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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung seitlicher Abweichungen einer Schiene von einem kontinuierlichen Linienzug mittels eines Messfahrzeuges.
Es ist bereits bekannt, Schienenfehler in Form von seitlichen Abweichungen vom kontinuierlichen Linienzug der Schiene durch laufende Messung der Schienenkrümmung zu ermitteln. Hiezu wird bei bekannten Vorrichtungen der Winkel, den die Längsachse eines Messfahrzeuges mit der Längsachse eines Drehgestells desselben Fahrzeuges, an dem ein Paar die Schiene seitlich abtastender Tastorgane angebracht sind, einschliesst, gemessen. Unterschiedliche Krümmungen, die auf diese Weise festgestellt werden, geben Aufschluss über vorhandene Abweichungen vom kontinuierlichen Linienzug.
Da bei gegebener Krümmung der als Mass für die Krümmung herangezogene Winkel umso grösser ist, je länger das Messfahrzeug bzw. je grösser dessen Radstand ist, anderseits jedoch die Messfahrzeuglänge begrenzt ist, sind die auf diese Weise zu ermittelnden Krümmungswerte, die sich nur in kleinen Winkeln bzw. kleinen Winkel- änderungen ausdrücken, relativ ungenau. Hinzu kommt, dass die Messergebnisse mit wachsendem Krümmungsradius immer ungenauer werden, so dass die Vorrichtungen insbesondere bei einem unendlichen Krümmungsradius, also bei geradem Linienzug, praktisch unbrauchbar sind. Da jede der beiden den zu messenden Winkel einschliessenden Geraden bei einer seitlichen Abweichung ausgelenkt wird, wird jede vorhandene seitliche Abweichung zweifach aufgezeichnet, wodurch die Aufzeichnung verhältnismässig unübersichtlich wird.
Es ist weiterhin bereits bekannt, zur Ermittlung seitlicher Abweichungen die Schiene durch drei hintereinander geführte Tastorgane seitlich abzutasten. Hiebei bilden die beiden äusseren Tastorgane eine Messbasis, gegenüber der Abweichungen des dazwischenliegenden Tastorgans festgestellt werden. Die Auslenkungen der Tastorgane werden bei diesen bekannten Vorrichtungen über mechanische Verbindungsglieder, wie Seilzüge, Hebel u. dgl., ins Innere des Messfahrzeuges übertragen und dort miteinander verglichen und aufgezeichnet. Vorhandene Abweichungen werden hiebei dreifach aufgezeichnet, da die die Messbasis bildenden Tastorgane ebenfalls durch die Abweichungen ausgelenkt werden, was zu je einer Aufzeichnung führt, die derjenigen des mittleren Tastorgans entgegengerichtet ist (sogenannte Gegenzacken). Dadurch wird der Messschrieb besonders unübersichtlich.
Hinzu kommt zufolge der mechanischen Übertragungsmittel eine gewisse Trägheit, die eine wesentliche Beschränkung der Fahrgeschwindigkeit des Messfahrzeuges erforderlich macht, wodurch eine Messung bei üblichen Zuggeschwindigkeiten unmöglich wird. Weiterhin haben die mechanischen Übertragungsmittel hohe Reibungsverluste zur Folge, die die Messergebnisse beeinträchtigen, und erfordern einen grossen Aufwand an Wartung.
Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung werden diese Nachteile vermieden. Dies wird bei einem Messfahrzeug, das pro Schiene je ein die Schiene seitlich abtastendes Tastorgan besitzt, erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass mindestens eines der Tastorgane mit dem beweglichen Teil eines an sich bekannten mit einer seismischen Masse versehenen Schwingwegaufnehmers verbunden ist, der die Auslenkungen des Tastorgans in elektrische Kriterien umformt, welche die Anzeige- und/oder Registriereinrichtung steuern.
Derartige Schwingwegaufnehmer sind an sich bekannt. Ihre seismische Masse hat zufolge ihrer Trägheit das Bestreben, in ihrer Lage zu verharren und bildet so, wenn man die Eigenfrequenz des Schwingwegaufnehmers genügend tief legt, die Messbasis, gegenüber der die Auslenkungen zu ermitteln sind. Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt eine unbegrenzte Geschwindigkeit für das Messfahrzeug, da sie praktisch trägheitslos arbeitet. Sie erspart weiterhin die zusätzlichen Tastorgane zur Bildung einer Messbasis und vermeidet damit die störenden Gegenzacken in der Aufzeichnung, so dass eine übersichtliche und den Abweichungen naturgetreu entsprechende Aufzeichnung möglich wird. Auf diese Weise kann jedes beliebige Fahrzeug, beispielsweise auch ein zweiachsiges, als Messfahrzeug verwendet werden.
