CH387085A - Device for determining the twisting of tracks - Google Patents

Device for determining the twisting of tracks

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CH387085A
CH387085A CH1111360A CH1111360A CH387085A CH 387085 A CH387085 A CH 387085A CH 1111360 A CH1111360 A CH 1111360A CH 1111360 A CH1111360 A CH 1111360A CH 387085 A CH387085 A CH 387085A
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CH
Switzerland
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measuring elements
suspension
measuring
electrical
bridge
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Application number
CH1111360A
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German (de)
Inventor
Schenkir Ludwig
Alfred Dipl Ing Kiener
Original Assignee
Schenkir Dipl Ing Ludwig
Alfred Dipl Ing Kiener
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/02Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for spacing, for cross levelling; for laying-out curves
    • E01B35/04Wheeled apparatus
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/16Guiding or measuring means, e.g. for alignment, canting, stepwise propagation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

  

      Einrichtung        zur        Ermittlung    der     Verwindung    von     Gleisen       Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Er  mittlung der Verwindung von Gleisen mit     Hilfe    eines  mehrachsigen Fahrzeuges.  



  Eine Ebene ist bekanntlich durch drei Punkte  festgelegt. Die Abweichung eines vierten Punktes  von dieser Ebene wird als Verwindung bezeichnet.  Ein Gleis wird in der Regel mit mehrachsigen Fahr  zeugen befahren. Da sich die Fahrzeuge über vier  oder eine grössere gerade Anzahl von Rädern auf  der Gleisebene abstützen, sind Gleisfehler, die eine  Verwindung hervorrufen, häufig Ursachen von Ent  gleisungsunfällen.  



  Es sind bereits Einrichtungen bekannt geworden,  mit deren Hilfe man Verwindungen     ermitteln    kann.  Hierbei sind zweiachsige Fahrzeuge mit mechani  schen Mitteln, wie Hebel, Gestänge und dergleichen  ausgerüstet, die den Relativwinkel zwischen den bei  den Fahrzeugachsen beim     Befahren    des Gleises er  mitteln und einer Anzeige- bzw.     Registriereinrich-          tung    zuführen.  



       Derartige    Einrichtungen sind sehr aufwendig und  wegen der vielen Lager- und     Umlenkstellen    stör  anfällig. Hinzu kommt, dass sie wegen der relativ  grossen Masse der Messeinrichtung verhältnismässig  träge arbeiten, so dass die Geschwindigkeit des  Messfahrzeuges sehr begrenzt ist, Messungen bei der  üblichen Zuggeschwindigkeit, also unter den eigent  lichen Betriebsbedingungen, damit meist nicht mög  lich sind.  



  Weiterhin kann - entsprechend der eingangs  gegebenen Definition der Verwindung - der Ab  stand der beiden Messachsen nicht unberücksichtigt  bleiben. Um die Verwindung für die verschiedenen  bei Gleisfahrzeugen üblichen     Achsabstände    zu er  mitteln, ist bei den bekannten Einrichtungen für je  den     Achsabstand    ein gesondertes Messfahrzeug er-         forderlich,    da auf. die bekannte mechanische Weise  jeweils nur eine Verwindung für einen bestimmten       Achsabstand    gemessen werden kann.  



  Die Erfindung bezweckt, die     Nachteile    der be  kannten Einrichtungen zu vermeiden und erreicht  dies dadurch, dass zur Ermittlung der     Auslenkung     der Abfederung jedes Fahrzeugrades elektrische  Messglieder vorgesehen und diese derart zu einer       elektrischen        Messbrücke    geschaltet sind, dass die  Messglieder der Abfederungen miteinander spuren  der Räder zweier Achsen je in einem Brückenzweig  in Reihe liegen. Als Messbrücke kann sowohl     eine          Vollbrücke    als auch eine entsprechend geschaltete       Teilbrücke    (z. B.     Halbbrücke)    verwendet werden.  



