DE1165064B

DE1165064B - Method for measuring the gauge of a track using ultrasound

Info

Publication number: DE1165064B
Application number: DED35670A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Haferkorn; Dr Karl Werner; Dipl-Phys Eberhard Mundry
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1961-03-16
Filing date: 1961-03-16
Publication date: 1964-03-12

Description

Verfahren zum Messen der Spurweite eines Gleises mittels Ultraschall Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum kontinuierlichen Messen der Spurweite eines Gleises von einem Fahrzeug aus sowie zum Untersuchen der Laufeigenschaften des ungefederten Teils von Schienenfahrzeugen mittels Ultraschall nach dem Impuls-Laufzeitverfahren.Method for measuring the gauge of a track using ultrasound The invention relates to a method and a device for continuous measurement the gauge of a track from a vehicle and to examine the running properties of the unsprung part of rail vehicles by means of ultrasound using the impulse transit time method.

Zum kontinuierlichen Messen der Spurweite eines Gleises von einem Fahrzeug aus sind mechanische Taster bekannt, die an den Fahrkanten der Schienen entlanggleiten oder -rollen und deren Abstand voneinander ein unmittelbares Maß für die Spurweite ist. For continuously measuring the gauge of a track from one Mechanical buttons are known from the vehicle, which are located on the running edges of the rails slide or roll along and their distance from one another is an immediate dimension for the gauge is.

Diesem Verfahren haften als Nachteile die Trägheit der Taster und ihr Verschleiß an.The disadvantages of this method are the inertia of the buttons and their wear and tear.

Diese Nachteile können erfindungsgemäß dadurch vollständig beseitigt werden, daß zwei um einen verbindlich festgesetzten Winkel gegen die den beiden Schienenlaufflächen gemeinsame Tangente geneigte, in einem festen Abstand voneinander an einem ungefederten Teil des Fahrzeugs angebrachte Ultraschallwandler der Fahrkanten der Schienen an zwei gegenüberliegende Stellen anstrahlen und die Summe der in bekannter Weise gemessenen Laufzeiten zwischen Ultraschallwandler, Fahrkante und zurück zum Messen und Registrieren der Spurweite ausgenutzt wird. According to the invention, these disadvantages can thereby be completely eliminated be that two at a binding angle against the two Rail treads common tangent inclined, at a fixed distance from each other Ultrasonic transducers attached to the driving edges on an unsprung part of the vehicle illuminate the rails at two opposite points and add the sum of the known Way measured transit times between the ultrasonic transducer, the driving edge and back to the Measurement and registration of the gauge is used.

Die Anwendung des Ultraschallimpuls.Laufzeit verfahrens bei der Gleisuntersuchung ist bereits bekannt. So werden fehlerhafte Werkstofftrennungen innerhalb der Eisenbahnschienen durch die Reflexion von Ultraschallimpulsen festgestellt und Besonderheiten an der Schiene oder an deren Befestigungsmitteln, die für die Beurteilung von Schienenfehlern oder zu deren Lagebestimmung wichtig sind, mit Ultraschallimpulsen, die sich in Luft ausbreiten, erfaßt. Auch eine Einrichtung, die zum fortlaufenden Registrieren von solchen mit Ultraschall gefundenen Schienenfehlern dient, ist bereits bekannt. The application of the ultrasonic impulse transit time method in the track inspection is already known. This is how faulty material separations within the railroad tracks become detected by the reflection of ultrasonic pulses and peculiarities of the Rail or its fastening means, which are used for the assessment of rail defects or to determine their position are important, with ultrasonic pulses that are in Spread air, captured. Also a facility for continuous registration of such rail defects found with ultrasound is already known.

