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JP-2026514746-A - 道床の状態をタンピングユニットによって決定するための方法および装置

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Abstract

道床（２）の状態、特に品質状態をタンピングユニット（１８.１，１８.２）によって決定するための方法であって、タンピングユニット（１８.１，１８.２）の少なくとも１つの締固めツール（２２）が道床（２）の外側に配置されている戻し位置と、少なくとも１つの締固めツール（２２）が道床（２）内に進入している進入位置との間で、道床（２）に対してタンピングユニット（１８.１，１８.２）を移動させるステップと、タンピングユニット（１８.１，１８.２）と道床（２）との間で作用する鉛直方向の反力と相関する少なくとも１つの測定量（Ｆ Ｖ ，Ｐ Ｚ ）の測定値を、異なる測定時間に検出するステップと、異なる測定時間に検出された測定値のうちの少なくとも２つの測定値に基づき、道床（２）の状態を決定するステップと、を含む方法。このような方法を実施するための装置（１）。

Inventors

  • クリスティアン コチュヴァラ
  • ハラルト ダクスベルガー

Assignees

  • プラッサー ウント トイラー エクスポート フォン バーンバウマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240422
Priority Date
20230427

Claims (15)

  1. 道床（２）の状態、特に品質状態をタンピングユニット（１８.１，１８.２）によって決定するための方法であって、 １.１ 前記タンピングユニット（１８.１，１８.２）の少なくとも１つの締固めツール（２２）が前記道床（２）の外側に配置されている戻し位置と、前記少なくとも１つの締固めツール（２２）が前記道床（２）内に進入している進入位置との間で、前記道床（２）に対して前記タンピングユニット（１８.１，１８.２）を移動させるステップと、 １.２ 前記タンピングユニット（１８.１，１８.２）と前記道床（２）との間で作用する鉛直方向の反力と相関する少なくとも１つの測定量（Ｆ Ｖ ，Ｐ Ｚ ）の測定値を、異なる測定時間に検出するステップと、 １.３ 異なる測定時間に検出された前記測定値のうちの少なくとも２つの測定値に基づき、前記道床（２）の状態を決定するステップと、 を含む方法。
  2. 前記道床（２）の状態の決定は、前記少なくとも２つの測定値に基づく最大の進入力（Ｆ Ｖ，ｍａｘ ）および／または進入速度（ｖ Ｚ ）および／または進入加速度および／または進入作業の決定を含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 前記道床（２）の状態の決定は、前記最大の進入力（Ｆ Ｖ，ｍａｘ ）と前記進入速度（ｖ Ｚ ）との比の決定を含むことを特徴とする、請求項２記載の方法。
  4. 前記道床（２）の状態の決定を、前記測定量（Ｆ Ｖ ，Ｐ Ｚ ）の、異なる測定時間に検出された少なくとも３つの測定値に基づき行うことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 前記道床（２）の状態の決定を、異なるタンピングサイクルで検出された少なくとも２つの測定値に基づき行うことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 前記道床（２）の状態の決定を、少なくとも２つの異なる測定量（Ｆ Ｖ ，Ｐ Ｚ ）の測定値に基づき行うことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 前記道床（２）の状態の決定を、前記タンピングユニット（１８.１，１８.２）を運転するための開ループ制御パラメータおよび／または閉ループ制御パラメータに基づき行うことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 前記道床（２）の状態の決定を、前記測定値の統計的な評価に基づき行うことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
  9. 前記道床（２）の状態の決定を、前記測定値の分散に基づき行うことを特徴とする、請求項８記載の方法。
  10. 前記道床（２）の状態の決定を、地中レーダデータに基づき行うことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
  11. 前記道床（２）の状態の決定を、前記タンピングユニット（１８.１，１８.２）によって実施されるタンピングサイクルと時間的にオーバラップさせながら行うことを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
  12. 少なくとも１つの軌道加工ステップを、決定された前記状態に基づき制御することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
  13. 前記道床（２）の状態の決定を、軌道横方向に沿った少なくとも１つの予め設定された位置（ｙ）に対して行うことを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
  14. 道床（２）の状態、特に品質状態を決定するための装置（１）であって、 １４.１ 前記道床（２）内に進入させるための少なくとも１つの締固めツール（２２）を備えた、前記道床（２）を締め固めるためのタンピングユニット（１８.１，１８.２）と、 １４.２ 前記タンピングユニット（１８.１，１８.２）と前記道床（２）との間で作用する鉛直方向の反力と相関する少なくとも１つの測定量（Ｆ Ｖ ，Ｐ Ｚ ）の測定値を、異なる測定時間に検出するための測定装置（１６）と、 １４.３ 異なる測定時間に検出された前記測定値のうちの少なくとも２つの測定値に基づき、前記道床（２）の状態を決定するための評価装置（１７）と、 を有する装置（１）。
  15. 軌道レール（６）を走行するための走行車（８）が設けられていることを特徴とする、請求項１４記載の装置（１）。