  Die     erfindungsgemässe    Einrichtung vermeidet  den grossen Aufwand an mechanischen Teilen der       bekannten    Einrichtungen und deren durch grosse  Massen und Reibungen verursachte Nachteile. Da  weiterhin keine mechanische Verbindung zwischen  den     Messgliedern    selbst     erforderlich    ist, ist die Mög  lichkeit     geschaffen,    ein und dieselbe Messachse elek  trisch mit einer von mehreren weiteren Achsen zu  jeweils einer Messeinrichtung     zusammenzuschalten     und so mit demselben Fahrzeug gleichzeitig Ver  windungen für verschiedene     Achsabstände    zu ermit  teln.  



  Die     Auslenkung    der Abfederung kann durch den       jeweiligen    Abfederungen mechanisch parallel ge  schaltete Wegmesser erfolgen oder durch Spannungs  messer oder Kraftmesser, die an den Abfederungen  selbst angebracht sind und die zufolge der     Auslen-          kung    auftretenden Spannungsänderungen oder  Kräfte in den Abfederungen messen.  



  Die     Auslenkung    der Abfederung kann auch     mit          an    sich bekannten induktiven     Messgliedern    in Trans  formatorschaltung     ermittelt    werden, wobei zwei ge-           geneinander    geschaltete Primärwicklungen und  eine Sekundärwicklung einen gemeinsamen Magnet  kern besitzen, der der     Auslenkung    entsprechend ver  stellt wird und damit den Anteil einer der Primär  wicklungen an der Induktion in der Sekundärwick  lung erhöht und den Anteil der anderen Primär  wicklung entsprechend vermindert.

   Durch eine an  sich bekannte, der     Messbrückenschaltung    analoge  elektrische Vergleichsschaltung kann die Verwin  dung in gleicher Weise festgestellt werden.  



  In den Figuren sind in schematischer Weise Aus  führungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zei  gen:       Fig.    1 ein zweiachsiges Gleisfahrzeug mit den  Abfederungen der einzelnen Räder mechanisch pa  rallel geschalteten     Wegmessern;          Fig.    2 eine elektrische Brückenschaltung der  Wegmesser gemäss     Fig.    1;       Fig.    3 eine Ausführungsform mit induktiven       Wegmessern    in     Transformatorschaltung.     



  Der Wagenkasten 1 stützt sich über Federn 2  5 auf den Rädern 6-9 ab, die auf dem zu unter  suchenden Gleis laufen. Den Federn 2-5 sind elek  trische Wegmesser 10-13 parallel geschaltet, so  dass sie     Auslenkungen    der Federn messen. Als Weg  messer können alle zu diesem Zweck bekannten  elektrischen Vorrichtungen dienen, gleichgültig, ob  sie auf     ohmscher,    induktiver,     kapazitiver    oder son  stiger Basis beruhen.  



  Die Wegmesser l0-13 sind gemäss     Fig.    2 zu  einer     Wheatstonschen    Vollbrücke geschaltet, sie  können jedoch auch in an sich bekannter Weise zu  einer Halbbrücke geschaltet sein.  



  Befindet sich das Messfahrzeug auf einem mit  Verwindung behafteten Gleisstück, so weicht eines  der vier Räder von der durch die anderen drei Rä  der gegebenen Ebene ab, was in einer entsprechen  den     Federauslenkung    zum Ausdruck kommt, die  über den betreffenden Wegmesser zu einer Verstim  mung der Messbrücke     führt.    Die Verstimmung ist  ein Mass für die vorhandene Verwindung.