Bei der Anwendung des Ultraschall-Impulslaufzeitverfahrens zum Messen der Spurweite gemäß der Erfindung ist die Summe der beiden Abstände, die von eventuellen Querbewegungen des Fahrzeugs und damit der beiden Ultraschallwandler relativ zum Gleis nicht mehr abhängig ist, ein Maß für die Spurweite, wenn diese in folgender Weise neu definiert wird: Die Spurweite I (vgl. Fig. la) eines Gleises ist das lichte Maß a zwischen den Schienenköpfen, gemessen als Abstand zwischen denjenigen Punkten der Fahrkanten, in denen zwei Geraden, die in einer Ebene senkrecht zur Gleisachse liegen und die um verbindlich festgesetzte und gleiche Winkel a gegen eine beiden Schienenfahrflächen gemeinsame Tangente geneigt sind, die Schienenfahrkanten berühren, vermindert um den Wert 2 r (1 - sin pos). Dabei ist r der Schienenkopf-Ausrundungshalbmesser an der Fahrkante. Das führt zu der Formel für die Spurweite: I = a-2r(l - sin or) . When using the ultrasonic pulse time-of-flight method for measurement the track width according to the invention is the sum of the two distances that are possible Transverse movements of the vehicle and thus of the two ultrasonic transducers relative to the Track is no longer dependent on a measure of the track gauge if this is in the following Way is redefined: The track width I (see Fig. La) of a track is the clear Dimension a between the rail heads, measured as the distance between those points the running edges, in which two straight lines in a plane perpendicular to the track axis and the fixed and equal angle a against one of the two Rail running surfaces common tangents are inclined that touch the rail running edges, reduced by the value 2 r (1 - sin pos). Where r is the Rail head fillet radius at the driving edge. This leads to the formula for the gauge: I = a-2r (l - sin or) .

Die Messung nach dieser Definition ergibt bei neuen und bei--normal abgenutzten Fahrkanten denselben Zahlenwert wie nach der üblichen Definition der Spurweite als kleinstem Abstand der Innenfiächen der Schienenköpfe innerhalb des Bereichs der Schienenoberkante bis 14 mm darunter. The measurement according to this definition shows with new and with - normal worn running edges have the same numerical value as according to the usual definition of Track width as the smallest distance between the inner surfaces of the rail heads within the Area of the upper edge of the rail up to 14 mm below.

Bei Messungen an Schienen mit vergrateten oder überwalzten Fahrkanten ergibt sich nach der neu eingeführten Definition sogar ein Spurweitenwert, der besser der Führung des Spurkranzes entspricht. Der neue und normal abgenutzte Spurkranz wird tatsächlich am Punkt des kleinsten Ausrundungshalbmessers der Fahrkante geführt. Der Winkel u: liegt entsprechend der Form der Spurkranzwurzel richtig zwischen 10 und 70". Aus meßtechnischen Gründen kann bei der Messung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ein Winkel a = 45" gewählt werden. When taking measurements on rails with burrs or rolled edges According to the newly introduced definition, there is even a track width value that is better corresponds to the guidance of the wheel flange. The new and normally worn wheel flange is actually guided at the point of the smallest radius of curvature of the driving edge. According to the shape of the flange root, the angle u: is correctly between 10 and 70 ". For metrological reasons, when measuring according to the method according to According to the invention, an angle a = 45 "can be selected.

Bei handelsüblichen Gleisen beträgt der Ausrundungshalbmesser an der Fahrkante neuer Schienen r = 13 mm. Mit o; a 45" ergibt sich die Spurweite nach der erwähnten Definition zu 1= a-213(1 (1sin 45°) = am7,618 mm. In the case of commercially available tracks, the radius of the radius is the running edge of new rails r = 13 mm. With o; a 45 "results in the track width the mentioned definition to 1 = a-213 (1 (1sin 45 °) = am7.618 mm.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung kann die nur auf einer Fahrzeugseite nach dem Impuls-Laufzeitverfahren gemessene Ultraschall-Laufzeit zum Messen und Registrieren der Querverschiebungen des ungefederten Fahrzeugteils im Gleis ausgenutzt werden. Mit diesen Meßergebnissen können die Laufeigenschaften von Drehgestellen u. dgl. der Schienenfahrzeuge beurteilt werden. According to an advantageous development of the method according to the invention can only be measured on one side of the vehicle using the impulse transit time method Ultrasonic transit time for measuring and registering the transverse displacements of the unsprung Vehicle part in the track are used. With these measurement results, the running properties from Bogies and the like of the rail vehicles are assessed.

