой нитки.

Из DE 4237713 A1 известна выполненная родственным образом измерительная система для непрерывного измерения волнистых неровностей рельса. Измерительная система включает в себя обкатывающиеся по рельсовому пути ребордные колеса, а также измерительный вагон, имеющий раму вагона и расположенный на раме детектор расстояния для бесконтактного измерения расстояния до рельса. Детектор расстояния, работающий как бесконтактный и выполненный как лазерный дальномер, посредством сигнальной линии соединен с устройством для записи, обработки и выдачи измерительных сигналов. Одно из ребордных колес выполнено как путеизмерительное колесо и оснащено приоритетным энкодером для испускания импульсов пути, которые по сигнальной линии тоже передаются в устройство для обработки. Далее, детектор расстояния установлен в линейной направляющей, соединенной с рамой вагона, с возможностью смещения в вертикальном направлении относительно рамы вагона, а также с виброизоляцией. Детектор расстояния соединен со вспомогательной массой, которая, со своей стороны, посредством мягкой пружины, в частности пневмопружины, и демпфера оперта с возможностью вертикального смещения на линейную направляющую. Вследствие возникающих колебаний и связанного с ними относительного движения датчика по отношению к измерительной поверхности рельсов возникали неточности или перестановка за пределы области измерения.

DE 10003675 A1 описывает устройство для измерения шероховатости ходовой поверхности рельсов при движении. Это устройство включает в себя головку для измерения расстояния, имеющую источник излучения и детектор излучения, при этом с помощью источника излучения упомянутая ходовая поверхность может подвергаться воздействию электромагнитного излучения, а с помощью детектора излучения может обнаруживаться отражаемое упомянутой ходовой поверхностью излучение. Далее, устройство располагает датчиком номинальной высоты, который подает соответствующий некоторой номинальной высоте номинальный сигнал для регулирующего модуля. Этот регулирующий модуль через цифро-аналоговый преобразователь, а также второй преобразователь управляющего сигнала, подключен к перестановочному двигателю узла вертикальной перестановки. Головка для измерения расстояния через первый аналого-цифровой преобразователь подключена к регулирующему модулю, в который, таким образом, в качестве фактического сигнала может запитываться действительное расстояние от головки для измерения расстояния до поверхности указанной ходовой поверхности. С помощью регулирующего модуля в перестановочный двигатель узла вертикальной перестановки могут запитываться регулирующие сигналы, имеющие большое применительно к шероховатости ходовой поверхности усредненное время для соблюдения среднего расстояния до ходовой поверхности в пределах некоторой ширины варьирования около номинальной высоты. При процессах измерения не всегда могла соблюдаться дистанция между источником излучения и поверхностью рельса на точно заданном расстоянии.

DE 2617192 A1 раскрывает способ измерения вертикальных деформаций железнодорожных рельсовых путей путем смещения устройства, имеющего сканеры рельсов, как измерительной базы в продольном направлении рельсов, для измерения изменения глубины волны у каждой рельсовой нитки. Одновременно применяются несколько измерительных баз, имеющих уменьшающуюся измеряемую длину, которые располагаются ступенчато таким образом, чтобы при аналитической обработке глубин, измеренных соответствующими сканерами каждой следующей одна за другой измерительной базы, по меньшей мере частично заполнялись пропуски измерения, которые возникают у указанной или указанных предыдущих измерительных баз при некоторых длинах волны, причем в итоге получается реальное отображение ошибок для всех желаемых длин волны вертикальных деформаций.

EP 0986732 B1 описывает способ, а также измерительное устройство для измерения образованных рифлями и/или длинными волнами неровностей в поверхности объекта с измерительной платформы, причем эта измерительная платформа и объект движутся друг относительно друга. Для этого измерительное устройство инсталлировано на измерительной платформе, которая передвигается вдоль рельса с любой скоростью, при этом измерительная платформа вместе с измерительным устройством инсталлирована на нижней стороне приводного или буксируемого измерительного вагона. Для точного суждения о неровностях ходовой поверхности требуется, чтобы измерение осуществлялось на жестком расстоянии от внутренней грани рельса. Измерительная платформа, со своей стороны, подвижно размещена на измерительном вагоне в плоскости профиля поперечного сечения рельса, так что она может двигаться относительно рельса в вертикальном направлении и поперек продольного направления рельса. На измерительной платформе дополнительно расположена сенсорная система позиционирования, выходной сигнал которой передается в управляющий компьютер. Управляющий компьютер на выходе соединен с системой привода, посредством которой измерительная платформа может переставляться в вертикальном направлении и/или поперек продольного направления рельсов на заданные участки пути. И здесь при процессах измерения не всегда можно было соблюдать точное расстояние между измерительным устройством и поверхностью рельса.

Задачей настоящего изобретения было преодолеть недостатки уровня техники и предоставить способ и мобильную измерительную установку, посредством которых пользователь может обеспечить надежное и постоянно точное позиционирование указанного по меньшей мере одного датчика над продольным профилем рельса во время перемещения измерительной установки по рельсам.

Эта задача решается с помощью способа и измерительной установки для определения характеристики (состояния, свойства) поверхности по меньшей мере одной головки рельса согласно формуле изобретения.

Предлагаемый изобретением способ служит для определения характеристики поверхности по меньшей мере одной головки рельса, в частности, ее поверхности катания, вдоль проложенной и образованной рельсами рельсовой нитки. Для лучшего и более легкого определения различных направлений пространства осуществляется указание или определение соответствующей по меньшей мере одной определяемой соответствующим рельсом плоскости рельса, которая, следовательно, образует соответствующую базовую плоскость, в частности для относительной перестановки держателя измерительной базы по отношению к раме вагона. При ровном горизонтальном, а также ровном вертикальном взаимном расположении двух взаимосвязанных рельсов плоскости рельсов расположены, проходя в общей горизонтальной плоскости. В зависимости от формы поперечного сечения рельса, каждая плоскость рельса может представлять собой прилегающую к каждому искомому продольному участку поверхности тангенциальную плоскость. В частности тогда, когда рельс, если смотреть в его поперечном сечении, имеет искривленно выполненную поверхность катания.

Для выполнения способа определения и/или измерения предусмотрены следующие этапы:

- предоставляется измерительный вагон, имеющий раму вагона и опертые с возможностью вращения на эту раму вагона ходовые колеса, при этом рама вагона посредством ходовых колес опирается на по меньшей мере один из рельсов и может перемещаться по рельсам;

- также предоставляется по меньшей мере один измерительный узел, имеющий по меньшей мере одну первую измерительную систему, включающую в себя держатель измерительной базы, направляющую систему и по меньшей мере один первый датчик, причем по меньшей мере один первый датчик располагается на держателе измерительной базы. Направляющая система, со своей стороны, расположена на раме вагона, при этом также держатель измерительной базы устанавливается с возможностью относительного перемещения посредством направляющей системы, предпочтительно в нормальной ориентации по отношению к соответствующей плоскости рельса, по отношению к раме вагона, и

- перемещение измерительного вагона по рельсам. Во время движения перемещения по рельсам осуществляется определение характеристики поверхности по меньшей мере одной головки по меньшей мере одного рельса. Далее, при этом еще предусмотрено,

- что держатель измерительной базы вместе с указанным по меньшей мере одним первым датчиком во время перемещения измерительного вагона по рельсам посредством опорного устройства механически опирается на или об указанный по меньшей мере один рельс, и

- что указанный по меньшей мере один первый датчик во время перемещения измерительного вагона посредством опорного устройства и по отношению к каждому положению опоры опорного устройства на рельсе всегда направляется продольно над рельсом на предопределенном, фиксированном расстоянии от него.

При выбранных здесь этапах способа предпочтительно, что так всегда гарантируется, что держатель измерительной базы вместе с находящимся на нем датчиком опирается прямо на механическое основание на ходовой поверхности рельса и направляется продольно по нему. Так благодаря прямому, физическому опиранию гарантируется точное измерение всегда в пределах заданной датчиком области измерения. Измерительный вагон посредством своих ходовых колес опирается на рельс, при этом удерживаемые на раме вагона ходовые колеса, если смотреть в продольном направлении рельсов, расположены, будучи удалены на предопределенное расстояние друг от друга. Чаще всего это осуществляется, если смотреть в направлении движения, в передней и задней концевой области рамы вагона. Чем длиннее выбирается это расстояние, для измерительного вагона достигается достаточно параллельная ориентация по отношению к продольной протяженности рельсов. Тем самым также по большей части предотвращаются слишком сильные движения перекоса измерительного вагона во время движения с целью измерения вследствие возможных неровностей или отклонений от воображаемой прямой.

Далее, предпочтителен метод, при котором опорное устройство держателя измерительной базы образуется по меньшей мере одним опорным колесом. Тем самым может достигаться легкоходовое и надежное опирание. Далее, так может также предотвращаться прилипание опорного устройства к поверхности рельса, что при движении вперед может приводить к созданию дополнительных колебаний или вибраций и вместе с тем к неточным результатам измерения. Далее, благодаря почти или приблизительно линейному или точечному, если смотреть в направлении оси вращения, опиранию колеса на поверхность рельса может улучшаться точность результата измерения.