Description

本発明は、道床の状態、特に品質状態をタンピングユニットによって決定するための方法に関する。さらに、本発明は、道床の状態、特に品質状態をタンピングユニットによって決定するための装置に関する。 オーストリア国特許出願公開第５２００５６号明細書に基づき、道床を締め固めるための方法および装置が公知である。水平方向の振動運動に基づきタンピングツールから軌道バラストに伝達される力が、それによって道床の状態を推測するために検出される。道床の状態を正確に決定するために、このときに得られた結果は常に十分であるとは言えない。軌道バラスト道床の状態を、特に確実に、正確にかつ高い費用対効果で決定することには、一定の需要がある。 道床の状態を決定するための少なくとも１つの装置と、道床を締め固めるためのタンピングユニットとを備えた軌道工事機械を概略的に示す図である。図１に示した装置を詳細に示す側面図である。タンピングユニットと、タンピングユニットと道床との間で作用する鉛直方向の反力と相関する少なくとも１つの測定量の測定値を検出するための測定装置と、測定値に基づき道床の状態を決定するための評価装置と共に、図１に示した装置を示す正面図である。道床の状態が良好な場合における、互いに連続して加工される複数のタンピング位置にわたる、状態特性数の経過を概略的に示す図であって、それぞれの状態特性数が、まくらぎ下縁の上の領域における締固めツールの進入深さで検出された測定値に基づき決定されている、図である。図４Ａに示した経過を概略的に示す図であって、それぞれの状態特性数が、まくらぎ下縁の下の領域における締固めツールの進入深さで検出された測定値に基づき決定されている、図である。道床の状態が不十分である場合における、図４Ａに示した経過を概略的に示す図である。道床の状態が不十分である場合における、図４Ｂに示した経過を概略的に示す図である。道床の状態が、大部分が良好であるが、レール長手方向に沿った２つの短い区間とレール横方向で片側とだけが不十分である場合の、図４Ａに示した経過を概略的に示す図である。 図１～図６に基づき、道床２の状態を決定するための方法または装置１の一実施例を説明する。 道床２は軌道バラスト３を有しており、道床２は、特に軌道バラスト３から成っている。道床２上には軌道４が配置されている。軌道４は、まくらぎ５と軌道レール６とを有しており、軌道４は、特にまくらぎ５と軌道レール６とから成っている。まくらぎ５と軌道レール６との組合せは、軌框とも呼ばれる。道床２と軌道４とは、一緒になって軌道上部構造７を形成している。 装置１は、軌道レール６を走行するための走行車８を有している。走行車８は、支持構造体９と、支持構造体９に配置された走行装置１０とを備えて形成されている。走行車８は、少なくとも１つの走行モータ１２を備えた駆動装置１１と、駆動装置１１を制御するための走行制御装置１３とを有している。走行車８は、軌道４上で装置１を移動させるように、特にレール長手方向１４に沿って移動させるように構成されている。 図１には、直交座標系が示してある。ｘ方向は、レール長手方向１４、特に走行方向を向いている。ｚ方向は、鉛直方向で上方を向いている。ｙ方向は、水平方向でレール長手方向１４に対して垂直に方向付けられている。ｘ方向と、ｙ方向と、ｚ方向とは、右手系を形成している。 装置１は、軌道加工装置１５と、測定装置１６と、評価装置１７とを有している。 軌道加工装置１５は、軌道４、特に道床２を加工するように構成されている。そのために、軌道加工装置１５は、道床２を締め固めるための少なくとも１つのタンピングユニット、特に４つのタンピングユニット１８.１，１８.２を備えている。これらのタンピングユニットのそれぞれ２つのタンピングセンブリ１８.１，１８.２が、軌道レール６のそれぞれ一方に配置されている。図１～図３には、走行方向で右側に配置された２つのタンピングユニット１８.