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Prüfwagen zur kontinuierlichen Untersuchung von Schienen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Prüfwagen zur kontinuierlichen Untersuchung von Schienen, welcher mittels Rädern auf den Schienen in Längsrichtung derselben verfahrbar ist und eine Ultraschallprüfeinrichtung trägt, deren Sender durch eine ständig in Berührung mit der Schienenoberfläche stehende, vom
Wagen getragene Ankopplungseinrichtung. insbesondere eine Benetzungseinrichtung, an die Schiene angekoppelt ist.
Beim Prüfen von Schienen mittels Ultraschall, insbesondere bei kontinuierlicher Prüfung während der Fahrt des Prüfwagens, ist es notwendig, die zu prüfende Schiene mit einem Ankopplungsmittel zu versehen. Die Relativbewegung zwischen dem Ultraschallgenerator und der Schiene erschwert dabei eine ausreichende Ankopplung zum Zwecke der Übertragung der Schwingungen seht. Es sind bereits verschiedene Vorschläge zur Verbesserung der Ankopplung gemacht worden. Solche bekannte Ankopplungseinrichtungen können beispielsweise aus flüssigkeitsgetränkten Kissen bestehen, es kann eine Flüssigkeitssäule längs der Schienenoberfläche bewegt werden oder es kann die Ankopplung durch einen Wasserstrahl erfolgen.
Allen diesen bekannten Ankopplungseinrichtungen ist gemeinsam, dass die sich bei Prüfwagen mit kontinuierlicher Arbeitsweise nicht sehr bewährt haben und dass insbesondere mitsolchenAnkopplungseinrich- tungen eine höhere Geschwindigkeit des Prüfwagens nicht erzielbar war.
Es wurde zwar bereits versucht, die Ankopplung dadurch zu verbessern, dass die Ankopplungseinrichtung, insbesondere eine Vorbenetzungseinrichtung, im Abstand vor dem Ultraschallgenerator vorgesehen wurde. Auch mit diesem Prüfwagen konnte jedoch eine höhere Geschwindigkeit, ja teilweise nicht einmal eine kontinuierliche Arbeitsweise erzielt werden.
Durch die Erfindung soll nun ein derartiger Prüfwagen wesentlich verbessert werden und die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass der Wagen zusätzlich zur Ankopplungseinrichtung eine ansichbekannte Vorbenetzungseinrichtung aufweist, welche, in Fahrtrichtung des Wagens gesehen, in Abstand vor der Ankopplungseinrichtung nahe der Schienenoberfläche angeordnet ist und die Schiene mit einem Film aus einer Ankopplungsflüssigkeit überzieht. Dadurch wird eine wesentlich bessere Ankopplung erzielt, welche bei bekannten Prüfwagen auch bei Verwendung eines Wasserstrahles nicht erzielt werden konnte.
DerGrund hiefür ist offenbar darin zu suchen, dass eine blosseAufbringung derAnkopplungsflüssigkeit nicht genügt, sondern dass es einer gewissen Zeit für die Vorbenetzung der zu prüfenden Schiene bedarf und dann erst die darauf folgende Ankopplung voll wirksam wird. Durch einen derartigen erfindungsgemässen Prüfwagen ist es möglich, einerseits kontinuierlich zu arbeiten und anderseits dabei gegenüber den bisher bekannten Prüfwagen relativ hohe Geschwindigkeiten zu erzielen.
Es hat sich gezeigt, dass gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ein optimaler Effekt dann eintritt, wenn der Abstand zwischen der Vorbenetzungseinrichtung und der Ankopplungseinrichtung so gewählt wird, dass die Vorbenetzungszeit etwa 2/3 sec beträgt, und dieser Abstand kann beispielsweise 2, 40 m betragen. Bei einem derartigen Abstand zwischen der Vorbenetzungseinrichtung und der Ankopplungseinrichtung wird ein guter Vorbenetzungseffekt erzielt, wobei die Baulänge des Prüfwagens noch in vertretbaren Grenzen gehalten werden kann. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch die Anordnung so getroffen, dass die Vorbenetzungseinrichtung vor den Vorderrädern des Wagens angeordnet ist. Damit wird eine längere Vorbenetzungszeit erzielt, ohne dass das Fahrgestell des Wagens verlängert werden müsste.
Eshat sich dabei übrigens herausgestellt, dass die Tatsache, dass die Vorderräder des Wagens über die bereits benetzte Schiene fahren, dem Vorbenetzungseffekt zuträglich ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung zu entnehmen. Fig. l ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Prüfwagens, Fig. 2 und 3 zeigen jeweils in teilweisem Grundriss die Aufhängung der Ankopplungsvorrichtung. Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 2 und 3 von der Aussenkante der Schiene aus gesehen, Fig. 5 dieselbe Anordnung von der Innenkante der Schiene aus gesehen.