Durch Anordnung mehrerer Schwingwegaufnehmer mit verschiedenen Eigenfrequenzen kann gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken eine Aufteilung der Aufzeichnungen auf Abweichungen verschiedener Welligkeit, z. B. auf kurz-und langwellige, erreicht werden.
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Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken können die Schwingwegaufnehmer durch an sich bekannte Beschleunigungsaufnehmer ersetzt oder ergänzt werden. Diese zeichnen eine Abweichung ebenfalls auf.
Ihre Aufzeichnungen sind zwar zufolge der Geschwindigkeitsabhängigkeit nicht linear, geben jedoch bei bekannter Messgeschwindigkeit ebenfalls Aufschluss über die festgestellten seitlichen Abweichungen.
Besonders vorteilhaft ist jedoch, dass die Aufzeichnungen der Beschleunigungsaufnehmer, wenn die Massen der starr mit ihnen verbundenen Teile (Tastorgane) sowie die Messgeschwindigkeit bekannt ist, direkt Aufschluss über die durch die seitlichen Auslenkungen hervorgerufenen Kräfte auf Fahrzeug und Schiene geben. Sieht man daher ergänzend zu einem Schwingwegaufnehmer einen Beschleunigungsaufnehmer vor, so erhält man einen Messschrieb, bei dem neben jeder Aufzeichnung einer festgestellten seitlichen Abweichung auch die durch diese Abweichung verursachte Kraftwirkung aufgezeichnet ist, wodurch die sofortige Beurteilung von Ursache und Wirkung möglich ist.
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dargestellten beliebigen Messfahrzeug ist gegen Schwingungen des Fahrzeuges isoliert ein Träger 1 angeordnet, an dem in Achsen 2 drehbar für jede Schiene 3 eines Gleises ein Tastorgan 4 gelagert ist.
Die beiden Tastorgane 4 werden durch eine Feder 5 seitlich an die Schiene, der sie zugeordnet sind, angedrückt und kommen dort mit einem Gleitstück 6 zur Anlage. An Stelle des Gleitstückes kann auch ein Rad, eine Rolle od. dgl. vorgesehen sein. Am oberen freien Ende ist jedes Tastorgan mit den beweglichen Gliedern je eines Schwingwegaufnehmers 7 und eines Beschleunigungsaufnehmers 8 formschlüssig verbunden. Die Schwingwegaufnehmer 7 und die Beschleunigungsaufnehmer 8 sind mit ihren feststehenden Teilen ebenfalls starr mit dem Träger 1 verbunden.
Seitliche Abweichungen der Schiene 3 vom kontinuierlichen Linienzug bewirken eine Schwenkbewegung der Tastorgane 4 um deren Achse 2, wobei die Auslenkungen der oberen freien Enden der Tastorgane auf die Schwingwegaufnehmer 7 und die Beschleunigungsaufnehmer 8 übertragen werden, die die Auslenkungen in Form von entsprechenden elektrischen Kriterien über die Leitungen 10 und 11 zur jeweiligen Anzeige- und/oder Registriereinrichtung weitergeben.
Jedes Tastorgan 4 kann mit seinem Schwingwegaufnehmer und/oder Beschleunigungsaufnehmer für sich allein vorgesehen sein. Die dargestellte Kombination für die beiden Schienen eines Gleises hat jedoch den Vorteil einer gleichzeitigen synchronen Aufzeichnung und gibt darüber hinaus die Möglichkeit, die beiden Tastorgane zusätzlich in an sich bekannter Weise zur Feststellung der Spurweite des Gleises heranzuziehen. Hiezu ist an dem einen Tastorgan ein Seilzug 12 befestigt, der über eine am andern Tastorgan vorgesehene Rolle 13 und eine weitere Rolle 14, die zur Drehachse 2 des andern Tastorgans koaxial angeordnet ist, sowie über weitere Rollen zu einer in an sich bekannter Weise die Spurweite anzeigenden Einrichtung geführt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Ermittlung seitlicher Abweichungen einer Schiene von einem kontinuierlichen Linienzug mittels eines Messfahrzeuges, das pro Schiene je ein die Schiene seitlich abtastendes Tastorgan besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Tastorgane mit dem beweglichen Teil eines an sich bekannten, mit einer seismischen Masse versehenen Schwingwegaufnehmers (7) verbunden ist, der die Auslenkungen des Tastorgans (4) in elektrische Kriterien umformt, welche die Anzeige- und/oder Registriereinrichtung steuern.