Als Ultraschallwandler können z. B. in bekannter Weise Bariumtitanatkristalle verwendet werden. Die Wandler arbeiten in üblicher Weise abwechselnd als Sender und Empfänger, so daß sie die Echos der von ihnen abgestrahlten Impulse selbst wieder aufnehmen. Die Anzeigen können auf dem Schirm bild eines Oszillographen beobachtet werden; die Registrierung ist durch Photographieren eines helligkeitsmodulierten Kathodenstrahlröhren-Schirmbildes oder auch mit Hilfe von Direktschreibern möglich. As an ultrasonic transducer, for. B. barium titanate crystals in a known manner be used. The transducers work alternately as transmitters in the usual way and receivers, so that they themselves reproduce the echoes of the pulses they emit take up. The displays can be observed on the screen of an oscilloscope will; the registration is modulated by photographing a brightness Cathode ray tube screen image or with the help of direct writers possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von F i g. 1 bis 4 erläutert. An embodiment of the invention is illustrated with reference to FIG. 1 to 4 explained.

F i g. 1 zeigt schematisch die Lage eines Ultraschallwandlers relativ zur Schiene; F i g. la soll die verwendete Definition der Spurweite erläutern; F i g. 2 enthält eine schematische Darstellung der gegenüberliegenden zwei Ultraschallwandler; F i g. 3 gibt als Blockschaltbild die prinzipielle Aufbaumöglichkeit einer mit Direktschreiber versehenen Gesamtapparatur wieder, mit der außer der Spurweite auch Querbewegungen des Fahrzeuges im Gleis gemessen werden können; F i g. 4a bis 4f enthalten die Darstellung der in der Apparatur erzeugten und umgewandelten elektrischen Spannungen als Funktion der Zeit. F i g. 1 schematically shows the relative position of an ultrasonic transducer to the rail; F i g. la is intended to explain the definition of the gauge used; F. i g. 2 contains a schematic representation of the opposing two ultrasonic transducers; F i g. 3 shows as a block diagram the basic construction option of a with direct writer equipped overall apparatus again, with the not only the track width, but also transverse movements of the vehicle can be measured on the track; F i g. 4a to 4f contain the illustration of the electrical voltages generated and converted in the apparatus as a function currently.

Ein beispielsweise elektrostatischer oder piezoelektrischer Ultraschallwandler W1 (Fig. I) strahlt von der Fläche F1 aus Ultraschallimpulse gegen die Fahrkante der Schiene. Die Fläche F1 ist um den Winkel o; = 45" gegen die Horizontale geneigt. Eine in der Zeichenebene parallel zur Fläche F1 liegende Gerade berührt die Schienenfahrkante am Umrißpunkt A1, der definitionsgemäß ein Bezugspunkt für die Spurweite ist. Nur bei diesem Umrißpunkt Al treffen die senkrecht von der Fläche F1 abgestrahlten Ultraschallwellen auch senkrecht auf die Schiene und werden nur von hier wieder senkrecht auf die Fläche Fl zurückgeworfen, wo sie im Punkt C1 auftreffen. Der zugehörige Schallweg s1 entspricht also unmittelbar dem kürzesten Abstand zwischen der Fläche F, und der Schiene. Außerdem erzeugt ein zwischen den Punkten C1 und A1 hin- und zurückgelaufener Impuls ein größeres Echo als alle auf irgendeinem anderen Wege gelaufenen Impulse, weil die Fläche F1 groß gegen die Schallwellenlänge ist; gerade der Schallweg s1 ist also leicht meßbar. Die Verbindungslinie zwischen den beiden Bezugspunkten A1 und As der Spurweite (F i g. 2) schneidet die Fläche F1 im Punkt B1. Der Abstand AXB, = a1 läßt sich nun durch Messung des Schallweges sl wegen der Beziehung al = .~1 = sm a 81 Y 2 unmittelbar angeben. For example, an electrostatic or piezoelectric ultrasonic transducer W1 (Fig. I) emits ultrasonic pulses from the surface F1 against the driving edge the rail. The area F1 is at the angle o; = 45 "inclined to the horizontal. A straight line lying in the plane of the drawing parallel to the surface F1 touches the rail running edge at the outline point A1, which is by definition a reference point for the track width. Just The ultrasonic waves radiated perpendicularly from the surface F1 meet at this outline point A1 also perpendicular to the rail and are only perpendicular to the from here Surface Fl thrown back, where they meet at point C1. The associated sound path So s1 corresponds directly to the shortest distance between the surface F, and the rail. It also generates a run back and forth between points C1 and A1 Impulse an echo larger than any other impulse, because the area F1 is large versus the sound wavelength; just the sound path s1 is therefore easy to measure. The connecting line between the two reference points A1 and As of the track width (Fig. 2) intersects the area F1 at point B1. The distance AXB, = a1 can now be determined by measuring the sound path sl because of the relationship al =. ~ 1 = sm a 81 Y 2 specify immediately.