１，１８.２だけが示してある。図３に一部を示した第２のタンピングユニット１８.２は、好ましくは第１のタンピングユニット１８.１に相応して形成されている。 少なくとも１つのタンピングユニット１８.１，１８.２は、スクイーズ駆動装置１９と振動駆動装置２０とを有している。スクイーズ駆動装置１９と振動駆動装置２０とは、タンピングユニットフレーム２１と、軌道バラスト３内に進入するように構成された締固めツール２２、特にタンピングピッケルとの間で作用する。 少なくとも１つのタンピングユニット１８.１，１８.２は、鉛直駆動装置２３を有しており、この鉛直駆動装置２３は、支持構造体９と締固めツール２２との間、特に支持構造体９とタンピングユニットフレーム２１との間で作用する。鉛直駆動装置２３によって締固めツール２２は、締固めツール２２が道床２の外側に配置されている戻し位置と、締固めツール２２が道床２に係合している進入位置との間で移動可能である。戻し位置で締固めツール２２は、完全にまくらぎ５よりも上、特に完全に軌道レール６よりも上に配置されている。進入位置で締固めツール２２は、少なくとも部分的に鉛直方向でまくらぎ５よりも下に配置されている。 測定装置１６は力測定手段２４を有している。力測定手段２４は、タンピングユニット１８.１，１８.２の締固めツール２２に作用する鉛直方向の駆動力ＦＶを検出するように構成されている。鉛直方向の駆動力ＦＶは、鉛直駆動装置２３によって提供される。鉛直方向の駆動力ＦＶは、締固めツール２２を介して道床２に作用する。特に鉛直方向の駆動力ＦＶは、それぞれのタンピングユニット１８.１，１８.２と道床２、特に軌道バラスト３との間での鉛直方向の反力に相当している。 力測定手段２４は、第１の圧力センサ２４.１と第２の圧力センサ２４.２とを有している。両圧力センサ２４.１，２４.２は、それぞれ液圧シリンダとして形成された鉛直駆動装置２３の圧力室に流体を導くように接続されている。鉛直方向の駆動力ＦＶは、圧力センサ２４.１，２４.２によって検出された圧力差に基づき決定可能である。 測定装置１６は移動距離測定手段２５を有している。移動距離測定手段２５は、少なくとも１つの締固めツール２２の鉛直方向位置ＰＺを検出するように構成されている。鉛直方向位置ＰＺは、戻し位置と進入位置との間での移動時における少なくとも１つの締固めツール２２の移動運動の結果である。その結果、鉛直方向位置ＰＺは、それぞれのタンピングユニット１８.１，１８.２と道床２との間で作用する鉛直方向の反力と相関する。 測定装置１６は、少なくとも１つの締固めツール２２に作用する鉛直方向の加速度を検出するための加速度センサ２６を有していてよい。 測定装置１６はロータリエンコーダ２７を有していてよい。ロータリエンコーダ２７は、少なくとも１つの締固めツール２２のスクイーズ運動を検出するように、特にスクイーズ旋回軸線を中心とした、特にレール長手方向１４に対して垂直な水平軸線を中心とした角度αを検出するように構成されていてよい。 測定装置１６は、力測定手段の代わりにまたは力測定手段に加えて、スクイーズ駆動装置１９によって発生したスクイーズ力を検出するための力測定手段（図示せず）、例えばロードセルを有していてよい。 少なくとも１つのタンピングユニット１８.１，１８.２によって道床２の状態を決定するための方法および装置１の機能形式は、以下の通りである。 装置１は軌道４上に配置されている。特に、走行車８は軌道レール６上に配置されている。 走行車８、特に駆動装置１１によって、装置１は、軌道４の加工すべき区間へと移動させられる。 ４つのタンピングユニット１８.１，１８.２は、レール長手方向１４に沿って同じまくらぎ５の領域、特にこれらのタンピングユニット１８.１，１８.２の締固めツール２２がそれぞれ同じまくらぎ５の両側に配置されているように配置される。