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Vorrichtung zur zerstörungsfreien Schienenuntersuchung bei Gleisen
Aufgabe vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe
die in den Schienen eines Gleises verdeckt liegenden Fehlstellen angezeigt werden
unter gleichzeitiger Anzeige von Schienenbefestigungs- und Verbindungsmitteln sowie
äußeren Verletzungen der Schiene, wobei diese Fehlstellen in bezug auf den Bahnkörper
möglichst genau geortet werden, so daß eine Beurteilung des Gefährlichkeitsgrades
von Fehlstellen der Schienen möglich ist.
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Die bisher gebräuchliche Prüfung von Schienen mittels Ultraschall
impulse nach dem Echoimpulsverfahren gestattet die Feststellung von Schienenfehlern
im Schienenkopf, -steg und der Fußmitte. Hierzu strahlt man die Ultraschallimpulse
mittds eines Senkrechtstrahlers von der Fahrfläche einmal senkrecht ein und erhält
bei einer gesunden Schiene ein Echo vom Schienenfuß. Über einem Laschenloch wird
nur dieses angezeigt, wobei das Fußecho entfällt, weil das Laschenloch den Schalldurchgang
unterbricht. Ebenso werden senkrecht zur Einstrahlungsrichtung liegende Fehler,
wie Lunker im Schienenkopf oder -steg, in ihrer Lage genau angezeigt. Von Laschenlöchern
ausgehende Risse werden dann angezeigt, wenn sie senkrecht oder fast senkrecht zur
Einstrahlungsrichtung verlaufen. Senkrecht zur Schienenlängsachse verlaufende Brüche,
z. B. Nierenbrüche im Kopf, können durch Schrägstrahler erfaßt werden, die von der
Fahrfläche aus beispielsweise unter einem Winkel von 70° gegen das Lot einstrahlen.
Bei Annäherung des Schrägstrahlers an den Nierenbruch erhält man nur ein Fehlerecho,
wobei sich die Lage des Echos auf dem Leuchtschirm proportional der Verschiebung
des Strahlers verändert, d. h., bei Annäherung des Strahlers an den Fehler läuft
die Echozacke auf dem Leuchtschirm zum Sendeimpuls hin, und umgekehrt. Mit dieser
Methode wird die Prüfung der Schienen von Hand bei gleichzeitiger Auswertung des
Leuchtschirmbildes durchgeführt.
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Zwecks Steigerung der Geschwindigkeit bei der Schienenprüfung wird
in bereits bekannter Weise die direkte Auswertung des Leuchtschirmbildes ersetzt
durch die Auswertung eines Registrierstreifens, auf den die Echoimpulse aus der
Schiene ihrer Laufzeit und Stärke nach als Funktion der Schienenlängskoordinate
registriert werden. Dafür eignen sich z. B. fotografische Registrierungen einer
helligkeitsgesteuerten Kathcdenstrablröhre. Derartige Anlagen sind in Schienenprüfwagen
eingebaut.
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So sind in einem Schienenprüfwagen je drei jeder Schiene des Gleises
zugeteilten Echoimpulslaufzeitgeräten je drei Fernsehproj ektionsröhren zugeordnet,
auf deren Leuchtschirm die Echoimpulse durch Helligkeitssteuerung angezeigt werden,
d. h. daß die: Sende-und Echoimpulse anstatt in Gestalt von mehr oder
wenig hohen
Zacken in Form von mehr oder weniger hellen Lichtpunkten angezeigt werden. Durch
ein Objektiv werden die zwei mal drei Leuchtschirme, die gleiche Zeitablenkungsrichtungen
haben, gemeinsam auf einen lichtempfindlichen Papierstrei!fen abgebildet, der proportional
der Fahrgeschwindigkeit senkrecht zur gemeinsamen Zeitabl enkungsrichtung verschoben
wird. Auf diese Weise entsprechen unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit gleiche
Registrierstreifenlängen gleichen Schienenlängen. Die einer Schiene zugeordneten
drei Echoimpulslaufzeitgeräte sind in folgender Weise drei Ultraschallwandlern oder
Wandlerkombinationen, die auf oder über der Fahrfläche der Schiene entlanggeführt
werden, zugeteilt: Das erste Gerät betreibt einen Senkrechtstrahler, das zweite
Gerät betreibt eine Kombination von zwei 350-Strahlern (die Einfallswinkel + 350
sind gegen die Oberflächennormale gemessen), die in einem solchen Abstand voneinander
gehalten sind, daß der Ultraschallimpuls, der von einem der Wandler ausgeht, nach
einer Reflexion an der Schienenunterseite zum anderen Wandler gelangen kann, und
umgekehrt, wenn nicht eine Materialtrennung den Strahlungsgang unterbricht. Das
dritte Gerät betreibt zwei 700-Strahler (Einfallswinkel 1 700).