Другая предпочтительная методика характеризуется тем, что указанное по меньшей мере одно опорное колесо образуется шарикоподшипником, и этот шарикоподшипник на своей окружной наружной поверхности снабжен демпфирующим слоем, в частности из эластомерного материала. Тем самым может достигаться высокая точность направления, а также уменьшаться или вообще предотвращаться перенос колебаний от рельса на опорное устройство и, следовательно, также на датчик.

Предпочтителен также один из вариантов способа, при котором ходовые колеса измерительного вагона образуются шарикоподшипниками, и эти шарикоподшипники на своих окружных наружных поверхностях снабжены каждый демпфирующим слоем, в частности из эластомерного материала. Так может уменьшаться или вообще предотвращаться перенос колебаний от рельса на весь измерительный вагон.

Кроме того, предусмотрено, что ходовые колеса располагаются на измерительном вагоне в направлении продвижения измерительного вагона соответственно попарно друг за другом и ими образуется соответственно первая пара ходовых колес и по меньшей мере одна вторая пара ходовых колес. Тем самым может уменьшаться опорная нагрузка на каждое ходовое колесо. Но кроме того, при этом может также улучшаться точность параллельного направления измерительного вагона по поверхности рельса во время движения с целью измерения. Но дополнительно так может также достигаться лучшее и, прежде всего, более защищенное от перекоса движение с целью измерения измерительного вагона по рельсу.

Другая предпочтительная методика отличается тем, что первая пара ходовых колес в направлении продвижения измерительного вагона располагается на первом межосевом расстоянии между собой, а вторая пара ходовых колес в том же направлении располагается на втором межосевом расстоянии между собой, и первое межосевое расстояние и второе межосевое расстояние выбираются с разницей друг от друга по меньшей мере в 20%. Тем самым может достигаться еще лучшая и более постоянная точность направления по воображаемой прямой в направлении протяженности рельсов.

В соответствии с изобретением предусмотрено, что отношением двух межосевых расстояний друг к другу не образуется натуральное число. Так могут еще лучше минимизироваться или вообще предотвращаться вибрации во время движения с целью измерения, благодаря чему может достигаться еще лучший и более точный результат измерения.

Далее, предпочтителен метод, при котором указанным по меньшей мере одним первым датчиком находится шероховатость поверхности одного из рельсов. Тем самым могут определяться первые значения измерения характеристики поверхности рельса на его ходовой поверхности.

Другая предпочтительная методика отличается тем, что первая измерительная система оснащается по меньшей мере одним вторым датчиком, и во время перемещения измерительного вагона по рельсам указанным по меньшей мере одним вторым датчиком находится относительное перемещение указанного по меньшей мере одного первого датчика по отношению к раме измерительного вагона. Так благодаря дополнительному наличию второго датчика при измерении участка пути может определяться имеющаяся волнистость в продольном направлении рельсов. Относительное движение первого датчика, который расположен или, соответственно, закреплен на держателе измерительной базы, по отношению к измерительному вагону отображает продольный профиль в области контакта или прилегания опорного устройства к рельсу.

Предпочтителен также один из вариантов способа, при котором во время перемещения измерительного вагона по рельсам посредством путеизмерительного устройства измерительного узла находится пройденный измерительным вагоном участок пути. При этом соответственно найденные значения измерения могут ставиться в соответствие точному продольному положению на рельсе. Далее, может также еще точно отображаться волнистая форма поверхности рельса по продольному профилю рельса.

Другая методика отличается тем, что путеизмерительное устройство образуется или определяется собственным путеизмерительным колесом и/или одним из ходовых колес и/или указанным по меньшей мере одним образующим опорное устройство опорным колесом.

Далее, предпочтителен метод, при котором измерительный узел оснащается также по меньшей мере одной второй измерительной системой, и эта вторая измерительная система выполняется таким же образом, как и первая измерительная система, и каждой из этих двух измерительных систем находится характеристика поверхности по меньшей мере одного из двух рельсов. Тем самым создается возможность, например, одновременного выполнения вдоль обоих рельсов взаимосвязанной рельсовой нитки определения различных значений измерения или параметров для характеристики поверхности в движении с целью измерения. Но можно было бы еще расположить измерительные системы друг за другом и опереть их на находящийся напротив каждой из них рельс, например, с помощью опорного ролика, чтобы предотвратить перекос.

Другая предпочтительная методика отличается тем, что найденные измерительным узлом значения измерения переносятся или передаются в устройство аналитической обработки, и из этих значений измерения генерируется протокол аналитической обработки или измерения. Тем самым может предоставляться подтверждение найденной характеристики поверхности ее различными значениями измерения.

Предпочтителен также один из вариантов способа, при котором определение характеристики поверхности выполняется непосредственно вслед за процессом обработки указанного по меньшей мере одного рельса. Тем самым непосредственно после процесса обработки или дополнительной обработки, в частности перепрофилирования, указанного по меньшей мере одного рельса может констатироваться результат и созданное качество.

Но задача изобретения решается самостоятельно также с помощью измерительной установки для определения характеристики поверхности по меньшей мере одной головки рельса. Эта измерительная установка выполнена для того, чтобы выполнять указанное определение, в частности, на поверхности катания вдоль проложенной и образованной рельсами рельсовой нитки и при этом образовывать значения измерения. Каждым их двух находящихся в поперечном направлении рядом друг с другом рельсов определяется по меньшей мере по одной плоскости рельса, которые при ровном горизонтальном, а также ровном вертикальном взаимном расположении этих двух взаимосвязанных рельсов расположены, проходя в общей горизонтальной плоскости. Измерительная установка может служить, в частности, для выполнения способа определения характеристики поверхности и включает в себя

- измерительный вагон, имеющий раму вагона и опертые с возможностью вращения на эту раму вагона ходовые колеса, при этом рама вагона посредством ходовых колес может опираться на рельсы и может перемещаться по рельсам;

- измерительный узел, имеющий по меньшей мере одну первую измерительную систему, включающую в себя держатель измерительной базы, направляющую систему и по меньшей мере один первый датчик, причем этот по меньшей мере один первый датчик расположен на держателе измерительной базы, а направляющая система, со своей стороны, расположена на раме вагона, при этом также держатель измерительной базы установлен с возможностью относительного перемещения посредством направляющей системы, предпочтительно в нормальной ориентации по отношению к плоскости рельса, по отношению к раме вагона, и

- что держатель измерительной базы вместе с указанным по меньшей мере одним первым датчиком для определения характеристики поверхности посредством опорного устройства может механически опираться на по меньшей мере один из рельсов, и

- что указанный по меньшей мере один первый датчик во время перемещения измерительного вагона посредством опорного устройства и по отношению к каждому положению опоры опорного устройства на рельсе может всегда направляться продольно над рельсом на предопределенном, фиксированном расстоянии от него.

Достигнутое этим преимущество заключается в том, что так всегда гарантируется, что держатель измерительной базы вместе с находящимся на нем датчиком может опираться прямо на механическое основание на ходовой поверхности рельса и направляться продольно по нему. Благодаря прямому, физическому опиранию так гарантируется точное измерение всегда в пределах определяемой датчиком области измерения. Измерительный вагон посредством своих ходовых колес опирается на рельс, при этом ходовые колеса в продольном направлении рельса расположены, будучи удалены на предопределенное расстояние друг от друга. Чем длиннее выбирается это расстояние, для измерительного вагона достигается достаточно параллельная ориентация по отношению к продольной протяженности рельса. Тем самым также предотвращаются слишком сильные движения перекоса измерительного вагона во время движения с целью измерения вследствие возможных неровностей или отклонений от воображаемой прямой.

Далее, может быть предпочтительно, если опорное устройство для держателя измерительной базы включает в себя по меньшей мере одно опорное колесо. Тем самым может достигаться легкоходовое и надежное опирание. Далее, так может также предотвращаться прилипание опорного устройства к поверхности рельса, что при движении вперед может приводить к созданию дополнительных колебаний или вибраций и вместе с тем к неточным результатам измерений. Далее, благодаря почти линейному опиранию колеса на поверхность рельса может улучшаться точность результата измерения.

Другой вариант осуществления отличается тем, что указанное по меньшей мере одно опорное колесо образовано шарикоподшипником, и этот шарикоподшипник на своей окружной наружной поверхности снабжен демпфирующим слоем, в частности из эластомерного материала. Тем самым может достигаться высокая точность направления, а также уменьшаться или вообще предотвращаться перенос колебаний от рельса на опорное устройство и, следовательно, также на датчик.

Другой возможный вариант осуществления имеет те признаки, что ходовые колеса измерительного вагона образованы шарикоподшипниками, и эти шарикоподшипники на своих окружных наружных поверхностях снабжены каждый демпфирующим слоем, в частности из эластомерного материала. Так тоже может уменьшаться или вообще предотвращаться перенос колебаний от рельса на весь измерительный вагон.