Ein Wagen 320, der eine an sich bekannte Prüfeinrichtung 322 zur Prüfung von Schienen 321 aufweist, besitzt Gummireifen 323 für die Strassenfahrt, wird jedoch auf den Schienen 321 mit Hilfe seiner Spurkranzräder 324, 325 fortbewegt. Während der Strassenfahrt werden diese Spurkranzräder durch Winden 326, 327 od. dgl. in angehobener Stellung gehalten. Bei der Schienenfahrt hingegen übertragen die gummibereiften Räder 323 das Gewicht des Wagens 320 auf die Schienen 321, während dieSpurkranzräder 324, 325 lediglich zur Führung des Wagens 320 längs der Schienen 321 dienen. Selbstverständlich kann aber auch jede beliebige andere Art eines Wagens 320 verwendet werden.
Der Wagen 320 trägt einen Wasserbehälter 328 zum Zuführen der Kopplungsflüssigkeit zu der Prüfeinrichtung 322 und, über zwei Rohre 329, zu einer Vorbenetzungseinrichtung 330 je Schiene, beispielsweise in Gestalt eines Schwammes, welcher über die Oberseite jeder Schiene 321 wischt. Die Vorbenetzungseinrichtungen 330 sind mit dem Wasserbehälter 328 durch flexible Schläuche 331 verbunden. Ein mit der Hand zu betätigendes Ventil 332 regelt die Wasserzufuhr zu den Vorbenetzungseinrichtungen 330, wobei es bei Verwendung von Schwämmen möglich ist, das Ventil 332 ständig geöffnet zu halten, ohne dass sich ein übermässig hoher Wasserverbrauch ergibt.
Die Prüfeinrichtung 322 ist in einem erheblichen Abstand hinter der Halterung der Vorbenetzungseinrichtung 330 angeordnet, so dass eine erhebliche Zeitspanne zwischen der Vorbenetzung und dem eigentlichen Prüfvorgang vergeht. Bei einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung beträgt dieser Abstand etwa 2,40 m, so dass sich bei einer Fahrgeschwindigkeit des Wagens von etwa 13 km/h eine Zeitspanne von etwa 2/3 sec ergibt. Diese Zeitspanne genügt, um eine gute Vorbenetzung zu erzielen, so dass die Ankopplungseinrichtung besser wirksam wird.
Um eine möglichst lange Vorbenetzungszeit zu erzielen, wird es vorgezogen, die Vorbenetzungseinrichtung 330 vor den vorderen Reifen 323 und den vorderen Spurkranzrädern 324 anzuordnen.
Zwar müssen die Räder über die vorbenetztenSchienenteile hinwegrollen, bevor die Prüfeinrichtung 322 mit diesen Schienenteilen zusammenarbeitet, doch hat es sich in der Praxis gezeigt, dass bei dieser Anordnung keine nachteilige Beeinflussung der gewünschten Vorbenetzungswirkung erfolgt ; tatsächlich können die Räder die Oberflächenspannung des Flüssigkeitsfilms leicht überwinden und den Film gegen die rauhe Schienenoberfläche drücken.
Es wird nur ein Sende- und Empfangskristall 341 je Schiene verwendet, der durch elektrische Signale in Schwingungen versetzt wird, welche über Leitungen 351 einem beliebigen geeigneten, hier nicht gezeigten Ultraschallsystem entnommen werden. Die Erfindung ist natürlich auch dann anwendbar, wenn getrennte Sende- und Empfangskristalle benutzt werden.
Die Vorbenetzung bewirkt eine Verbesserung der Ankopplung bei jeder verwendeten bekannten Ankopplungseinrichtung, die in Verbindung mit der Ultraschallprüfung von Schienen benutzt wird. Dazu gehören Abgabevorrichtungen, die mit einem Kopplungsflüssigkeitsstrom zwischen dem Kristall und der Schiene arbeiten, Abgabevorrichtungen zum Fortbewegen einer statischenKopplungsflüssigkeitssäule längs der Schienenoberfläche sowie Vorrichtungen, bei denen der Kristall in einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter eingeschlossen ist, der eine Membran besitzt, welche in Kopplungsberührung mit der Schienenoberfläche steht, u. zw. unter Vermittlung einer Wasserstrahlabgabevorrichtung, sowie ferner Vorrichtungen, bei denen der Kristall mit der Schiene durch ein festes Organ, z. B. einen Klotz oder eine Membran, gekoppelt wird.
Vorzugsweise wird jedoch ein langgestrecktes Gummikissen 344 verwendet, da bei Verwendung eines solchen Kissens für die Ankopplungseinrichtung 349 oder für die Vorbenetzungseinrichtung 330 die erforderliche Menge an Ankopplungsflüssigkeit am sparsamsten verbraucht wird. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass das langgestreckte Kissen die Kopplungsflüssigkeit gleichmässig und in Form einer dünnen Schicht auf dem Schienenkopf verteilt.
Die Vorbenetzungseinrichtung 330 kann mit der Lagerung für das vordere Spurkranzrad 324 so gekuppelt sein, dass die Vorbenetzungseinrichtung 330 zusammen mit dem Spurkranzrad mittels der Winde 326 abgesenkt wird. In diesem Fall wird die Vorbenetzungseinrichtung 330 immer dann mit den Schienen 321 in Berührung gebracht, wenn die Spurkranzräder 324, 325 abgesenktwerden, und dies geschieht immer sogleich, sobald der Wagen 320 von der Strasse auf die Schienen gebracht wird.