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Mit diesen Wandlern werden die Längs- und Querrisse und besonders
die sogenannten Laschenkammeranrisse angezeigt.
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Damit die angezeigten Fehler im Gleis wiedergefunden werden können,
werden bei jedem Durchgang eines
Nummernsteines (z. B. Kilometer-
oder Hektometerstein) an einer Bezugsmarke des Fahrzeugs die Ziffern des Steines
durch von Hand erfolgende Auslösung einer Blitzröhre, die eine vorher in der Apparatur
eingestellte Zifferntafel beleuchtet, abgebildet. Mit Hilfe von fortlaufend geschriebenen
1-m- und 5-m-Marken lassen sich so die Fehlstellen oder sonstige unganze Stellen,
wie Schienenstöße und Bohrungen, mit der Genauigkeit auffinden,-mit der die Lage
der Nummernsteine vom Wagen aus durch die Peilung erfaßt werden und die Nachmessung
im Gleis mit Hilfe von z. B. Meßbändern erfolgen kann. Die Genauigkeit liegt bei
einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 25 km/h erfahrungsgemäß bei + 2 m. Zur Auffindung
von fehlerhaften Schienenstößen oder Schienenschweißungen ist diese Genauigkeit
ausreichend, weil die Stöße oder Schweißungen von außen erkennbar sind und der Abstand
der Schienenstöße oder Schweißungen um eine Größenordnung größer ist als die angegebene
Fehlerlänge.
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Von außen nicht sichtbare Fehler außerhalb von Schienenstößen oder
Schweißungen lassen sich immer an Schienenstöße oder an äußerlich erkennbare Bohrungen
- die Anordnung der Ultraschallwandler ist so gewählt, daß eine zylindrische Bohrung
immer von einer sonstigen unganzen Stelle eindeutig unterschieden werden kann -
anschließen, wobei die l-m- und 5-m-Marken benutzt werden. Die Genauigkeit dieses
Anschlusses hängt nicht mehr von der Genauigkeit der Peilung, sondern nur von der
Metermarkenschreibung und dem Abbildungsmaßstab ab. Sie liegt bei dem bisherigen
Verfahren bei etwa + 15 cm.
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Durch Vornahme einer Grobortung (Bezug auf Nummernsteine) und einer
Feinortung (Bezug auf Schienenstöße, Bohrungen usw.) lassen sich also alle Schienenfehler
auf etwa + 15 cm genau orten.
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Obgleich dieses Verfahren gegenüber früheren Prüfmethoden für Schienen
einen großen Fortschritt bedeutet, haben sich dennoch bei seiner Anwendung in der
Praxis wesentliche Mängel und Lücken gezeigt, die seine Anwendung stark beeinträchtigen
und teilweise in Frage stellen.