В соответствии с изобретением предусмотрено, что ходовые колеса расположены на измерительном вагоне в направлении продвижения измерительного вагона соответственно попарно друг за другом и ими образуется соответственно первая пара ходовых колес и по меньшей мере одна вторая пара ходовых колес. Тем самым может уменьшаться опорная нагрузка на каждое ходовое колесо. Но кроме того, при этом может также улучшаться точность параллельного направления измерительного вагона по поверхности рельса во время движения с целью измерения. Но дополнительно так может также достигаться лучшее и, прежде всего, более защищенное от перекоса движение с целью измерения измерительного вагона по рельсу.

Также может быть предпочтительно, если первая пара ходовых колес в направлении продвижения измерительного вагона расположена на первом межосевом расстоянии между собой, а вторая пара ходовых колес в том же направлении расположена на втором межосевом расстоянии между собой, и первое межосевое расстояния и второе межосевое расстояние выбираются с разницей друг от друга по меньшей мере в 20%. Тем самым может достигаться еще лучшая и более постоянная точность направления по воображаемой прямой в направлении протяженности рельсов.

Предлагаемый изобретением вариант осуществления отличается тем, что отношение двух межосевых расстояний друг к другу не образует натурального числа. Тем самым могут минимизироваться вибрации во время движения с целью измерения.

Другой вариант осуществления предусматривает, что указанный по меньшей мере один датчик выполнен для определения шероховатости поверхности одного из рельсов. Тем самым могут определяться первые значения измерения характеристики поверхности рельса на его ходовой поверхности.

Другой вариант осуществления отличается тем, что первая измерительная система включает в себя по меньшей мере один второй датчик, и указанный по меньшей мере один второй датчик выполнен для того, чтобы находить относительное перемещение указанного по меньшей мере одного первого датчика по отношению к раме измерительного вагона во время перемещения измерительного вагона по рельсам. Так благодаря дополнительному наличию второго датчика при измерении участка пути может определяться имеющаяся волнистость в продольном направлении рельсов. Относительное движение первого датчика, который расположен или, соответственно, закреплен на держателе измерительной базы, по отношению к измерительному вагону отображает продольный профиль в области прилегания опорного устройства к рельсу.

Другой предпочтительный вариант осуществления отличается тем, что измерительный узел включает в себя также путеизмерительное устройство, и это путеизмерительное устройство выполнено для того, чтобы находить пройденный измерительным вагоном участок пути во время перемещения измерительного вагона по рельсам. При этом соответственно найденные значения измерения могут ставиться в соответствие точному продольному положению на рельсе. Далее, может также еще точно отображаться волнистая форма поверхности рельса по продольному профилю рельса.

Далее, может быть предпочтительно, если измерительный узел включает в себя также вторую измерительную систему, и эта вторая измерительная система выполнена таким же образом, как и первая измерительная система. Тем самым создается возможность, например, одновременного выполнения вдоль обоих рельсов взаимосвязанной рельсовой нитки определения различных значений измерения или параметров для характеристики поверхности в движении с целью измерения. Но можно было бы еще расположить измерительные системы друг за другом и опереть их на находящийся напротив каждой из них рельс, например, с помощью опорного ролика, чтобы предотвратить перекос.

Для лучшего понимания изобретения оно поясняется подробнее с помощью последующих фигур.

Показано, соответственно в сильно упрощенном, схематичном изображении:

фиг. 1: рельсовая нитка, имеющая возможный профиль рельсов, в поперечном сечении и в увеличенном изображении;

фиг. 2: измерительная установка, имеющая измерительный вагон и измерительный узел, включающий в себя опертый на механическое основание первый датчик на рельсе в ходе движения с целью измерения, на виде сбоку;

фиг. 3: поперечное сечение рельса вместе с находящимися в поперечном сечении рядом друг с другом траекториями измерения;

фиг. 4: поперечное сечение рельсовой нитки, имеющей по одной измерительной системе на каждом рельсе;

фиг. 5: один из возможных вариантов измерительного вагона измерительной установки в соответствии с фиг. 2, имеющий утрированно изображенную поверхность рельса в направлении его продольной протяженности, на виде сбоку.

Сначала следует констатировать, что в различно описанных вариантах осуществления одинаковые части снабжаются одинаковыми ссылочными обозначениями или, соответственно, одинаковыми обозначениями конструктивных элементов, при этом содержащиеся во всем описании пояснения могут переноситься по смыслу на одинаковые части, имеющие одинаковые ссылочные обозначения или, соответственно, одинаковые обозначения конструктивных элементов. Также выбранные в описании данные положений, такие как, например, вверху, внизу, сбоку и т.д., относятся к непосредственно описанной, а также изображенной фигуре, и эти данные положений при изменении положения могут переноситься по смыслу на новое положение.

Термин «в частности» понимается ниже так, что при этом речь идет о возможном более специальном исполнении или более подробной спецификации какого-либо предмета или этапа способа, но они не должны непременно представлять собой его обязательный, предпочтительный вариант осуществления или обязательную методику.

Применяемые здесь термины «включающий в себя», «имеет», «имеющий», «включает в себя», «включительно», «содержит», «содержащий», и всяческие их варианты должны покрывать не исключительное использование.

Другой общий термин «колеса» включает в себя все опертые с возможностью вращения предметы, в частности, в виде диска или в виде вала, имеющие идеально круглый контур очертания. В зависимости от толщины колеса в направлении его оси вращения оно может быть выполнено в виде диска или в виде вала. Эти опертые с возможностью вращения предметы, со своей стороны, оперты с возможностью вращения вокруг оси вращения, причем эта ось вращения имеет нормальную ориентацию по отношению в идеализированной плоскости круга. Колесо может включать в себя, например, неподвижное и стабильное тело колеса, а также расположенное на контуре очертания покрытие или собственный демпфирующий слой. Но можно было бы также еще образовать преобладающую часть колеса из эластомерного материала.

На фиг. 1 показано поперечное сечение рельсовой нитки 1, включающее в себя по меньшей мере одну пару рельсов 2, причем эти рельсы 2 расположены параллельно друг другу, будучи дистанцированы друг от друга на расстояние ширины колеи. Рельсы 2 на регулярных, предпочтительно коротких расстояниях закреплены чаше всего на выложенных поперек оси 3 рельсового пути шпалах 4 из бетона, тали, древесины или полимерного материала, причем здесь изображение крепежных элементов было опущено. Ось 3 рельсового пути образует среднюю ось, причем при горизонтальном расположении двух рельсов 2 друг относительно друга через среднюю ось может также проходить средняя плоскость в вертикальной ориентации.

Под термином рельса 2 рельсовой нитки 1 здесь понимаются все служащие для направления и/или опирания передвигающихся по ним единиц подвижного состава части рельсов или участки рельсов. Таким образом, под них попадают также стрелочные переводы, пересечения рельсов или же не прямолинейно проходящие части рельсов.

Оба рельса 2 определяют своими верхними сторонами или поверхностями по одной плоскости 13 рельса, которые при горизонтальном расположении, а также ровной вертикальной ориентации шейки 6 рельсов 2 друг относительно друга образуют или определяют одну общую горизонтальную плоскость. Плоскость 13 рельса указана посредством штрихпунктирной линии. Проходящая через ось 3 рельсового пути средняя плоскость имеет, со своей стороны, нормальную ориентацию по отношению к плоскости 13 рельса и составляет с ней чаще всего или предпочтительно угол в 90°, то есть прямой угол. При поперечном возвышении, таком как, например, на кривых или закруглениях, плоскость 13 рельса имеет отличающуюся от горизонтальной плоскости ориентацию. Каждая плоскость 13 рельса, в зависимости от продольного прохождения рельса, имеет также еще некоторую продольную протяженность, которая всегда задает базовую плоскость для последующего описания.

Рельсы 2 рельсовой нитки, как рельсовый путь вместе с рельсовыми скреплениями и балластной постелью, образуют верхнее строение участка железной дороги. В принципе, показанные и описанные здесь рельсы 2 образуют в железнодорожном деле линейные несущие и направляющие элементы и вместе с тем заданный путь следования для находящихся на них единиц подвижного состава. При этом следует упомянуть, что поперечное сечение рельсов 2 может быть выполнено самым различным образом, и это поперечное сечение было выбрано только в качестве примера.

Каждый из рельсов 2 включает в себя, если смотреть в его поперечном сечении, головку 5 рельса, шейку 6 рельса и подошву 7 рельса. При этом головка 5 рельса опирается на шейку 6 рельса, а подошва 7 рельса, со своей стороны, закреплена на шпале 4 или какой-либо другой подкладке или, соответственно, основании.

Часть головки 5 рельса, которой могут касаться не изображенные здесь колеса единицы подвижного состава, называется в этом контексте поверхностью 10 катания. Не изображенные гребни бандажа единиц подвижного состава расположены каждый на обращенных друг к другу сторонах рельсов 2, причем это также те стороны, которые обращены к оси 3 рельсового пути или, соответственно, середине рельсового пути. Головка 5 рельса ограничена по бокам внутренней боковой поверхностью 8 и расположенной напротив нее наружной боковой поверхностью 9. Распространяющийся, если смотреть в поперечном сечении, между боковыми поверхностями 8 и 9 участок профиля может в самом широком смысле называться поверхностью 10 катания рельса 2. Поверхность 10 катания каждого рельса 2 может состоять из ходовой поверхности 11 и рабочей грани 12. При этом ходовая поверхность 11 расположена, проходя на верхней стороне головки 5 рельса, при этом рабочая грань 12 образует переход к внутренней боковой поверхности 8, которая обращена к середине рельсового пути или, соответственно, оси 3 рельсового пути.