Ist es aber erforderlich, nur einen Teil der Schienenstrecke zu prüfen, so ist es günstiger, wenn die Vor-
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benetzungseinrichtung 330 unabhängig von den Spurkranzrädern 324 gehoben und gesenkt werden kann. Dies kann analog zur Betätigungseinrichtung für die Ankopplungseinrichtung 349 geschehen.
Die Ankopplungseinrichtung 349 ist an Hebeln 333 (Fig, 1, 2) schwenkbar befestigt, wobei die Hebel 333 an der Vorderradachse 335 des Wagens 320 mittels eines Gelenkorgans 334 angelenkt sind. Die jeweils der linken bzw. der rechten Schiene 321 zugeordneten Hebel 333 sind mittels einer Stange 336 verbunden. Diese Stange 336 weist eine Teleskopanordnung auf, wobei eine im Inneren der Stange 336 angeordnete Druckfeder 337 (Fig. 3) die rechts und links befestigten Prüfeinrichtungen 322 seitlich an die Schienen 321 andrückt.
Jede Prüfeinrichtung 322 weist einen langgestreckten Hauptrahmenteil 338 als Träger für einen an der Oberseite der Schiene 321 gleitenden Schienenschuh 339 und einen senkrecht dazu angeordneten, an der Innenfläche des Schienenkopfes gleitenden Flanschschuh 340 auf. Am Flanschschuh ist der zugeordnete Hebel 333 sowie die Stange 336 befestigt. Die durch die Feder 337 (Fig. 3) her- vorgerufene Auswärtsbewegung wird dabei durch die Flanschschuhe 340 begrenzt. Am Hauptrahmenteil 338 ist ferner ein in eine Ankopplungsflüssigkeitssäule eingetauchter Kristall zur Erzeugung der Ultraschallschwingungen angeordnet.
Die Ankopplungsflüssigkeit ist in einer von einem Arm 342 getragenen Kammer 343 eingeschlossen, wobei auch dieser Arm 342 am Flanschschuh 340 befestigt ist. Mit der Kammer 343 ist der Ankopplungsschuh 344 verbunden, welcher durch am Hauptrahmenteil 338 angebrachte Spannorgane 345, 346 gehaltert wird. Dieser Ankopplungsschuh 344 kann auch als Kammer ausgebildet und mit der Ankopplungsflüssigkeit gefüllt sein, wobei dann die Spannorgane 345, 346 diese Kammer verschlossen halten. Der Kristall kann an einer Tragplatte 347 befestigt sein, es ist aber auch möglich, den Kristall zur Schienenoberfläche verstellbar anzuordnen.
Die Ankopplungseinrichtung kann aus einem Rohr 349 bestehen, welches hinter dem Schienenschuh 339 und vor dem Ankopplungsschuh 344 mündet und ebenso wie die Vorbenetzungseinrichtung 330 von einem Tank 328 gespeist wird. Die Ankopplungseinrichtung 349 nimmt bezüglich der übrigen Bauteile der Prüfeinrichtung 322 eine ganz bestimmte Lage ein und ist in dieser Lage durch Befestigungsorgane 350 fixiert. Die richtige Anordnung der Ankopplungseinrichtung 349 zwischen dem Schienenschuh 339 und dem Ankopplungsschuh 344 ist zur Erzielung einer wirksamenAnkopplung von grosser Bedeutung. Es sei bemerkt, dass sich der Schienenschuh 329 vor der Ankopplungseinrichtung über die vorbenetzten Teile der Schiene bewegt, dass er jedoch in keiner Weise die Wirkung der Vorbenetzungseinrichtung beeinträchtigt.
Wäre jedoch der Wasserstrahl ebenfalls vor dem Schienenschuh 329 angeordnet, verhinderte die wischende Wirkung des Schienenschuhes die Erzeugung einer einwandfreien Ankopplungswirkung zwischen dem Ankopplungsschuh 344 und der Schienenoberfläche.
Mittels der beschriebenen Ankopplungseinrichtung zusammen mit der erfindungsgemässen Vorbenetzungseinrichtung lässt sich ein maximaler Ankopplungseffekt erzielen. Der Wasserverbrauch ist dabei ausgesprochen gering.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Prüfwagen zur kontinuierlichen Untersuchung von Schienen, welcher mittels Rädern auf den Schienen in Längsrichtung derselben verfahrbar ist und eine Ultraschallprüfeinrichtung trägt, deren Sender durch eine ständig in Berührung mit der Schienenoberfläche stehende, vom Wagen getragene Ankopplungseinrichtung, insbesondere eine Benetzungseinrichtung, an die Schiene angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (320) zusätzlich zu dieser Ankopplungseinrichtung (349) eine an sich bekannte Vorbenetzungseinrichtung (330), z.
B. einen Schwamm, aufweist, welche, in Fahrtrichtung des Wagens (320) gesehen, in Abstand vor der Ankopplungseinrichtung (349) nahe der Schienenoberfläche angeordnet ist und die Schiene (321) mit einem Film aus einer Ankopplungsflüssigkeit überzieht.