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So werden für manche Reparaturzwecke größere Genauigkeiten, als sie
das bisherige Verfahren liefert, benötigt. Zum Beispiel werden Schleuderstellen,
das sind Fahrflächenverletzungen durch anfahrende Lokomotiven, durch Auftragsschweißen
repariert, wobei aber Schleuderstellen mit beginnenden Querrissen besonders tief
ausgeschliffen werden müssen. Derartige Schleuderstellen müssen also in ihrer Lage
besonders genau angegeben werden. Wenn z. B. Werkstoffuntersuchungen anläßlich von
Reklamationen von fehlerhaften Schienen durchgeführt werden sollen, sind Lager angaben
der Fehler mit einer Genauigkeit von mindestens 12cm erforderlich. Weiterhin ist
es zur Beurteilung des Gefährtichkeitsgrades eines angezeigten Fehlers als auch
zur Erkennung des Fehlers selbst von großer Bedeutung, zu wissen, wie äußere Gestaltungen
in der Umgebung des Fehlerortes sind. Es sei dies an einigen Beispielen aufgezeigt:
Es kommt vor, daß ehemalige Laschenverbindungen durch Schweißungen ersetzt werden,
wobei die Laschenbohrungen beibehalten werden, Ein Querriß der Schiene mitten durch
eine derartige Schweißung kann nach dem bisherigen Verfahren nicht eindeutig erkannt
werden, da in diesem Fall die Anzeigen ähnlich der Anzeige einer fehlerfreien Laschenverbindung
sind.
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Andererseits gibt es Laschenverbindungen ohne Verwendung von Schraubenbolzen
durch den Schienen-
steg, die in ihrer Ultraschallanzeige vollkommen einem glatten
Schienenquerbruch gleichen. Die grundsätzlich nach dem bisherigen Verfahren nicht
mögliche Unterscheidung zwischen so einem Stoß und einem glatten Querbruch ist ein
offensichtlicher Mangel des bisherigen Verfahrens.
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Ein Fehler, z. B. ein Querriß, kann einen mehr oder weniger hohen
Gefährlichkeitsgrad haben, je nachdem. wie er zu einer Schwelle oder einer anderen
Art von Schienenunterstützung liegt. Nach dem bisherigen Verfahren kann von dem
Auswerter - die Auswertung der Registrierstreifen erfolgt an einer zentralen Stelle
- die Lage eines Fehlers gegenüber einer Schwelle (mit einigen Ausnahmen, wo die
Reflexion von der Schienenunterseite bei alten Schienen durch die Schwellen beeinflußt
wird) nicht erkannt werden.
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Weiter kann nach dem bisherigen Verfahren nicht festgestellt werden,
ob ein an sich gefährlicher großer Anbruch, z. B. ein Querbruch, bereits durch eine
Notlasche gesichert und damit ungefährlich gemacht worden ist.
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Ebenso können in Thermitschweißungen Fehler vorkommen, die erfahrungsgemäß
relativ ungefährlich sind. Nach dem bisherigen Verfahren ist jedoch nicht in allen
Fällen eindeutig zu erkennen, ob es sich bei der vorliegenden Anzeige um eine Thermitschweißung
handelt oder nicht.
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Ein weiterer Mangel des bisherigen Verfahrens besteht darin, daß
Ausbrüche aus der Schienenfahrfläche nicht immer eindeutig als solche erkannt werden
können. Das an dieser Stelle ausfallende Bodenecho des Senkrechtstrahlers kann einen
Längsfehler oder eine starke Korrosion an der Schienenunterseite vortäuschen.
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Als ein Mangel im Hinblick auf die Einstufbarkeit des Gefährlichkeitsgrades
von Schienenfehlern muß auch die Nichterkennung von Weichen und überwiegen bezeichnet
werden.
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Das bisherige Verfahren läßt nicht mit Sicherheit erkennen, ob die
Schienen Riffel aufweisen. (Riffel sind periodische Fahrflächenverformungen.) Da
aber in Riffelschienen infolge der stärkeren Stoßbelastung beim Überfahren durch
Eisenbahnzüge die Beanspruchungen größer sind als bei glatten Schienen, wachsen
vorhandene Schienenfehler schneller; sie sind deshalb in einen höheren Gefährlichkeitsgrad
einzustufen.
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Bei den bisherigen Verfahren zur Grobortung hat sich weiter als nachteilig
herausgestell't, daß bei den elektrifizierten bzw. künftig zu elektrifizierenden
Strecken, bei denen die numerierten Masten in Zukunft an Stelle der Nummernsteine
zur Grobortung benutzt werden sollen, die Zeitdifferenz zwischen den Vorbei fahrten
an zwei benachbarten Masten so gering werden, daß sie nicht mehr ausreichen, von
Hand aus sowohl die Numerierung des Mastes an der Zifferntafel einzustellen, als
auch im Augenblick des Vorbeifahrens die Blitzröhre auszulösen.