На поверхности 10 катания проложенных рельсов 2 со временем возникают повреждения, такие как, например, коррозия, износ, трещины, дефекты ходовой поверхности, такие как рифли, волны, пробоксовины, выкрашивание, изменения поперечного профиля, такие как уплощения бочкообразной ходовой поверхности, заусенцы, валики или тому подобное. Эти явления износа и/или повреждения, которые, если смотреть в поперечном сечении, ограничиваются по существу крайней наружной краевой областью поверхности 10 катания, могут по большей части устраняться посредством самых различных процессов обработки рельса 2. Чаще всего способом обработки резанием удаляется изношенный или, соответственно, поврежденный материал головки 5 рельса на поверхности рельса 2, и обработанная головка 5 рельса, насколько возможно, снова приближается к номинальному профилю рельса 2. Этот процесс обработки может также называться процессом перепрофилирования.

При обработке и/или профилировании и/или перепрофилировании поверхности 10 катания, в частности ее ходовой поверхности 11 и/или рабочей грани 12, обработка может распространяться также за пределы рабочей грани 12 на внутреннюю боковую поверхность 8. Но можно было бы также, вероятно, выполнять обработку также за пределами ходовой поверхности 11 на наружной боковой поверхности 9. Возможные способы обработки общеизвестны из уровня техники, при этом, например, преобладающий съем материала выполняется посредством процесса фрезерования, за которым чаще всего следует процесс точной обработки.

На фиг. 2 изображен измерительный узел 14 в упрощенном схематичном изображении на виде сбоку, при этом на фиг. 3 изображено поперечное сечение рельса. Измерительный узел 14 служит для того или выполнен для того, чтобы по поверхности 10 катания по меньшей мере одного из рельсов 2, а в частности, обоих рельсов 2 рельсовой нитки 1, можно было находить их характеристику поверхности. Под термином «характеристика поверхности» понимаются не только шероховатость поверхности, но и еще по меньшей мере волнистость поверхности рельса в направлении его продольной протяженности. Также под него попадают еще и ранее описанные повреждения и/или пластические деформации материала рельсов, в случае если движение с целью измерения должно было бы выполняться еще до начала процесса обработки.

Под термином «определения» понимается процесс измерения и/или регистрации одного значения измерения и/или нескольких значений измерения. Указанное одно или самые различные значения измерения находятся посредством еще более детально описанного ниже измерительного узла и при необходимости переносятся или передаются в устройство 15 аналитической обработки. Это устройство 15 аналитической обработки может быть расположено прямо на измерительном вагоне 16 и/или же на не изображенной подробно машине для обработки рельсов. Соответствующие линии связи с датчиками и/или измерительными устройствами были указаны штриховыми линиями. В устройстве 15 аналитической обработки могут сохраняться значения измерения и при необходимости генерироваться и выдаваться протокол аналитической обработки или измерения. Это может осуществляться в электронном и/или печатном виде.

Посредством измерительного узла 14 еще до процесса обработки может определяться соответствующее характеристика поверхности применительно к повреждениям и/или деформациям вследствие движения. Далее, может определяться также еще волнистость в направлении соответствующей продольной протяженности. Однако предпочтительно предусмотрено получение результата выполненной обработки, в частности перепрофилирования, по меньшей мере одного рельса 2 и при необходимости также еще документирования для целей подтверждения.

Процесс обработки, в частности перепрофилирования, осуществляется предпочтительно на проложенной рельсовой нитке 1 посредством мобильной машины для обработки рельсов во время ее продвижения по рельсам 2, как это тоже считается достаточно известным из уровня техники.

Измерительный узел 14 может быть предпочтительно сооружен на измерительном вагоне 16 или расположен на нем. Измерительный вагон 16 может, со своей стороны, включать в себя раму 17 вагона и несколько опертых с возможностью вращения на раме 17 вагона ходовых колес 18. Как упрощенно указано, рама 17 вагона посредством ходовых колес 18 оперта или, соответственно, может опираться на рельсы 2 и также может перемещаться по рельсам 2 для движения с целью измерения. Ходовые колеса 18 могут быть также расположены или располагаться на измерительном вагоне 16 соответственно попарно друг за другом, причем эти пары ходовых колес могут быть расположены в продольном направлении на расстоянии друг от друга. Измерительный вагон 16 вместе со своей рамой 17 вагона, если смотреть в поперечном направлении между рельсами 2, посредством ходовых колес 18 направляется продольно на рельсах 2 в предпочтительно параллельной ориентации по отношению к каждой плоскости 13 рельса и опирается на них.

Когда ходовые колеса 18 образуют соответственно взаимосвязанную и расположенную в направлении продольной протяженности рельсов 2 или в направлении продвижения измерительного вагона 16 друг за другом пару ходовых колес, надо принимать во внимание межосевое расстояние между двумя 18 ходовыми колесами 18 этой взаимосвязанной пары ходовых колес. Соответствующее межосевое расстояние 40, 41 между соответственно взаимосвязанными парами ходовых колес должно выбираться в зависимости от количества ходовых колес 18, их диаметра и/или общей длины измерительного вагона 16. Показанная здесь первая пара ходовых колес расположена, находясь в левой концевой области измерительного вагона 16, а указанная по меньшей мере одна вторая пара ходовых колес расположена, находясь в правой концевой области измерительного вагона 16. Могли бы быть также расположены или располагаться друг за другом в направлении продольной протяженности рельсов 2 или в направлении продвижения измерительного вагона 16 большее количество пар ходовых колес.

Так, может быть предусмотрено, чтобы первое межосевое расстояния 40 первой пары ходовых колес было выбрано или выбиралось по отношению к расположенной в направлении продольной протяженности рельсов 2 или в направлении продвижения измерительного вагона 16 на расстоянии от нее второй паре ходовых колес, имеющей свое второе межосевое расстояние 41, с разницей от него по меньшей мере в 20%. Также первое межосевое расстояние 40 и второе межосевое расстояние 41 не должны образовывать друг с другом целочисленное кратное. При этом отношение двух межосевых расстояний 40, 41 друг к другу не должно образовывать натурального числа.

Также на последующей фиг. 4 указано еще, что в поперечном направлении по отношению к продольной протяженности рельсов 2 или в направлении продвижения измерительного вагона 16 дополнительно может осуществляться попарное расположение у предпочтительно каждого из ходовых колес 18 рядом друг с другом. Расстояние в поперечном направлении зависит от профиля рельса. Оба ходовых колеса 18 могут быть расположены на одной общей физической оси ходового колеса. Но возможна была бы также отдельная опора каждого из ходовых колес 18 на раму 17 измерительного вагона 16. Когда первая пара ходовых колес, а также вторая пара ходовых колес предусмотрены в направлении продольной протяженности рельсов 2 или в направлении продвижения измерительного вагона 16, и у каждого из ходовых колес 18 осуществляется также, если смотреть в поперечном направлении, расположение рядом друг с другом, эта первая, а также эта вторая пара ходовых колес включает в себя соответственно всего четыре ходовых колеса 18. Так это может быть предусмотрено для каждого измерительного вагона, при этом ходовые колеса 18 каждого измерительного вагона 16 оперты на соответственно один и тот же рельс 2.

В показанном здесь примере осуществления измерительная установка 19 включает в себя по меньшей мере измерительный узел 14 и измерительный вагон 16 или образуется ими. Измерительный вагон 16 вместе с измерительным узлом 14 может быть выполнен как самостоятельный конструктивный узел и прицепляться к не изображенной подробно машине для обработки рельсов посредством сцепного устройства 20, такого как, например, сцепная штанга, и так двигаться совместно в направлении движения, будучи соединенным с ней движением. Чтобы (предотвратить?) перенос колебаний, исходящих от машины для обработки рельсов или какой-либо другой, выполненной в виде машины-тягача единицы подвижного состава, само сцепное устройство 20 может быть образовано из материала, который имеет виброизолирующие свойства. Это мог бы быть, например, воздушный сильфон, резиновая лента или тому подобное. Расположение всей измерительной установки 19, в частности измерительного вагона 16 вместе с измерительным узлом 14, может осуществляться внутри машины для обработки рельсов или под ней или же, если смотреть в направлении движения, быть предусмотрено вслед за ней.

Измерительный узел 14 включает в себя по меньшей мере одну первую измерительную систему 21, имеющую держатель 22 измерительной базы, направляющую систему 23 и по меньшей мере один первый датчик 24. Указанный по меньшей мере один первый датчик 24 расположен или закреплен на держателе 22 измерительной базы. Указанный по меньшей мере один первый датчик 24 выполнен предпочтительно для определения характеристики поверхности какого-либо из рельсов 2. Определение указанного или указанных значений измерения должно осуществляться бесконтактно. Для этого может применяться, например, хроматически конфокальный датчик, который также может называться датчиком белого света. Такие датчики 24 используют свойство дисперсионной оптики для расщепления созданного белого света на разные составляющие длины волны и преломления различной силы. Таким образом получаются несколько фокусных точек на различных расстояниях или дистанциях от соответствующего датчика 24. В зависимости от датчика, так могут получаться различные области измерения и разрешения, при этом область измерения может лежать в области значений, имеющей нижний предел 0,1 мм, в частности 1,0 мм, и верхний предел 20,0 мм, предпочтительно 2,0 мм.