Bringt man zwei Wandler W1 und W2 entsprechend F i g. 2 in einem festen Abstand aO voneinander an einem ungefederten Teil des Fahrzeuges an, so daß also das Wandlerpaar seine Höhenlage relativ zur Schiene nicht ändern kann und damit auch der Abstand B1B2 = aO konstant bleibt, dann ist das lichte Maß a wegen der Beziehung a = aO + al + a2 = aO + (sl + s)ll2 2 leicht bestimmbar durch Messen der Schallwege s und s2. Da diese Beziehung von eventuellen Querverschiebungen des Wandlerpaares relativ zum Gleis unabhängig ist, kann beim selbsttätigen Summieren der Schallwege sl und sO in der Apparatur auch die Registrierung von solchen Querverschiebungen ,mabhängig gemacht werden. Andererseits können durch zusätzliche Registrierung der einzelnen Schallwege s, und 82 derartige Querverschiebungen des ungefederten Fahrzeugteils (z. B. der Sinuslauf im Gleis) mitgemessen werden. Bringing two transducers W1 and W2 according to FIG. 2 in one fixed distance aO from each other on an unsprung part of the vehicle, so that so the transducer pair can not change its altitude relative to the rail and thus also the distance B1B2 = aO remains constant, then the clear dimension a is because of the Relationship a = aO + al + a2 = aO + (sl + s) ll2 2 can be easily determined by measuring the Sound paths s and s2. Because this relationship of possible transverse displacements of the transducer pair is independent relative to the track, can when the sound paths are automatically added sl and sO also record such transverse displacements in the apparatus , can be made dependent on m. On the other hand, additional registration of the individual sound paths s, and 82 such transverse displacements of the unsprung vehicle part (e.g. the sinusoidal run in the track) can also be measured.

Tatsächlich läßt sich die Messung noch durch eine vorherige Eichung vereinfachen, indem bei einem Gleis mit neuen oder wenig abgefahrenen Schienenfahrkanten die Spurweite I mit einem Handspurmaß an einer bestimmten Meßstelle z. B. mit l = 1446,0 mm gemessen wird. Dann ergibt sich bei einer anschließenden Messung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung an derselben Meßstelle a = + + 2 r (1 - sin α) und aO = a - e, + s2) d2 , also aO = 1446,0 + 7,6 - (s, + 82) 2; z. B. wird mit sl = 120,0 mm und s2 = 130,0 mm aO= = 1453,6 - 250,0 1/2 = 1100,0mm, Günstig ist dieser Weg vor allem dann, wenn aO nicht unmittelbar am Meßfahrzeug gemessen werden kann. In fact, the measurement can still be carried out through a previous calibration Simplify by working on a track with new or little worn rail edges the gauge I with a hand gauge at a certain measuring point z. B. with l = 1446.0 mm is measured. Then a subsequent measurement shows after the method according to the invention at the same measuring point a = + + 2 r (1 - sin α) and aO = a - e, + s2) d2, i.e. aO = 1446.0 + 7.6 - (s, + 82) 2; z. B. is with sl = 120.0 mm and s2 = 130.0 mm aO = = 1453.6 - 250.0 1/2 = 1100.0 mm, is favorable this way especially when aO not measured directly on the measuring vehicle can.

Daraus folgt 1 1100+ 2 1/ (8i + 82).This implies 1 1100+ 2 1 / (8i + 82).

Beim selbsttätigen Summieren von sl und s2 und entsprechendem Maßstab kann I sofort abgelesen und bei Stillstand des Meßfahrzeugs mit dem Handspurmaß nachgeprüft werden. With automatic summation of sl and s2 and the corresponding scale I can be read off immediately and, when the measuring vehicle is at a standstill, with the hand gauge be checked.