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Erfindungsgemäß werden diese Mängel behoben, indem neben den Aufzeichnungen
der das Innere der Schiene erfassenden Körperschallwandler Aufzeichnungen von am
Fahrzeug angebrachten, die äußere Gestalt der Schiene und ihrer unmittelbaren sowie
weiteren Umgebung durch ihre Strahlungscharakteristik erfassenden Luftschallwandlern
erfolgen. Die Abstrahlung erfolgt dabei vorzugsweise quer zur Schienenlängsrichtung.
Durch das große Schallwellenwiderstandsverhältnfs an der Grenzfläche Luft- fester
Körper (Schiene, Schotter, Schwelle) ist die Reflexion der Schallwellen fast vollständig.
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Den Luftschallwandlern sind wie den Körperschallwandlern Echoimpulslaufzeitgeräte
zugeordnet, deren abgegebene und aufgenommene Sende- bzw. Echoimpulse wie bei den
Körperschallwandlern auf einen lichtempfindlichen Registrierstreifen aufgenommen
werden der proportional der Fahrzeuggeschwindigkw an der Kathodenstrahlröhre vorbeigeführt
wird. Die bisher durch die Grobortung von Hand aus erfolgte Auslösung der Blitzröhre
beim Passieren eines Nummernsteines oder Fahrleitungsmastes erfolgt nun selbsttätig
mittels Auslösen der Blitzröhre durch den vom Nummernstein, Fahrleitungsmast bzw.
Haltedraht der Fahrleitung zurückgestrahlten Echoimpul s.
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Ein Ausführungsbeispiel, das den Erfindungsgedanken näher erläutert,
zeigt die Abbildung. In ihr ist eine Schiene eines Eisenbahngleises mit einer fehlerfreien
Laschenkammer 1 mit insgesamt vier Bohrungen 2 und vier Laschenschrauben 3 dargestellt.
Der Schnitt E-F ist durch eine der vier Bohrungen gelegt.
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An der Stelle der Laschenverbindung ist die Schiene auf jeder Seite
durch zwei Hakenschrauben 4 über eine Unterlagsplatte mit der Doppelschwelle 5 verbunden.
Die Schiene weist weiterhin eine fehlerhafte Thermitschweißung 6, einen Halbmondbruch
7 im Schienenfuß und einen Ausbruch 8 aus der Fahrfläche auf.
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Über die Schiene hinweg wird nach links in Pfeilrichtung F eine Gruppe
von flüssigkeitsgekoppelten Festkörper-Ultraschallwandlern geführt. Die Gruppe besteht
aus einem Senkrechtstrahler 9, aus einer Kombination von zwei elektrisch parallel
geschalteten + 350- Strahlern 10 und einer Kombination von zwei elektrisch parallel
geschalteten + 700-Strahlern 11.