При этом следует упомянуть, что, если смотреть в продольном направлении рельса, у рельса 2 в его поперечном направлении также могут быть предусмотрены рядом друг с другом несколько первых сенсоров 24. В зависимости от их конструктивного размера, допустимо и возможно непосредственное расположение друг за другом нескольких первых сенсоров 24. Так, на одном из рельсов 2 могут образовываться несколько находящихся в поперечном направлении рядом друг с другом траекторий измерения или полос измерения. Это видно лучше всего из фиг. 3, на которой показан один из рельсов 2 в его поперечном сечении. Были указаны и наглядно пояснены посредством размерных стрелок три расположенные в поперечном направлении рядом друг с другом траектории измерения или полосы измерения. Первые датчики 24 были указаны над поверхностью 10 катания. Расположение траекторий измерения или полос измерения на рельсе 2 чаще всего бывает установлено в норме, и их расположение по отношению к базовой области должно соблюдаться соответственно этим указаниям.

Ориентация сенсоров 24 может осуществляться таким образом, чтобы предпочтительно все имели нормальную ориентацию по отношению к плоскости 13 рельса, касающейся здесь поверхности 10 катания в ее высшей точке рельса 2.

Но можно было бы также расположить базовую плоскость, определяемую соответствующей плоскостью 13 рельса, если смотреть в поперечном сечении, в виде тангенциальной плоскости к соответствующей геометрии рельсов. В частности, при выпукло изогнутой поверхности 10 катания в области соответственно предусмотренной траектории измерения или полосы измерения соответствующего датчика 24 на рельсе 2.

У изображенного на фиг. 3 справа датчика 24 прибл. в середине ширины его участка измерения релевантная для этого плоскость 13 рельса указана в виде тангенциальной плоскости. Направление и перестановка этого датчика 24 может осуществляться в нормальном направлении к другой плоскости 13 рельса. Для этого может быть предусмотрена перестановка наклона соответствующего датчика 24 в поперечном направлении по отношению к продольной протяженности рельсов. Но допустима и возможна была бы также наклонная ориентация и расположение измерительного вагона 16 и параллельная ориентация осей его ходовых колес по отношению к соответствующей плоскости 13 рельса.

Направляющая система 23, со своей стороны, расположена на раме 17 вагона или закреплена на ней и служит для того или выполнена для того, чтобы направлять держатель 22 измерительной базы с возможностью относительного перемещения по отношению к раме 17 вагона. Направляющая система 23 представляет собой предпочтительно выполненное в виде линейной направляющей направляющее устройство для осуществления прямолинейного продольного направления. Взаимодействующие направляющие элементы соответствующего направляющего устройства направляющей системы 23 могут быть расположены, например, в продольном направлении вагона на расстоянии друг от друга и так осуществлять высокое качество направления. В частности, с легким ходом и без перекоса.

Держатель 22 измерительной базы посредством направляющей системы 23, в нормальной ориентации по отношению к плоскости 13 рельса, определяемой соответствующим из обоих рельсов 2, установлен с возможностью относительного перемещения по отношению к раме 17 вагона. Тем самым может достигаться параллельное направление держателя 22 измерительной базы по отношению к вертикальной оси рельса или, соответственно, шейке 6 рельса. Но базовая плоскость для движения перестановки держателя 22 измерительной базы может быть определена или определяться также самой рамой 17 вагона или отдельными ходовыми колесами 18 в области их оси вращения или опоры или же также их обращенными к земле окружными поверхностями.

Далее, можно было бы еще расположить указанный по меньшей мере один первый датчик 24 с возможностью поворота или с возможностью наклона на держателе 22 измерительной базы. Но могла бы также создаваться или предусматриваться возможность перестановки датчика 24 в поперечном направлении по отношению к продольной протяженности рельса. При этом может или могут настраиваться самые различные расположения и/или ориентации соответствующего датчика 24 на подлежащем измерению рельсе 2. Это может требоваться, например, при расположенных с наклоном друг относительно друга рельсах 2.

Ходовые колеса 18 измерительного вагона 16 могут быть образованы, например, шарикоподшипниками, чтобы можно было реализовать точную опору при небольшой занимаемой площади. Во избежание прямого жесткого опирания (железо на железо) ходовых колес 18 на рельсы 2 эти образующие ходовые колеса 18 шарикоподшипники на своих окружных наружных поверхностях могут быть снабжены соответственно дополнительным демпфирующим слоем 25. Этот демпфирующий слой 25 может быть образован из эластомерного материала. Такие материалы имеют скорее низкий или очень низкий модуль упругости (E-модуль). Модуль упругости может быть взят из области значений, нижний предел которой составляет 5 Н/мм², в частности 10 Н/мм², а верхний предел которой 100 Н/мм², в частности 80 Н/мм².

В качестве материала могут применяться, например, резиновые эластомеры, эластомеры или силиконовые материалы. Благодаря наличию демпфирующего слоя 25 так может выполняться замер без помех рельса 2 без переноса вибраций и/или колебаний, исходящих от машины для обработки рельсов во время процесса обработки или процессов обработки, на измерительный узел 14. Тем самым может достигаться достаточно хорошее демпфирующее действие вследствие устранения связи измерительного вагона 16 с рельсами 2.

Другое разделение или устранение связи осуществляется благодаря наличию собственной измерительной установки 19, имеющей ее измерительный вагон 16 и находящийся на нем измерительный узел 14. Так измерительный вагон 16 может выполняться с достаточно высокой собственной массой. Ранее описанное сцепное устройство 20 служит для передачи и совместного движения измерительной установки 19 с машиной для обработки или другой единицей подвижного состава и может, со своей стороны, выполняться таким образом, чтобы могли в значительной степени пресекаться перенос колебаний или, соответственно, вибраций, исходящих от машины для обработки рельсов.

Далее, измерительный узел 14 включает в себя также еще опорное устройство 26, посредством которого держатель 22 измерительной базы вместе с указанным по меньшей мере одним датчиком 24 может механически опираться на по меньшей мере один из рельсов 2 или оперт на него. Посредством этого опорного устройства 26 указанный по меньшей мере один датчик 24 во время перемещения измерительного вагона 16 в продольном направлении рельсов может всегда направляться продольно над рельсом 2 на предопределенном, фиксированном расстоянии от него. Это осуществляется во время движения с целью измерения. Опорное устройство 26 соединено с держателем 22 измерительной базы или расположено на нем и включает в себя по меньшей мере одно колесо, которое может также называться опорным колесом 31. Указанное по меньшей мере одно опорное колесо 31 может быть образовано, например, шарикоподшипником. Этот шарикоподшипник на своей окружной наружной поверхности тоже может быть снабжен или обложен ранее уже описанным демпфирующим слоем 25, в частности из эластомерного материала. Но это колесо или, соответственно, опорное колесо 31 могло бы быть образовано также в своей преобладающей части из эластомерного материала, имеющего достаточную устойчивость формы и/или прочность. Чем ниже или меньше диаметр колеса или, соответственно, опорного колеса 31, тем точнее первый датчик 24 может направляться им продольно по волнистости рельса 2.

Когда не надо выполнять движение с целью измерения, держатель 22 измерительной базы вместе с опорным устройством 26 может сниматься с рельса 2, причем это может осуществляться вдоль направляющей системы 23. Изображение установочных средств и/или арретирующих средств было опущено для лучшей обзорности.

Чтобы также можно было находить волнистость поверхности рельса, в частности поверхности 10 катания, по меньшей мере одного из рельсов 2 в направлении его продольной протяженности, первая измерительная система 21 может включать в себя также еще по меньшей мере один второй датчик 27. Указанный по меньшей мере один второй датчик 27 выполнен для того или предусмотрен для того, чтобы находить относительное перемещение указанного по меньшей мере одного первого датчика 24 по отношению к раме 17 измерительного вагона 16 во время перемещения измерительного вагона 16 по рельсам 2. Измерение или определение относительного перемещения может или должно осуществляться предпочтительно также бесконтактно, при этом второй датчик 27 может быть образован, например, датчиком расстояния. Под буковой «a» было нанесено постоянно находимое во время движения с целью измерения расстояние между вторым датчиком 27 и первым датчиком 24.

Но можно было бы также, независимо от этого или дополнительно к этому, опосредованно находить относительное перемещение между держателем 22 измерительной базы и рамой 17 вагона во время перемещения измерительного вагона 16 по рельсам 2. Но, кроме того, могло бы определяться также относительное перемещение между взаимодействующими направляющими элементами направляющей системы 23. В каждом случае это соответствует также относительному перемещению указанного по меньшей мере одного датчика 24 по отношению к раме 17 измерительного вагона 16. Описанным ранее первым методом измерения соответствующее относительное расстояние находится непосредственно, при этом при вторых методах измерения это осуществляется опосредованно через держатель 22 измерительной базы вместе с закрепленным на нем первым датчиком 24 и/или между направляющими элементами.