An Hand des Blockschaltbildes in F i g. 3 sei ein Ausführungsbeispiel einer Apparatur zum Beobachten von Spurweite und Querbewegung des Fahrzeuges im Gleis sowie zum Registrieren dieser Größen mit Direktschreibern näher beschrieben. Ein Impalsgenerator G1 liefert bei geschlossenem Schalter S1 die Sendeimpulse für den Ultraschallwandler W1 mit einer festen, von den übrigen Teilen der Apparatur unab hängigen Impulsfolgefrequenz (Impulse 1"; F i g. 4a). Using the block diagram in FIG. 3 is an exemplary embodiment an apparatus for observing the track width and lateral movement of the vehicle in the Track and how to register these variables with direct writers. A pulse generator G1 supplies the transmission pulses for when switch S1 is closed the ultrasonic transducer W1 with a fixed one from the other parts of the apparatus independent pulse repetition frequency (pulses 1 "; Fig. 4a).

Die von dem Ultraschallwandler W1 aufgenommenen Echos von der Schienenfahrkante (Impulse le; Fig. 4a) gelangen zum Empfangsverstärker V1. Ein zweiter Impulsgenerator G2 wird bei geschlossenem Schalter S2 von dem Empfangsverstärker V1 über eine Torstufe T1 so gesteuert, daß gleichzeitig mit dem Emp fang eines Echos bei dem Wandler W1 der Wandler W2 mit einem Sendeimpuls (Impulse SJ; F i g. 4b) versorgt wird. Die Torstute T1 verhindert dabei, daß der Generator G2 unmittelbar von den Sendeimpulsen des Wandlers W1 gesteuert wird. Die von dem Wandler W2 aufgenommenen Echos von der Fahrkante der gegenüberliegenden Schiene (Impulse 2e, Fig. 4b) gelangen zum Empfangsverstärker V2. Mit der Steuerung des Impulsgenerators G2 durch den Empfangsverstärker V1 wird also erreicht, daß die Lage der Impulse ls und 2e auf der Abszisse von F i g. 4a und 4b und somit der jeweilige zeitliche Abstand zwischen diesen Impulsen nur von der Summe der gemessenen Laufzeiten und damit von der Spurweite abhängt, nicht aber von der Querlage des Wandlerpaares im Gleis, die lediglich die Stellung der Impulse 1 e und 2s auf der Abszisse mitbestimmt.The echoes from the rail running edge picked up by the ultrasonic transducer W1 (Pulses le; Fig. 4a) reach the receiving amplifier V1. A second pulse generator When the switch S2 is closed, G2 is fed by the receiving amplifier V1 via a gate stage T1 controlled so that simultaneously with the reception of an echo at the transducer W1 the transducer W2 is supplied with a transmission pulse (pulses SJ; Fig. 4b). the Tormute T1 prevents the generator G2 from receiving the transmitted pulses directly of the converter W1 is controlled. The echoes picked up by the transducer W2 from the The running edge of the opposite rail (pulses 2e, Fig. 4b) reach the receiver amplifier V2. With the control of the pulse generator G2 by the receiving amplifier V1 thus achieved that the position of the pulses Is and 2e on the abscissa of F i g. 4a and 4b and thus the respective time interval between these pulses only from depends on the sum of the measured transit times and thus on the track width, but not from the transverse position of the transducer pair in the track, which is only the Position of the pulses 1e and 2s on the abscissa is also determined.

Zum Registrieren der Spurweitenmessung wird ein bistabiler Multivibrator R1, der Rechteckimpulse von konstanter Höhe erzeugt, von dem Impulsgenerator G1 und dem Empfangsverstärker V2 so gesteuert, daß die Breite der entstehenden Rechteckimpulse (Fig. 4 c) durch den zeitlichen Abstand zwischen je zwei zusammengehörigen Impulsen 1 und 2e, also durch die Laufzeitsumme und damit durch die Spurweite bestimmt wird. In einem Integrierglied J1 wird der Mittelwert der Rechteckimpulse über einen passend gewählten Zeitraum gebildet. Dieser Mittelwert gelangt über ein Einstellglied P1 zum Schreiber Sch, dessen Anzeige (Fig. 4d) mit Hilfe des Einstellgliedes P1, wie unten beschrieben, unmittelbar in mm Spurweite« geeicht werden kann. A bistable multivibrator is used to register the gauge measurement R1, which generates square-wave pulses of constant height, from pulse generator G1 and the receiving amplifier V2 controlled so that the width of the resulting square-wave pulses (Fig. 4 c) by the time interval between two associated pulses 1 and 2e, that is, is determined by the total transit time and thus by the track width. In an integrator J1, the mean value of the square-wave pulses becomes more than a match selected period. This mean value is obtained via an adjusting element P1 to the recorder Sch, whose display (Fig. 4d) with the help of the setting member P1, such as described below, can be calibrated directly in mm gauge «.