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Die drei Wandlergruppen werden betrieben durch die Echoimpulslaufzeitgeräte
12, 13 und 14, die aus den Hauptteilen Sender S, Empfänger E, Kippgerät K und Braunsche
Röhre RU bestehen. Das Rechteck 15 soll das Fahrzeug andeuten, an dem bzw. in dem
sidl die Wandler und die Echoimpulsgeräte befinden. Über eine Optik, die der Einfachheit
halber nicht angedeutet ist, werden die helligkeitsmodulierten Impulsanzeigen der
Leuchtschirme der Braunschen Röhren, beispielsweise Sendeimpuls 16 und Echoimpuls
17 des Gerätes 12, auf dem Registrierstreifen 18 abgebildet. Der Übersichtlichkeit
halber ist angenommen, daß der Übertragungsmaßstab in Schienenlängsrichtung 1:1
ist, d. h., die Laufgeschwindigkeit des Papiers im Wagen ist von gleichem Betrag
wie die Geschwindigkeit der Ultraschallwandler. Die in der Schiene vorhandenen unganzen
Stellen 2, 6 und der Schienenstoß 19 werden mit Hilfe der Braunschen Röhren RU in
12, 13 und 14 sowohl direkt durch neu auftretende Echoimpulse als auch durch Ausfall
von sonst vorhandenen Echoimpulsen, z. B. Bodenecho, in den Spuren 20, 21 und 22
dargestellt. Um die Anzeigen in den Spuren 20, 21 und 22 einander zuordnen zu können,
werden die Linien gleichen Schienenquersdmitts benutzt, die für den Querschnitt
23 in den Spuren 20, 21 und 22 mit 24, 25 und 26 gekennzeichnet sind. Innerhalb
der Spuren 21 und 22 spalten sich diese Linien symmetrisch auf, entsprechend dem
symmetrischen Strahlengang der Strahler 10 und 11 unter 1350 bzw. ist700 Zur Grob-
und Feinortung werden die 1-m- und 5-m-Marken 27 bzw. 28 benutzt.
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In den Spuren 20, 21 und 22 macht sich der Halbmondbruch 7 nirgends
bemerkbar. Der Ausbruch 8 aus der Fahrfläche ergibt zwar durch Wegfall der Ankopplung
- infolge der verhältnismäßig großen Fahrgeschwindigkeit strömt nicht genügend Koppelflüssigkeit
nach, um die Mulde auszufüllen - einen Ausfall
der Bodenechos 49 bzw. 50 in den Spuren
20 und 21, doch kann hieraus noch nicht eindeutig auf den vorhandenen Ausbruch 8
geschlossen werden.
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Die Spuren 21 und 22 lassen den Rißverlauf 6 erkennen, aber noch
nicht entscheiden, ob es sich um eine Thermitschweißung handelt. Die Anzeigen 29
deuten zwar darauf hin, können aber auch eine andere Ursache, z. B. einen Fußquerriß,
haben und sind auch nicht immer bei Thermitschweißungen vorhanden.
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Daß es sich bei den Anzeigen aus der Schienenverbindung 1 um einen
verlaschten Schienenstoß und nicht um einen verschweißten ehemaligen Laschenstoß
handelt, läßt sich noch nicht eindeutig aus den Anzeigen 20, 21 und 22 erkennen.
Das Kreuz 30 kann auch von einem Schienenquerbruch, der mitten in der Schweißverbindung
verläuft, herrühren.
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Zur Beseitigung vorstehender Unzulänglichkeiten werden über und neben
der Schiene zwei Luftschallwandler 31 und 32 angeordnet, denen die Echoimpulslaufzeitgeräte
33 bzw. 34 zugeordnet sind. Die Braunschen Röhren in den Echoimpulslaufzeitgeräten
33 und 34 können gegenüber den Röhren in den Geräten 12, 13 und 14 versetzt sein,
um die Versetzung der Wandler 31 und 32 gegenüber der Symmetrieachse 9' der Wandler
9, 10 und 11 auszugleichen. Auf diese Weise liegen die Linien gleichen Schienenquerschni!tts
54 und 55 mit 24 im gleichen Registrierpapierquerschnitt.
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Betrachtet man nun die Anzeigen des Strahlers 32 in Spur 36, so kann
auf Grund der Anzeigen 37 sofort geschlossen werden, daß der Luftschall von den
Schraubenmuttern 38 reflektiert wurde, d. h., die Schiene ist verlascht. Grundsätzlich
könnte so eine fehlende Schraubenmutter festgestellt werden.
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Die Thermitschweißung 6 wird als solche durch das Echo 39 von der
Oberseite des Schweißwulstes 40 eindeutig erkannt.
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Der Halbmondbruch 7 wird durch Ausfall 41 des Echos von der Schienenfußoberfläche
als auch durch das Echo 42 von der Schotterung 43 festgestellt.
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Eine Feinstortung aller Schienenfehler ist durch den Anschluß an
das Echo44 der dem Fehler nächstgelegenen Schienenbefestigungsschraube 45 möglich.