В некоторых случаях при эксплуатации может требоваться, если, например, собственная масса или собственная инерция всего держателя 22 измерительной базы вместе с находящимися на нем другими компонентами, такими как, например, направляющая система 23, опорное устройство 26, слишком мала, и это, в зависимости от волнистости и/или скорости продвижения измерительного вагона 16, приводит к дополнительным относительным перемещениям держателя 22 измерительной базы по отношению к раме 17 вагона, предусмотреть по меньшей мере один регулирующий и/или демпфирующий орган 32. На фиг. 2 указан регулирующий и/или демпфирующий орган 32, который изображен, действуя между рамой 17 вагона и направляющим элементом направляющей системы 23. Этот регулирующий и/или демпфирующий орган 32 может быть выполнен или предусмотрен, в том числе, для того, чтобы создавать силу давления при опирании рамы 17 вагона на опорное устройство 26 и вместе с тем, следовательно, подталкивание к рельсу 2. Так могут минимизироваться или предотвращаться дополнительные нежелательные колебания и вместе с тем в значительной степени или полностью предотвращаться искажение измерений.

Но регулирующий и/или демпфирующий орган 32 может также еще служить или быть выполнен для того, чтобы снимать держатель 22 измерительной базы вместе с опорным устройством 26 и первым датчиком 24 с рельса 2. Но для этого движения перестановки мог бы предусматриваться также дополнительный регулирующий и/или демпфирующий орган 32. Это относительное движение перестановки осуществляется посредством направляющих элементов направляющей системы 23. Регулирующий и/или демпфирующий орган 32 может быть образован, например, пружиной, системой из цилиндра и поршня, магнитной системой или тому подобным.

Для получения связи найденной волнистости с ее продольным положением на рельсе 2 измерительный узел 14 может также включать в себя путеизмерительное устройство 28. Это путеизмерительное устройство 28 выполнено для того, чтобы находить пройденный измерительным вагоном 16 участок пути во время перемещения измерительного вагона 16 по рельсам 2.

В качестве возможного примера осуществления путеизмерительного устройства 28 можно привести собственное путеизмерительное колесо. Но можно было бы также образовать путеизмерительное устройство 28 одним из ходовых колес 18 или предусмотреть у одного из ходовых колес 18. Но, кроме того, можно было бы также еще предусмотреть или расположить путеизмерительное устройство 28 у опорного устройства 26 держателя 22 измерительной базы, если оно образовано по меньшей мере одним опорным колесом 31.

Предпочтительно первая измерительная система 21, имеющая указанный по меньшей мере один первый датчик 24, а также при необходимости и второй датчик 27, и также путеизмерительное устройство 28, предназначается для одного из рельсов 2. Чтобы можно было находить ранее описанные значения измерения также на находящемся напротив другом рельсе 2, измерительный узел 14 может также включать в себя вторую измерительную систему 29.

На сильно упрощенном изображении на фиг. 4 показано возможное расположение рядом друг с другом соответственно одной из измерительных систем 21, 29 на соответственно одном из рельсов 2. Везущая весь измерительный узел 14 машина-тягач 33, которая может быть образована, например, машиной для обработки рельсов, указана только в виде прямоугольника, при этом в целях лучшей наглядности изображение ее опирания на рельсы 2 не показано.

Каждым из рельсов 2 определяется по плоскости 13 рельса, при этом каждая из этих плоскостей 13 рельса, если смотреть в поперечном сечении, имеет нормальную ориентацию по отношению к соответствующей шейке 6 рельса. Косое положение или косое расположение возникает вследствие перекошенного расположения рельсов 2, причем в этом случае обе плоскости 13 рельсов ориентированы, если смотреть в направлении середины рельсового пути, спадающим и сходящимся образом.

Для того, чтобы можно было реализовать поперечное соединение между двумя измерительными системами 21, 29, упрощенно указан орган 34 поперечного соединения. Этот орган 34 поперечного соединения соединяет две измерительные системы 21, 29 и может также служить для выравнивания или адаптации к различным ширинам колеи. Далее, орган 34 поперечного соединения может также включать в себя еще демпфирующий элемент 35, чтобы также по возможности уменьшать перенос колебаний между двумя измерительными системами 21, 29.

Между каждой из измерительных систем 21, 29 и машиной-тягачом 33 может быть предусмотрено по сцепному устройству 20 для достижения возможности совместного движения.

Вторая измерительная система 29 может быть предпочтительно выполнена таким же образом или построена таким же образом, как и первая измерительная система 21 и включать в себя такие же или те же самые конструктивные компоненты. В целях лучшей обзорности на фиг. 2 вторая измерительная система 29 особо не изображена, однако рядом с ссылочным обозначением 21 первой измерительной системы 21 нанесено ссылочное обозначение 29. Потому что вторая измерительная система 29 при выбранном на фиг. 2 виде сбоку находится позади и вместе с тем рядом с первой измерительной системой 21. Вторая измерительная система 29 представляет собой, таким образом, самостоятельную систему для определения или измерения характеристики поверхности. Предпочтительно по меньшей мере для каждого из обоих рельсов 2 предназначается по меньшей мере по одной из измерительных систем 21, 29 и вместе образуют измерительный узел 14. Но можно было бы также расположить указанные по меньшей мере две измерительные системы 21, 29 друг за другом и выполнять процесс измерения только на одном и рельсов 2.

Обе, опертые соответственно на один из рельсов 2, измерительные системы 21, 29 могут соединяться друг с другом, при этом также возможно дополнительное выравнивание ширины колеи. Возможна также взаимная перестановка наклона друг относительно друга. Это изображено с помощью нанесенного и уменьшенного на угол альфа прямого угла в 90°.

Далее, на фиг. 2 изображено еще, что на раме 17 вагона может быть предусмотрен по меньшей мере один другой датчик 37, но предпочтительно могут быть предусмотрены несколько других сенсоров 37. Этот другой датчик 37 выполнен или предусмотрен для того, чтобы он мог находить относительное пространственное расположение и положение рамы 17 вагона, направление всей измерительной установки 19 применительно к неровностям и/или опорному устройству 26, в частности, его опорному колесу.

На фиг. 5 показан один из возможных и при необходимости собственно самостоятельных вариантов осуществления установленного на раме 17 вагона с возможностью перестановки держателя 22 измерительной базы, при этом, в свою очередь, для одинаковых частей применяются такие же ссылочные обозначения или, соответственно, обозначения конструктивных элементов, как и на предыдущих фиг. 1-3. Во избежание ненужных повторов указываем или, соответственно, ссылаемся на детальное описание на предыдущих фиг. 1-3.

Вид изображения выбран стилизованно, при этом опорное устройство 26 вместе с изображенным здесь опорным колесом на держателе 22 измерительной базы дополнительно может включать в себя также опорную лыжу 36. Эта опорная лыжа 36 образует еще один компонент опорного устройства 26 и может образовывать механическую экстренную защиту. Путем направления опорной лыжи 36 по рельсу 2 может предотвращаться столкновение датчика 24 с поверхностью рельса 2. Это может происходить тогда, когда опорное устройство 26 выполнено, в частности, в виде опорного колеса и перекатывается через рельсовый стык и при этом частично переставляется в зазор этого рельсового стыка. Тем самым может в некоторых пределах предотвращаться слишком сильное приближение датчика 24 к рельсу 2 и вместе с тем дальнейшая относительная перестановка в направлении рельса 2.

Второй датчик 27 находит относительное перемещение держателя 22 измерительной базы по отношению к раме 17 вагона.

Далее, под держателем 22 измерительной базы сильно утрированно как отдельный фрагмент рельса 2 изображен только подлежащий регистрации и констатации продольный профиль рельса 2. При этом первой линией 38 схемы изображена волнистость рельса 2, а именно, отклонение высоты от прямой применительно к найденному или измеренному участку пути. Шероховатость поверхности по поверхности рельса в его продольной протяженности вместе с его волнистостью в соответствии с первой линией 38 схемы тоже сильно утрированно изображена второй линией 39 схемы. Вторая линия 39 схемы описывает или показывает совмещение волнистости и шероховатости поверхности.

При движении с целью измерения или, соответственно, относительном движении перемещения измерительной установки 19 вместе с измерительным вагоном 16, датчиками 24, 27 и путеизмерительным устройством 28, которое тоже включает в себя датчик или датчик значений измерения, по отношению к рельсам 2 регистрируются и/или находятся множество различных сигналов и связанные с ними различные значения измерения.

Первым датчиком 24 находится шероховатость поверхности, при этом она зависимыми от времени сигналами передается в устройство 15 аналитической обработки. Путеизмерительным устройством 28 находится пройденный участок пути и при этом зависимые от времени сигналы пути для этого участка измерения тоже передаются в устройство 15 аналитической обработки. Наконец, для определения волнистости поверхности рельса в ее продольной протяженности вторым датчиком 27 в текущем режиме находится относительное перемещение первого датчика 24 или держателя 22 измерительной базы по отношению к раме 17 вагона и для этого зависимые от времени сигналы волнистости передаются в устройство 15 аналитической обработки. Из отдельных зависимых от времени сигналов путем комбинирования генерируется зависимый от пути сигнал, который может изображаться на схеме в виде реального продольного профиля рельса 2 как вместе с его волнистостью, так и шероховатостью поверхности.