Ein von dem Impulsgenerator G1 und dem Empfangsverstärker V1 gesteuerter bistabiler Multivibrator R2 liefert Rechteckimpulse, deren Breite (F i g. 4e) nur von der mit dem Wandler W1 gemessenen Laufzeit, also von etwaigen Querbewegungen des Fahrzeuges im Gleis abhängig ist. Analog der Spurweitenregistrierung werden diese Querbewegungen über das Integrierglied J2 und das Einstellglied P2 auf einem zweiten Kanal des Schreibers Sch registriert (F i g. 4f). One controlled by the pulse generator G1 and the receiving amplifier V1 bistable multivibrator R2 supplies square-wave pulses whose width (FIG. 4e) only from the transit time measured with the transducer W1, i.e. from any transverse movements of the vehicle on the track is dependent. Analogous to the track gauge registration these transverse movements via the integrating element J2 and the adjusting element P2 on one second channel of the recorder Sch registered (F i g. 4f).

Eine unmittelbare Beobachtung der Sende- und Empfangsimpulse ist auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre 0 möglich. Die an den waagerechten Ablenkplatten liegende Zeitablenkung Z mit einstellbarer Ablenkgeschwindigkeit wird vom Generator G1 synchronisiert. Die vertikalen Ablenkplatten sind mit dem Ausgang eines elektronischen Schalters E verbunden, an dessen einen Eingang der Generator G1 und der Empfangsverstärker V1 angeschlossen sind, so daß in üblicher Weise Sende- und Echoimpulse des Wandlers W1 auf dem Bildschirm dargestellt werden. An immediate observation of the transmitted and received pulses is possible on the screen of a cathode ray tube 0. The ones on the horizontal Deflection plates lying time deflection Z with adjustable deflection speed synchronized by the generator G1. The vertical baffles are with the exit connected to an electronic switch E, at one input of which the generator G1 and the receiving amplifier V1 are connected, so that transmission and echo pulses from the transducer W1 are displayed on the screen.

Der Generator G2 und der Empfangsverstärker K2 sind über ein Phasenumkehrglied Ph mit dem zweiten Eingang des Schalters E verbunden, so daß auf dem Bildschirm in der in Fig.3 angedeuteten Weise auch die Sende- und Echoimpulse des Wandlers W2 dargestellt werden, und zwar mit umgekehrt gerichteter Ablenkung.The generator G2 and the receiving amplifier K2 are via a phase inverter Ph connected to the second input of switch E so that on the screen in the manner indicated in FIG. 3 also the transmission and echo pulses of the transducer W2 are shown, with the deflection reversed.