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Grundsätzlich kann das Fehlen von solchen Schienenbefestigungsmitteln
festgestellt werden.
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Wegen der kleinen räumlichen Ausdehnung der Befestigungsmittel werden
scharf getrennte Echos erhalten, so daß die Lagebestimmung außerordentlich genau
sein kann. Sie ist nur durch die Ablesegenauigkeit auf dem Registrierpapier begrenzt.
Bei einem üblichen Übersetzungsverhältnis 1: 75, d. h. 75 m Gleis werden auf 1 m
Papier abgebildet, und einer üblichen achtfachen optischen Vergrößerung im Auswertegerät
läßt sich ein Schienenfehler auf etwa + 1,5 cm genau bestimmen, was um eine Größenordnung
besser ist als bei dem bisherigen Stand der Prüftechnik.
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Betrachten wir jetzt die Anzeigen des Luftschallwandlers31: Er wird
berührungslos über die Fahrfläche hinweggeführt. Ist die Fahrfläche glatt, d. h.
ist der Abstand zwischen Wandler und Fahrfläche gleich groß, so hat das Echo von
der Fahrfläche immer den gleichen Abstand vom Sendeimpuls, was sich durch den gleichen
Abstand zwischen Sendeimpulsspur 46 und Echoimpulsspur 47 anzeigt. An der Fehlstelle
8 wird der glatte Verlauf unterbrochen. Die Schallwelle braucht eine längere Zeit,
um nach der Reflexion im Muldengrund zum Wandler zurückzukehren. Das Echo 48 gibt
einen Längsschnitt durch die Fehlstelle 8. Die Ausfälle des Bodenechos 49 und 50
in den Spuren 20 und 21 sind damit eindeutig auf die Fehlstelle 8 zurückgeführt.
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Die Riffel 51, die zur besseren Sichtbarkeit überhöht eingezeichnet
sind, werden durch den Wandler 31 in Spur 35 als Wellenlinie52 dargestellt.
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Die Automatisierung der Handauslösung der Blitzröhre erfolgt mittels
des weiter am Fahrzeug geeignet angebrachten Luftschallwandlers L, der in diesem
Beispiel in der Symmetrieebene 9' der Ultraschallwandler so angeordnet ist, daß
er senkrecht zur Gleisrichtung einen Fahrleitungsmast M oder einen Fahrleitungshaltedraht
D anstrahlt. Der von dem Mast M oder Draht D zurückgestrahlte Echoimpuls dient zur
Auslösung der Blitzröhre B. Es ist nicht notwendig, den Luftschallwandler L in der
Symmetrieebene 9' anzuordnen. Der im Führerstand des Fahrzeuges befindliche Bedienungsmann
der Zifferntafel T benötigt insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten eine gewisse
Zeitspanne zum Ablesen der Mastnummern, z. B. 333, und zum richtigen Einstellen
dieser Kennzahl auf der von der Blitzröhre bdeuchteten Zifferntafel T. Diese Zifferntafel
T wird mit ihrer Bezugsmarke S mittels bekannter optischer Einrichtungen auf der
Spur 53 des Registrierstreifens 18 abgebildet. Um die Versetzung des Wandlers L
gegenüber der Symmetrieachse 9' der Wandler 9, 10 und 11 auszugleichen, kann die
Zifferntafel T gegenüber den Braunschen Röhren der Echoimpulslaufzeitgeräte 12,
13 und 14 in der gleichen Weise versetzt sein wie die Röhren der Geräte 33 und 34.
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Um die Zeitspanne zwischen Wahrnehmung und Auslösen möglichst groß
halten zu können, ist es deshalb vorteilhaft, den Luftschallwandler L am Ende des
Fahrzeuges bzw. Meßzuges anzuordnen und gleichzeitig die auf dem Registrierstreifen
abgebildete Zifferntafel T in analoger Weise wie die Luftschallwandler RL und RF
gegen die Symmetrieachse 9' entsprechend zu verschieben, wodurch die Registrierung
der Ziffern lagerichtig auf der Spur 53 des Registrierstreifens erfolgt.