レール長手方向１４に対して横方向でそれぞれ１つのタンピングユニット１８.１，１８.２が、両軌道レール６の両側に配置されている。タンピングユニット１８.１，１８.２は、戻し位置で、特に完全にまくらぎ５よりも上に位置している。 道床２を加工するために、特に軌道バラスト３を締め固めるために、第１のタンピングサイクルが実施される。各タンピングサイクルは、少なくとも締固めツール２２の下降と、スクイーズ運動と、上昇とを有している。 締固めツール２２の下降は、鉛直駆動装置２３によって行われる。締固めツール２２は、戻し位置から進入位置に下降される。進入位置で締固めツール２２は、少なくとも部分的にそれぞれのまくらぎ５よりも下に、特に道床２の表面に関して最大の進入深さｔｍａｘに配置されている。 締固めツール２２のスクイーズ運動は、スクイーズ駆動装置１９によって行われる。それぞれ対を成して配置された締固めツール２２は、このときに互いに向かって、特に締固めツール２２によって取り囲まれたまくらぎ５の方向に運動、特に旋回される。 進入位置から戻し位置への締固めツール２２の上昇は、同様に鉛直駆動装置２３によって行われる。 軌道バラスト３の内部または外部で、締固めツール２２はスクイーズ駆動装置１９によって戻し旋回され、特に互いに離反される。これによって、第１のタンピングサイクルが終了する。 好ましくは、締固めツール２２には、下降時および／またはスクイーズ運動中に振動運動が加えられる。振動運動を発生させるために、振動駆動装置２０が働く。振動運動は、好ましくはスクイーズ駆動装置１９を介して締固めツール２２に伝達される。 道床２、特に軌道バラスト３の状態は、それぞれのタンピングユニット１８.１，１８.２、特に締固めツール２２と道床２との間で作用する鉛直方向の反力に影響を及ぼす。その結果、この鉛直方向の反力と相関する少なくとも１つの測定量ＦＶ，ＰＺの測定値の検出によって、道床２の状態の推測が可能となる。 タンピングサイクル中、特に締固めツール２２の下降時に、鉛直方向の駆動力ＦＶと鉛直方向位置ＰＺとが連続的に検出される。相応の測定値の検出は、それぞれ１ｋＨｚの周波数で行うことができる。連続的に検出された測定値は、それぞれの測定量ＦＶ，ＰＺの時間的な経過に相当している。締固めツール２２の下降中には、特に少なくとも３個の、特に少なくとも１０個の、特に２０個の、特に少なくとも１００個の測定値が、特に同じタンピングサイクル内で検出される。 特に同じタンピングサイクル中における、鉛直方向の駆動力ＦＶの時間的な経過から、特に全体的な最大値、つまり最大の駆動力ＦＶ，ｍａｘが決定される。最大の駆動力ＦＶ，ｍａｘを決定するためには、異なる測定時間に検出された同じ測定量に対して少なくとも３つの測定値が必要である。 この最大の駆動力ＦＶ，ｍａｘは、同じ鉛直駆動装置２３によって移動させられる締固めツール２２の数で割ることによって得られる。その結果、締固めツール２２ごとの、特にタンピングピッケルごとの最大の鉛直方向の駆動力ＦＶ，Ｐ，ｍａｘが算出される。 鉛直方向位置ＰＺの時間的な経過に基づき、それぞれの鉛直方向位置ＰＺに対して、締固めツール２２の対応する鉛直方向速度ｖＺを決定することができる。そして、最大の駆動力ＦＶ，ｍａｘが検出される鉛直方向位置ＰＺ，Ｆｍａｘが決定される。こうして、締固めツール２２の、この鉛直方向位置ＰＺ，Ｆｍａｘにおける鉛直方向速度ｖＺ，Ｆｍａｘが決定される。 道床２の状態に対して特に正確な状態特性数、つまりバラスト進入係数βは、締固めツール２２ごとの最大の駆動力ＦＶ，Ｐ，ｍａｘと、対応する鉛直方向速度ｖＺ，Ｆｍａｘとの比として決定される。代替的にまたは補足的に、状態特性数として、最大の鉛直方向の駆動力ＦＶ，ｍａｘおよび／または締固めツール２２ごとの最大の鉛直方向の駆動力ＦＶ，Ｐ，ｍａｘおよび／または標準化され