Die Apparatur kann folgendermaßen geeicht werden: Das Einstellglied für die Ablenkgeschwindigkeit an der Zeitablenkung Z der Kathodenstrahlröhre O ist mit den Einstellgliedern P1 und Pa der zu registrierenden Schreiberspannungen so gekuppelt (z. B. mechanisch durch mehrere Potentiometer auf einer Achse mit einem gemeinsamen Drehknopf), daß eine Änderung der Ablenkgeschwindigkeit eine ihr proportionale Änderung der Schreiberspannungen nach sich zieht (Maßstabseinstellung). Vor dem Schirm der Kathodenstrahlröhre befindet sich eine der Einteilung des Schreiberpapiers entsprechende Skala, auf der unmittelbar die verschiedenen Spurweiten angegeben sind. Werden nun die Schalter 81 und 82 geöffnet und die Schalter Spund S4 geschlossen, so ist an Stelle des Wandlers W1 ein Wandler W3 an den Generator G1 und dem Empfangsverstärker V1 angeschlossen, der einen in bestimmtem Abstand von dem Wandler W3 angebrachten Reflektor Re anstrahlt und von dort Echos empfängt. Die Rechteckimpulse im Multivibrator R2 werden jetzt von den Sendeimpulsen und den Echos des Wandlers W3 gesteuert. Hinter dem Schalter S4 befindet sich eine Torstufe T2, so daß die Rechteckimpulse in dem Multivibrator R1 vom Sende- impuls und dem ersten Echo des Wandlers W2 gebildet werden, also genau doppelt so breit sind wie die Rechteckimpulse im Multivibrator R2 Zum Eichen werden durch Einstellen der Zeitablenkung 7 und der Einstellglieder P1 und P2 die beiden ersten Echos des Refiektors Re auf zwei bestimmte Werte der Spurweite eingestellt werden (z. B. 1425 und 1465 mm). The apparatus can be calibrated as follows: The adjusting member for the sweep speed at the time sweep Z of the cathode ray tube O is with the setting members P1 and Pa of the recorder voltages to be registered so coupled (e.g. mechanically by several potentiometers on one axis with a common rotary knob) that a change in the deflection speed is proportional to it Change in the recorder voltages (scale setting). Before the The screen of the cathode ray tube is one of the classifications of the writing paper corresponding scale on which the various gauges are immediately indicated are. If the switches 81 and 82 are now opened and the switch Spund S4 closed, so instead of the converter W1 there is a converter W3 to the generator G1 and the receiving amplifier V1 connected, the one attached at a certain distance from the transducer W3 Reflector Re illuminates and receives echoes from there. The square pulses in the multivibrator R2 are now controlled by the transmission pulses and the echoes from the transducer W3. Behind the switch S4 is a gate stage T2, so that the square-wave pulses in the Multivibrator R1 from the transmitter impulse and the first echo of the transducer W2 are formed, that is exactly twice as wide as the square-wave pulses in the R2 Zum multivibrator Calibrations are made by setting the time base 7 and the setting members P1 and P2 the first two echoes of the reflector Re to two specific values of the track width can be set (e.g. 1425 and 1465 mm).

Diese Werte sind vom Abstand a0 zwischen den Wandlern W1 und W2 (F i g. 2) und vom Abstand des Wandlers W3 vom ReflektorRe (Fig. 3) abhängig und können durch geeignete Wahl dieser Größen entsprechend festgelegt werden. Dem obigen Zahlenbeispiel entsprechend würden die Schreibstreifen am Schreiber Sch ebenfalls bei 1425 und 1465 mm stehen. Die so geeichte Apparatur wird durch Öffnen der Schalter S3 und S4 und durch Schließen der Schalter S1 und 82 wieder betriebsbereit.These values are based on the distance a0 between the transducers W1 and W2 (F i g. 2) and on the distance of the transducer W3 from the reflector Re (Fig. 3) and can be determined accordingly by a suitable choice of these sizes. The numerical example above accordingly, the writing strips on the scribe Sch would also be at 1425 and Stand 1465 mm. The apparatus calibrated in this way is activated by opening switches S3 and S4 and ready for operation again by closing switches S1 and 82.

Der Wandler W2 und der Reflektor Re befinden sich außerhalb des Fahrzeuges im Freien, damit die durch die Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit bedingten Schwankungen der Laufzeitenmessungen beim Eichen kompensiert werden können. Die erneut erforderliche Eichung der Anlage (wenn z. B. im Laufe eines Meßtages Anzeigeschwankungen durch geringe Temperaturänderungen auftreten) kann auch unter Ausnutzung eines geeigneten Elementes Th (F i g. 3) außerhalb des Fahrzeuges, das eine temperaturabhängige elektrische Spannung erzeugt, selbsttätig kompensiert werden. The converter W2 and the reflector Re are located outside the vehicle outdoors, so that by the temperature dependence of the speed of sound Fluctuations in the transit time measurements during calibration can be compensated for. The renewed calibration of the system (if e.g. during a measuring day Display fluctuations due to small temperature changes can also occur under Utilization of a suitable element Th (F i g. 3) outside the vehicle, which a temperature-dependent electrical voltage generated, automatically compensated.