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Das vorstehende Beispiel zeigt, daß die neuartige Kombination des
bisher üblichen Festkörper-Ultraschallverfahrens zur Aufzeichnung von inneren Fehlern
mit einem Verfahren, das die äußere Gestalt der Schienen samt den Verbindungen der
Schienen untereinander und zu den Schwellen aufzuzeichnen erlaubt, dem Auswerter
der Registrierstreifen die notwendigen Informationen liefert, die ein Schienenprüfer,
der mit einem Hand-Ultraschallgerät die Schienen prüft, durch visuelle Besichtigung
der Schienen gewinnen kann.
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Die in der Abbildung beispielsweise angegebenen Wandler 31 und 32
können dabei zweckmäßig abgewandelt oder erweitert werden. So kann der Wandler 32
in mehrere Wandler aufgeteilt werden, um maximale Echos von Schienenfuß, von Laschenschrauhen
und Schienenbefestigungsmitteln zu erhalten. Auch können Wandler auf beiden Seiten
des Schienenkopfes angebracht werden zur Feststellung der auf beiden möglichen Halbmondbrüche.
Diese Wandler können dabei von einem oder mehreren Echoimpulslaufzeitgeräten betrieben
werden.
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Zur Fahrflächenabtastung kann auch an Stelle eines berührungsfreien,
relativ hochfrequenten - die Wellenlänge in Luft soll von gleicher oder kleinerer
Größenordnung sein als die kleinsten zu erfassenden Abweichungen von der Regel form
- Luftschallwandlers ein
optisches Verfahren, das auf der Intensitätsänderung bei
der Reflexion von auf die Fahrfläche fallendem Licht beruht oder auf der mechanischen
Abtastung nach dem Tonabnehmerprinzip, wie es bei Schallplatten geschieht, erfolgen.
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PATENThNSPROCHE: 1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Schienen untersuchung
bei Gleisen nach dem Festkörper-Ultraschallverfahren mit einer der Geschwindigkeit
des Prüffahrzeuges proportionalen Registrierung von Echoimpulsen aus dem Innern
der Schiene bzw. der von ihrem Innern her mittels Ultraschall erfaRIwaren äußeren
Begrenzungsflächen, dadurch gekennzeichnet, daß am Prüffahrzeug über der Fahrfläche
der Schiene sowohl eine akustische, mechanische oder optische Fahrflächen-Prüfvorrichtung
(31) als auch an geeigneter Stelle des Fahrzeuges ein oder mehrere zum Auslösen
einer eine Zifferntafel (T) beleuchtenden Blitzröhre (B) dienende Luftschallwandler
(L) senkrecht zur (ileisrichtung strahlend angeordnet sind und daß ein oder mehrere
Luftschallwandler (32) seitlich der Schiene so angeordnet sind, daß ihre Hauptal>strahlrichtung
in die Querschnittsebene der Schiene fällt, und zwar so, daß die ausnutzbare Streuung
des oder der Wandler (32) einen maximalen Bereich an Schienenbefestigungs- und Bettungsmitteln
umfaßt und daß die Registrierung der Impulse der Vorrichtung (31) und der Echoimpulse
der Luftschallwandler (32) auf einem lichtempfindlichen Streifen (18) vermittels
an sich bekannter Echoimpulslaufzeitgeräte (S, E, K) über Braunsche Röhren (RL und
KF) erfolgt, die gegenüber den Braunschen Röhren für die Ultraschallregistrierung
(RU) um solche Beträge (', b') in Laufrichtung des Registrierstreifens versetzt
sein können, daß diese Beträge jeweils den Entfernungen (a, b) der Luftschallwandler
(31, 32) von der Symmetrieachse (9') der Ultraschallwandler (9, 10, 11) multipliziert
mit dem Ubersetzungsverhältnis gleich sind, wobei gleichzeitig die Registrierung
der Bezugsmarke (S) des entfernungsmäßig zur Symmetrieachse (9') analog den Braunschen
Röhren (RL, RF) angeordneten Zifferntafel (T) auf der Spur (53) des gleichen Registrierstreifens
(18) in bekannter Weise fotografisch erfolgt.