   Der     Ein-          fluss    von Bewegungen des Wagenkastens, gleich  gültig, ob dies lotrechte Schwingungen oder Nick  bewegungen um die Quer- oder Längsachse des  Fahrzeuges sind, wird durch die Brückenschaltung  kompensiert, da in diesem Fall alle vier Messglieder  wie folgt ansprechen: Bei lotrechten Schwingungen  verändern sich alle vier Messglieder in gleichem  Mass und in gleichem Sinne; bei     Nickbewegungen     um die Querachse werden die Messglieder 10 und  11 in gleichem Mass und in gleichem Sinne und die  Messglieder 12 und 13 im selben Mass, jedoch in  entgegengesetztem Sinne verändert; bei     Nickbewe-          gungen    um die Längsachse erfolgt eine analoge Ver  änderung der Messglieder 10 und 12 und 11 und 13.

    In allen     Fällen    bleibt die Messbrücke somit abge  glichen, solange das Fahrzeug kein mit Verminde  rungen     beheftetes    Gleisstück befährt.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    3 sind als  Wegmesser     Induktivwegmesser    verwendet, die in an    sich bekannter     Transformatorschaltung    wirken. Je  der Wegmesser besteht aus zwei gegeneinander ge  schalteten Primärwicklungen<I>a</I> und<I>b</I> und einer Se  kundärwicklung c. Diesen Wicklungen gemeinsam  ist ein Kern     d,    der bei einer     Federauslenkung    ver  schoben wird. Je nach der Verschiebung verändert  sich der Anteil der Wicklungen<I>a</I> und<I>b</I> an der In  duktion der Wicklung c, so dass in der Wicklung c  eine Induktionsdifferenz auftritt, die der     Auslen-          kung    entspricht.

   Die den     Abfederungen    miteinander  spurender Räder zugeordneten Wegmesser 10, 12  bzw. 11, 13 sind wie bei der zuvor beschriebenen  Ausführungsform in Reihe geschaltet, so dass die  Wegmesser in zwei parallelen Zweigen angeordnet  sind und zwar in elektrisch voneinander getrennten  Primär- und Sekundärkreisen. Die Speisung der Pri  märwicklungen erfolgt über die Klemmen 16, 17.  Zufolge der Gegenschaltung der Sekundärwicklun  gen tritt im Falle einer Verwindung an den Klem  men 18, 19 eine elektrische Spannung auf, die pro  portional der Verwindung ist.  



  Bei Verwendung eines Fahrzeuges mit mehreren  entsprechend mit Messgliedern versehenen Achsen  in gewünschtem Abstand können Messglieder jeder  der Achsen mit Messgliedern einer der anderen Ach  sen zu je einer Messbrücke geschaltet werden. Auf  diese Weise kann mit ein und demselben Fahrzeug  die Verwindung für verschiedene     Achsabstände     gleichzeitig ermittelt werden.  



  Anstelle der dargestellten Wegmesser können in  analoger Weise direkt an den Abfederungen solche  Messglieder angebracht sein, die entweder eine einer  mechanischen Spannungsänderung entsprechende  elektrische Grösse abgeben, wie z. B. elektrische       Widerstandsdehnungsmesstreifen,    oder die eine ei  ner Kraftänderung entsprechende elektrische Grösse  hervorrufen, beispielsweise parallel oder in Serie mit  der Abfederung angeordnete elektrische Kraftmesser,  z. B.     Kraftmessdosen,    die auf die bei Änderung des  Federweges auftretende Druckänderung ansprechen.



      Device for determining the twisting of tracks The invention relates to a device for determining the twisting of tracks using a multi-axle vehicle.



  As is well known, a level is defined by three points. The deviation of a fourth point from this plane is called a twist. A track is usually driven by multi-axle vehicles. Since the vehicles are supported by four or a larger even number of wheels on the track level, track faults that cause twisting are often the cause of derailment accidents.



  Facilities have already become known which can be used to determine distortions. Here, two-axle vehicles are equipped with mechanical means, such as levers, rods and the like, which determine the relative angle between the vehicle axles when driving on the track and feed it to a display or registration device.