Der Papiervorschub des Schreibers erfolgt von einer Fahrzeugachse aus proportional der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, so daß ein konstanter Abbildungsmaßstab erzielt wird. Mit einer Ortungstaste Or (F i g. 3) kann die Lage der Hektometersteine durch kurze Impulse auf dem Schreiber markiert werden. The paper feed of the recorder takes place from a vehicle axle from proportional to the driving speed of the vehicle, so that a constant image scale is achieved. With a locating button Or (Fig. 3) the position of the hectometer stones marked with short impulses on the recorder.

Für den Fall einer optischen Registrierung mit Registrierkamera und helligkeitsmoduliertem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre läßt sich gegebenenfalls durch mehrfaches elektronisches Summieren der Laufzeiten an den beiden Schienen die Meßgenauigkeit erhöhen. In the event of an optical registration with a registration camera and Brightness-modulated screen of a cathode ray tube can optionally by multiple electronic summation of the running times on the two rails increase the measurement accuracy.

Claims

Claims: 1. Method for continuously measuring the track width of a track from a vehicle and to examine the running properties of the unsprung part of rail vehicles using ultrasound using the pulse transit time method, characterized in that two fixed angles (o;) towards the tangent inclined in common to the two rail running surfaces, in one fixed distance (aO) from each other attached to an unsprung part of the vehicle Ultrasonic transducer (W; w »the running edges of the rails on two opposite Spotlight points and the sum of the transit times measured in a known manner between Ultrasonic transducer, driving edge and back for measuring and registering the track width is exploited.

2. The method according to claim 1, characterized in that the only Ultrasonic transit time measured on one side of the vehicle for measurement and recording the lateral displacements of the unsprung vehicle part in the track is exploited.

3. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized in that that the second is to generate the ultrasonic pulses required ultrasound devices from the receiving amplifier (V1) of the first device is controlled so that the second ultrasonic transducer (W2) always sends a pulse emits simultaneously with the reception of an echo at the first transducer (W1).

4. Device according to claim 3, characterized in that the immediate Observe the measurement, the transmission pulses and the leading edge echoes from both sides With the help of a phase reversing element (Ph) and an electronic switch (E) so on the vertical baffles of a cathode ray tube (0) are given that on the screen the impulses on one side up and those on the other side to be written below.

5. Device according to claim 3 and 4, characterized in that a bistable, from the transmit pulse (1 ,; F i g. 4) of the first and from the trailing edge echo (2e) of the second ultrasonic transducer controlled multivibrator (R1) square-wave pulses constant height is generated, the width of which is the sum of the transit time of the sound beams on both Pages is the same, and the over an integrator (J3 a writer (Sch) the Apply voltage to be registered, which is only dependent on the track width.

6. Device according to claim 5 for performing the method according to Claim 2, characterized in that a further, bistable multivibrator (R) is controlled by the transmission pulse and echo of only one ultrasonic transducer and via a Integrating element (J2) supplies a recording voltage to a recorder (Sch), the transverse movements of the transducer pair in the track.

7. Device according to claim 3 to 6, characterized in that for simultaneous entry set the voltages to be recorded on the recorder (Sch) and the deflection speed of the beam in the cathode ray tube (0) is a single one Adjusting member is provided.

8. Device according to claim 3 to 7, characterized in that they are connected to a third ultrasonic transducer located on the outside of the vehicle (W3) and a reflector (Re) existing calibration section is connected, and that low Maladjustment of the measuring device by generating a temperature-dependent control voltage (by means of Th) can be eliminated.

9. Device according to claim 3 to 8, characterized in that the paper feed of the recorder (Sch) proportional to the vehicle speed takes place and a location button (Or) is provided with which on the registration strip short voltage pulses are written as location marks.

10. Device according to claim 3 and 4, characterized in that to register in a known manner photographing a brightness-modulated Screen of a cathode ray tube is provided, with the feed of the photosensitive Material in the camera is proportional to the vehicle speed.

11. Device according to claim 10, characterized in that for Increase of the measurement accuracy in the case of photographic registration on both sides measured transit times in a known manner with electronic aids several times can be summed up.

Documents considered: German Patent No. 958847; Book by Schramm, "Oberbautechnik und Oberbauwirtschaft", p. 4.