Когда выполняется движение с целью измерения, определенные измерительным узлом 14 самые различные значения измерения переносятся или передаются в устройство 15 аналитической обработки. Причем предпочтительно отдельно, в зависимости от соответствующего рельса 2. Соответствующие значения измерения могут касаться шероховатости поверхности, относительного движения между указанным по меньшей мере одним первым датчиком 24 или служащим опорой для датчика 24 держателем 22 измерительной базы и рамой 17 вагона, пройденного участка пути по рельсам 2, а также при необходимости тех же значений измерения другого датчика 37. С помощью соответствующего значения измерения относительного положения первого датчика 24 по отношению к раме 17 вагона и пройденного участка пути по рельсам 2 может определяться волнистость соответствующего рельса 2 вдоль его продольной протяженности и точное продольное положение. Соответствующие соединения связи для переноса найденных или измеренных значений измерения были указаны штриховыми линиями. Эти соединения связи могут осуществляться беспроводным и/или проводным путем. При этом указанным по меньшей мере одним первого датчиком может, в том числе, составляться и документироваться сплошной профиль шероховатости по рельсам 2. Волнистость, как описано ранее, определяется при взаимодействии путеизмерительного устройства 28 с определением относительной перестановки первого датчика 24 по отношению к раме 17 вагона.

Когда это произошло, из отдельных значений измерения может генерироваться и при необходимости также выдаваться протокол аналитической обработки или измерения. Как уже упомянуто ранее, предпочтительно движение с целью измерения и вместе с тем определение характеристики поверхности должно выполняться непосредственно и вслед за процессом обработки указанного по меньшей мере одного рельса 2.

При этом может получаться и при необходимости также документироваться точное фактическое состояние после выполненной дополнительной обработки. Далее, тем самым создается возможность при неудовлетворительном или отличающемся от нормы результате обработки прерывать процесс обработки, в частности процесс перепрофилирования, и сразу же повторно подвергать не соответствующий требованиям участок рельсов другому процессу обработки.

Для выполнения способа определения характеристики поверхности по меньшей мере одной головки 5 рельса вдоль проложенной и образованной рельсами 2 рельсовой нитки 1 должны выполняться по меньшей мере следующие этапы:

- предоставление измерительного вагона 16, имеющего раму 17 вагона и опертые с возможностью вращения на эту раму 17 вагона ходовые колеса 18, при этом рама 17 вагона посредством ходовых колес 18 опирается на рельсы 2 и может перемещаться или передвигаться по рельсам 2;

- предоставление измерительного узла 14, имеющего по меньшей мере одну первую измерительную систему 21, включающую в себя держатель 22 измерительной базы, направляющую систему 23 и по меньшей мере один первый датчик 24, причем этот по меньшей мере один первый датчик 24 располагается на держателе 22 измерительной базы, а направляющая система 23, со своей стороны, расположена на раме 17 вагона, при этом также держатель 22 измерительной базы устанавливается с возможностью относительного перемещения посредством направляющей системы 23, предпочтительно в нормальной ориентации по отношению к каждой плоскости 13 рельса, по отношению к раме 17 вагона,

- предоставление опорного устройства 26 и механическое опирание держателя 22 измерительной базы вместе с указанным по меньшей мере одним первым датчиком 24 посредством опорного устройства 26 во время перемещения измерительного вагона 16 по рельсам 2,

- перемещение измерительного вагона 16 по рельсам 2 и при этом определение характеристики поверхности по меньшей мере одной головки 5 по меньшей мере одного рельса 2, а также при этом

- указанный по меньшей мере один датчик 24 во время перемещения измерительного вагона 16 посредством опорного устройства 26 всегда направляется продольно над рельсом 2 на предопределенном, фиксированном расстоянии от него. Это предопределенное, фиксированное расстояние от первого датчика 24 относится к соответствующему и текущему положению опирания или области прилегания опорного устройства 26 на рельсе 2.

Измерительный вагон 16, который оперт посредством ходовых колес 18 при езде по рельсам 2, может дополнительно также еще посредством нескольких боковых направляющих роликов 30 направляться продольно в параллельной ориентации по отношению к продольной протяженности рельсов. Эти боковые направляющие ролики 30 могут заменять обычный в ином случае гребень бандажа для направления в поперечном направлении по отношению к оси 3 рельсового пути и, например, приходить в соприкосновение с внутренней боковой поверхностью 8 каждого из рельсов 2. Допустимо также расположение боковых направляющих роликов 30 рядом друг с другом. В зависимости от потребности, боковые направляющие ролики 30 могут также еще быть расположены и удерживаться на раме 17 вагона с возможностью относительной перестановки по отношению к ней. Для того, чтобы, например, иметь возможность предотвращать столкновения на стрелочных переводах или пересечениях. Относительная перестановка может осуществляться или выполняться, например, путем процесса поворота, перестановки высоты на обращенной от рельса 2 стороне или тому подобного.

В примерах осуществления показаны возможные варианты осуществления, причем в этом месте следует заметить, что изобретение не ограничено его конкретно изображенными вариантами осуществления, а, более того, возможны также разные комбинации отдельных вариантов осуществления между собой, и эта возможность варьирования, в соответствии с учением о техническом использовании конкретным изобретением, доступна специалисту, работающему в этой области техники.

Область охраны определена пунктами формулы изобретения. Однако к толкованию пунктов формулы изобретения должны привлекаться описание и чертежи. Отдельные признаки или комбинации признаков из показанных и описанных различных примеров осуществления могут представлять собой самостоятельные изобретательские решения. Задача, лежащая в основе этих самостоятельных изобретательских решений, содержится в описании.

Все указания диапазонов значений в данном описании следует понимать так, что они одновременно включают в себя их любые и все отдельные диапазоны, например, указание от 1 до 10 следует понимать так, что сюда одновременно включены все отдельные диапазоны, начиная от нижнего предела 1 и до верхнего предела 10, т.е. все отдельные диапазоны начинаются с нижнего предела, равного 1 или больше, и заканчиваются верхним пределом, равным 10 или меньше, например, 1-1,7, или 3,2-8,1, или 5,5-10.

Порядка ради, в заключение следует указать, что для лучшего понимания конструкции элементы были частично изображены без соблюдения масштаба и/или в увеличенном и/или в уменьшенном виде.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Рельсовая нитка

2 рельс

3 Ось пути

4 Шпала

5 Головка рельса

6 Шейка рельса

7 Подошва рельса

8 Внутренняя боковая поверхность

9 Наружная боковая поверхность

10 Поверхность катания

11 Ходовая поверхность

12 Рабочая грань

13 Плоскость рельса

14 Измерительный узел

15 Устройство аналитической обработки

16 Измерительный вагон

17 Рама вагона

18 Ходовое колесо

19 Измерительная установка

20 Сцепное устройство

21 Первая измерительная система

22 Держатель измерительной базы

23 Направляющая система

24 Первый датчик

25 Демпфирующий слой

26 Опорное устройство

27 Второй датчик

28 Путеизмерительное устройство

29 Вторая измерительная система

30 Боковой направляющий ролик

31 Опорное колесо

32 Регулирующий и/или демпфирующий орган

33 Машина-тягач

34 Орган поперечного соединения

35 Демпфирующий элемент

36 Опорная лыжа

37 Другой датчик

38 Первая линия схемы

39 Вторая линия схемы

40 Первое межосевое расстояние

41 Второе межосевое расстояние

Изобретение касается способа и измерительной установки (19) для определения характеристики поверхности головки (5) рельса вдоль проложенной и образованной рельсами (2) рельсовой нитки (1). Предоставляют измерительный вагон (16) и измерительный узел (14), имеющий по меньшей мере одну первую измерительную систему (21). Эта первая измерительная система (21) включает в себя держатель (22) измерительной базы, направляющую систему (23) и по меньшей мере один находящийся на держателе (22) измерительной базы первый датчик (24). Держатель (22) измерительной базы установлен с возможностью относительного перемещения посредством направляющей системы (23), в нормальной ориентации по отношению к определяемой каждым рельсом (2) плоскости (13) рельса, по отношению к раме (17) вагона. Также держатель (22) измерительной базы вместе с указанным по меньшей мере одним первым датчиком (24) во время перемещения измерительного вагона (16) по рельсам (2) посредством опорного устройства (26) механически опирается на по меньшей мере один из рельсов (2) и так всегда направляется продольно над рельсом (2) на предопределенном фиксированном расстоянии от него. В результате создана мобильная измерительная установка, посредством которой пользователь может обеспечить надежное и постоянно точное позиционирование указанного по меньшей мере одного датчика над продольным профилем рельса во время перемещения измерительной установки по рельсам. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ определения характеристики поверхности по меньшей мере одной головки (5) рельса, в частности ее поверхности (10) катания, вдоль проложенной и образованной рельсами (2) рельсовой нитки (1), при этом каждым из этих двух рельсов (2) определяется по меньшей мере одна плоскость (13) рельса, и в котором выполняют следующие этапы:

предоставляют измерительный вагон (16), имеющий раму (17) вагона и ходовые колеса (18), опертые с возможностью вращения на раму (17) вагона, при этом рама (17) вагона посредством ходовых колес (18) опирается на по меньшей мере один из рельсов (2) и выполнена с возможностью перемещения вдоль рельсов (2);

предоставляют измерительный узел (14), имеющий по меньшей мере первую измерительную систему (21), включающую в себя держатель (22) измерительной базы, направляющую систему (23) и по меньшей мере один первый датчик (24), причем упомянутый по меньшей мере один первый датчик (24) располагается на держателе (22) измерительной базы, а направляющая система (23), со своей стороны, расположена на раме (17) вагона, при этом также держатель (22) измерительной базы направляется с возможностью относительного перемещения посредством направляющей системы (23), предпочтительно в нормальной ориентации по отношению к соответствующей плоскости (13) рельса, относительно рамы (17) вагона, и

перемещают измерительный вагон (16) вдоль рельсов (2) и при этом определяют характеристику поверхности по меньшей мере одной головки (5) по меньшей мере одного рельса (2),

при этом держатель (22) измерительной базы вместе с упомянутым по меньшей мере одним первым датчиком (24) во время перемещения измерительного вагона (16) по рельсам (2) посредством опорного устройства (26) механически опирают на упомянутый по меньшей мере один рельс (2) и

упомянутый по меньшей мере один датчик (24) во время перемещения измерительного вагона (16) посредством опорного устройства (26) и по отношению к соответствующему опорному положению опорного устройства (26) на рельсе (2) всегда направляют продольно на предопределенном фиксированном расстоянии над рельсом (2), отличающийся тем,

что ходовые колеса (18) располагают соответственно попарно друг за другом на измерительном вагоне (16) в направлении продвижения измерительного вагона (16) и из них образуют соответственно первую пару ходовых колес и по меньшей мере одну вторую пару ходовых колес, при этом первую пару ходовых колес в направлении продвижения измерительного вагона (16) располагают на первом межосевом расстоянии (40) друг от друга, а вторую пару ходовых колес в том же направлении располагают на втором межосевом расстоянии (41) друг от друга, и отношение обоих межосевых расстояний (40, 41) друг к другу не образует натуральное число.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что опорное устройство (26) держателя (22) измерительной базы образуют по меньшей мере одним опорным колесом (31).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно опорное колесо (31) образуют шарикоподшипником и шарикоподшипник на своей окружной наружной поверхности снабжен демпфирующим слоем (25), в частности, из эластомерного материала.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ходовые колеса (18) измерительного вагона (16) образуют шарикоподшипниками и шарикоподшипники на своих окружных наружных поверхностях снабжены соответственно демпфирующим слоем (25), в частности, из эластомерного материала.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первое межосевое расстояние (40) и второе межосевое расстояние (41) выбирают с разницей относительно друг друга по меньшей мере в 20%.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что посредством упомянутого по меньшей мере одного первого датчика (24) определяют шероховатость поверхности одного из рельсов (2).

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первую измерительную систему (21) оснащают по меньшей мере одним вторым датчиком (27) и во время перемещения измерительного вагона (16) по рельсам (2) посредством упомянутого по меньшей мере одного второго датчика (27) определяют относительное перемещение упомянутого по меньшей мере одного первого датчика (24) по отношению к раме (17) измерительного вагона (16).

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что во время перемещения измерительного вагона (16) по рельсам (2) посредством путеизмерительного устройства (28) измерительного узла (14) определяют участок пути, пройденный измерительным вагоном (16).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что путеизмерительное устройство (28) образуют или определяют собственным путеизмерительным колесом и/или одним из ходовых колес (18) и/или упомянутым по меньшей мере одним образующим опорное устройство (26) опорным колесом (31).

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что измерительный узел (14) оснащают также по меньшей мере одной второй измерительной системой (29) и вторую измерительную систему (29) выполняют таким же образом, как и первую измерительную систему (21), и посредством обеих измерительных систем (21, 29) определяют соответственно характеристику поверхности по меньшей мере одного из обоих рельсов (2).

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что значения измерения, определенные измерительным узлом (14), переносят или передают в устройство (15) аналитической обработки и из значений измерения генерируют протокол аналитической обработки или измерения.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что определение характеристики поверхности выполняют непосредственно вслед за процессом обработки на упомянутом по меньшей мере одном рельсе (2).

13. Измерительная установка (19) для определения характеристики поверхности по меньшей мере одной головки (5) рельса, в частности на ее поверхности (10) катания, вдоль проложенной и образованной рельсами (2) рельсовой нитки (1), при этом посредством обоих рельсов (2) определяется соответственно по меньшей мере одна плоскость (13) рельса; измерительная установка (19) включает в себя:

измерительный вагон (16), имеющий раму (17) вагона и ходовые колеса (18), опертые с возможностью вращения на раму (17) вагона, при этом рама (17) вагона посредством ходовых колес (18) выполнена с возможностью опираться на по меньшей мере один из рельсов (2) и перемещаться вдоль рельсов (2);

измерительный узел (14), имеющий по меньшей мере одну первую измерительную систему (21), включающую в себя держатель (22) измерительной базы, направляющую систему (23) и по меньшей мере один первый датчик (24), причем упомянутый по меньшей мере один первый датчик (24) расположен на держателе (22) измерительной базы, а направляющая система (23), со своей стороны, расположена на раме (17) вагона, при этом также держатель (22) измерительной базы направляется с возможностью относительного перемещения посредством направляющей системы (23), предпочтительно в нормальной ориентации по отношению к соответствующей плоскости (13) рельса, относительно рамы (17) вагона, в частности, для осуществления способа определения характеристики поверхности по любому из предыдущих пунктов,

при этом держатель (22) измерительной базы вместе с упомянутым по меньшей мере одним первым датчиком (24) для определения характеристики поверхности посредством опорного устройства (26) выполнен с возможностью механически опираться на упомянутый по меньшей мере один рельс (2) и

упомянутый по меньшей мере один первый датчик (24) во время перемещения измерительного вагона (16) посредством опорного устройства (26) и по отношению к соответствующему опорному положению опорного устройства (26) на рельсе (2) выполнен с возможностью всегда направляться продольно на предопределенном фиксированном расстоянии над рельсом (2), отличающаяся тем,

что ходовые колеса (18) расположены на измерительном вагоне (16) в направлении продвижения измерительного вагона (16) соответственно попарно друг за другом и ими образована соответственно первая пара ходовых колес и по меньшей мере одна вторая пара ходовых колес, при этом первая пара ходовых колес в направлении продвижения измерительного вагона (16) расположена на первом межосевом расстоянии (40) друг к другу, а вторая пара ходовых колес в том же направлении расположена на втором межосевом расстоянии (41) друг к другу, и отношение обоих межосевых расстояний (40, 41) друг по отношению к другу не образует натурального числа.

14. Измерительная установка (19) по п.13, отличающаяся тем, что опорное устройство (26) для держателя (22) измерительной базы включает в себя по меньшей мере одно опорное колесо (31).

15. Измерительная установка (19) по п.14, отличающаяся тем, что упомянутое по меньшей мере одно опорное колесо (31) образовано шарикоподшипником и шарикоподшипник на своей окружной наружной поверхности снабжен демпфирующим слоем (25), в частности, из эластомерного материала.

16. Измерительная установка (19) по любому из пп.13-15, отличающаяся тем, что ходовые колеса (18) измерительного вагона (18) образованы шарикоподшипниками и шарикоподшипники на своих окружных наружных поверхностях снабжены соответственно демпфирующим слоем (25), в частности, из эластомерного материала.

17. Измерительная установка (19) по любому из пп.13-16, отличающаяся тем, что первое межосевое расстояние и второе межосевое расстояние выбраны с разницей друг относительно друга по меньшей мере в 20%.

18. Измерительная установка (19) по любому из пп.13-17, отличающаяся тем, что упомянутый по меньшей мере один датчик (24) выполнен для определения шероховатости поверхности одного из рельсов (2).

19. Измерительная установка (19) по любому из пп.13-18, отличающаяся тем, что первая измерительная система (21) включает в себя по меньшей мере один второй датчик (27) и упомянутый по меньшей мере один второй датчик (27) выполнен для того, чтобы определять относительное перемещение упомянутого по меньшей мере одного первого датчика (24) по отношению к раме (17) измерительного вагона (16) во время перемещения измерительного вагона (16) вдоль рельсов (2).

20. Измерительная установка (19) по любому из пп.13-19, отличающаяся тем, что измерительный узел (14) включает в себя также путеизмерительное устройство (28) и путеизмерительное устройство (28) выполнено для того, чтобы определять участок пути, пройденный измерительным вагоном (16), во время перемещения измерительного вагона (16) по рельсам (2).

21. Измерительная установка (19) по любому из пп.13-20, отличающаяся тем, что измерительный узел (14) включает в себя также вторую измерительную систему (29) и вторая измерительная система (29) выполнена таким же образом, как и первая измерительная система (21).