       Such facilities are very expensive and prone to interference because of the many storage and deflection points. In addition, due to the relatively large mass of the measuring device, they work relatively sluggishly, so that the speed of the measuring vehicle is very limited, measurements at the usual train speed, i.e. under the actual operating conditions, are therefore usually not possible.



  Furthermore, according to the definition of the twist given at the beginning, the distance between the two measuring axes cannot be disregarded. In order to determine the torsion for the various center distances customary in track vehicles, a separate measuring vehicle is required for each center distance in the known devices, since on. the known mechanical way can only be measured one twist for a certain center distance.



  The invention aims to avoid the disadvantages of the known devices and achieves this in that electrical measuring elements are provided to determine the deflection of the suspension of each vehicle wheel and these are connected to an electrical measuring bridge in such a way that the measuring elements of the suspension tracks together the wheels of two axles each in a row in a bridge branch. Both a full bridge and a correspondingly switched partial bridge (e.g. half bridge) can be used as the measuring bridge.



  The device according to the invention avoids the great expense of mechanical parts of the known devices and their disadvantages caused by large masses and friction. Since there is still no need for a mechanical connection between the measuring elements themselves, the possibility is created to electrically interconnect one and the same measuring axis with one of several other axes to form a measuring device and thus simultaneously determine convolutions for different center distances with the same vehicle.



  The deflection of the suspension can be carried out by means of displacement meters connected mechanically in parallel with the respective suspension, or by tension meters or dynamometers that are attached to the suspension themselves and measure the changes in tension or forces in the suspension due to the deflection.



  The deflection of the suspension can also be determined with known inductive measuring elements in a transformer circuit, two oppositely connected primary windings and one secondary winding having a common magnetic core which is adjusted according to the deflection and thus the proportion of one of the primary windings the induction in the secondary winding is increased and the proportion of the other primary winding is reduced accordingly.

   The twist can be determined in the same way by an electrical comparison circuit which is known per se and which is analogous to the measuring bridge circuit.



  In the figures from exemplary embodiments of the invention are shown schematically. It show: Fig. 1 a two-axle track vehicle with the suspension of the individual wheels mechanically parallel-connected odometers; FIG. 2 shows an electrical bridge circuit of the odometer according to FIG. 1; 3 shows an embodiment with inductive displacement meters in a transformer circuit.



  The car body 1 is supported by springs 2 5 on the wheels 6-9, which run on the track to be examined. Electrical odometers 10-13 are connected in parallel to springs 2-5, so that they measure deflections of the springs. All electrical devices known for this purpose can be used as displacement meters, regardless of whether they are based on an ohmic, inductive, capacitive or other basis.



  The odometers 10-13 are connected to a Wheatstone full bridge according to FIG. 2, but they can also be connected to a half bridge in a manner known per se.



  If the measuring vehicle is on a section of track that is subject to twisting, one of the four wheels deviates from that of the other three wheels of the given plane, which is expressed in a corresponding spring deflection which, via the odometer in question, causes the measuring bridge to go wrong leads. The detuning is a measure of the existing twist.

   The influence of movements of the car body, irrespective of whether these are vertical vibrations or pitching movements around the transverse or longitudinal axis of the vehicle, is compensated for by the bridge circuit, since in this case all four measuring elements respond as follows: Change with vertical vibrations all four members to the same degree and in the same sense; in the case of nodding movements about the transverse axis, the measuring elements 10 and 11 are changed to the same extent and in the same direction and the measuring elements 12 and 13 are changed to the same extent, but in the opposite direction; in the case of pitching movements about the longitudinal axis, there is an analogous change in the measuring elements 10 and 12 and 11 and 13.

    In all cases, the measuring bridge remains leveled as long as the vehicle is not driving on a section of track affixed with reductions.



  In the embodiment according to FIG. 3, inductive displacement meters are used as displacement meters, which act in a known transformer circuit. Each odometer consists of two primary windings <I> a </I> and <I> b </I> connected against one another and a secondary winding c. Common to these windings is a core d that is displaced when the spring deflects. Depending on the displacement, the proportion of the windings <I> a </I> and <I> b </I> changes in the induction of the winding c, so that an induction difference occurs in the winding c, that of the deflection corresponds.

   The odometers 10, 12 or 11, 13 assigned to the suspension of mutually tracking wheels are connected in series as in the embodiment described above, so that the odometers are arranged in two parallel branches, namely in electrically separate primary and secondary circuits. The primary windings are fed via terminals 16, 17. As a result of the counter-connection of the secondary windings, an electrical voltage occurs in the event of twisting at the terminals 18, 19, which is proportional to the twist.



  When using a vehicle with several axles appropriately provided with measuring elements at the desired distance, measuring elements of each of the axles can be connected to measuring elements of one of the other axles to each measuring bridge. In this way, the torsion for different center distances can be determined simultaneously with one and the same vehicle.



  Instead of the distance meters shown, measuring elements can be attached in an analogous manner directly to the suspension, which either emit an electrical quantity corresponding to a mechanical voltage change, such as e.g. B. electrical resistance strain gauges, or which cause an egg ner force change corresponding electrical variable, for example, parallel or in series with the suspension arranged electrical force meter, z. B. load cells that respond to the pressure change that occurs when the spring travel changes.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Ermittlung der Verwindung von Gleisen mit Hilfe eines mehrachsigen Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Auslenkung der Abfederung (2-5) jedes Fahrzeug rades (6-9) elektrische Messglieder (10-13) vor gesehen und diese derart zu einer elektrischen Mess- brücke geschaltet sind, dass die Messglieder (10, 12 bzw. 11, 13) der Abfederungen (2, 4 bzw. 3, 5) mit einander spurender Räder (6, 8 bzw. 7, 9) zweier Achsen je in einem Brückenzweig in Reihe liegen. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Messglieder (10-13) elek trische Wegmesser verwendet sind, die den Abfede rungen (2-5) mechanisch parallel geschaltet sind. 2. PATENT CLAIM Device for determining the twisting of tracks with the help of a multi-axle vehicle, characterized in that to determine the deflection of the suspension (2-5) of each vehicle wheel (6-9) electrical measuring elements (10-13) are seen before and these to an electrical measuring bridge are connected so that the measuring elements (10, 12 or 11, 13) of the suspension (2, 4 or 3, 5) with mutually tracking wheels (6, 8 or 7, 9) of two axles each lie in a row in a bridge branch. SUBClaims 1. Device according to claim, characterized in that electrical displacement meters are used as measuring elements (10-13), which are mechanically connected in parallel to the suspension (2-5). 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass direkt an den Abfederungen solche Messglieder (10-13) angebracht sind, die eine einer mechanischen Spannungsänderung ent sprechende elektrische Grösse abgeben. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass direkt an den Abfederungen (2 5) solche Messglieder (10-13) angebracht sind, die eine einer Kraftänderung entsprechende elektrische Grösse abgeben. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Messglieder (10-l3) induk- tive Wegmesser in Transformatorschaltung vorgese hen sind. 5. Device according to patent claim, characterized in that such measuring elements (10-13) are attached directly to the suspension, which emit an electrical quantity corresponding to a mechanical voltage change. 3. Device according to claim, characterized in that such measuring elements (10-13) are attached directly to the suspension (2 5), which emit an electrical quantity corresponding to a change in force. 4. Device according to claim, characterized in that inductive displacement meters are provided as measuring elements (10-l3) in a transformer circuit. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass Messglieder (10, 11 bzw. 12, 13) jeder der Achsen mit entsprechenden Messgliedern jeder der anderen Achsen zu je einer Brücke ge schaltet sind. Device according to patent claim, characterized in that measuring elements (10, 11 or 12, 13) of each of the axes are connected to corresponding measuring elements of each of the other axes to form a bridge.
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