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Prüfvorrichtung für einen Anzeiger von Rissen in elektrischen Leitern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Empfindlichkeit undGenauigkeit
von Meß- oder Anzeigeeinrichtungen, die zum Anzeigen von Änderungen eines magnetischen
Kraftflusses verwendet werden. Derartige Instrumente werden für mannigfaltige Zwecke
benutzt, insbesondere aber zum Feststellen von Rissen in Schienen und ähnlichem
Material, wobei ein magnetischer Kraftfluß durch das Material zur Erzeugung eines
magnetischen Feldes gesandt wird. Hierbei läßt man durch die infolge von Fehlern
in dem 1laterial hervorgerufenen Änderungen der Lage dieses Feldes eine elektromotorische
Kraft induzieren. Diese wird an einem geeigneten Zeigerinstrument mit oder ohne
Verstärkung angezeigt. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin,
eine Kraftflußänderung von bekannter Größe zu schaffen, um eine E. M. K. von bekannter
Größe zu induzieren oder das Meßinstrument in bekannter Weise zu betätigen.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verbesserung derLeistungsfähigkeit
von oben beschriebenen Einrichtungen, zum Auffinden von Rissen u. dgl.
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In den Abbildungen ist die Erfindung in einigen Ausführungsformen
beispielsweise veranschaulicht: Abb. i ist eine Seitenansicht eines Prüf-Wagens
für Schienenrisse, in den die Anordnung gemäß der Erfindung eingebaut werden kann.
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Abb. 2 ist eine Aufsicht auf die Anordnung der Abb. z.
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Abb. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2.
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Abb. 4. zeigt in Ansicht und größerem Maßstabe eine Ausführungsform
der Erfindung, die an der Anordnung nach Abb. i und 3 angebracht ist.
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Abb. 5 zeigt in einem senkrechten Schnitt durch eine Teilanordnung
nach Abb. i und 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
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Abb. 6 zeigt in Ansicht eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
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Abb. 7 zeigt in einer zur Abb. 6 ähnlichen Ansicht eine der Abb. 6
ähnliche vierte Ausführungsform der Erfindung.
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Abb.8 veranschaulicht in einem Schaltungsschema eine fünfte Ausführungsform
der Erfindung.
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In Abb. i ist die Erfindung in ihrer Verwendung an einem Prüfwagen
zur Auffindung von Schienenrissen dargestellt. Es sei hierbei bemerkt, daß der Erfindungsgegenstand,
wie oben erwähnt, ganz allgemein verwendbar ist. Die Form des Kraftflußdetektors
und
Messers der Abb. i und 5 besteht aus einem nur zum Teil dargestellten Wagen io.
Der Wagen trägt einen nicht dargestellten Generator, um in die Schiene i i, auf
der der Wagen läuft, den erzeugten Strom durch Bürsten 12 und 13 zu liefern. Der
durch die Schiene i i fließende Strom erzeugt ein dieselbe umgebendes magnetisches.
Feld, welches, falls die Schiene ein gleichmäßiges Gefüge ohne Fehler hat, eine
gleichmäßige Ausdehnung besitzt. Zur Messung des Flusses oder zum Anzeigen der Änderungen
des Flusses in der Schiene ist ein Wagen 15 vorgesehen. An diesem kann ein Halter
16 befestigt werden, in dem ein Paar Elektromagnete in Form von die Magnete 21 bis
2i' umgebenden Spulen 20 und 2o' eingebaut ist. Solange der durch die Spulen gehende
Kraftfluß gleichförmig ist, wird keine E. M. K. darin induziert. Trifft man aber
beim Befahren der Schiene auf einen Riß oder einen anderen Fehler, so wird das die
Schiene umgebende Feld verschoben. Durch diese Änderung in dem Fluß wird dann eine
E. M. K. in der an diesem Abschnitt der Schiene liegenden Spule induziert.
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Die erwähnte, infolge eines Fehlers in der Schiene auftretende Änderung
des Flusses wird durch eine einzige Spule aufgefunden. Die Anordnung der beiden
Spulen im Abstand voneinander hat zur Folge, daß in beiden Spulen nacheinander der
Fehler aufgefunden wird, wenn der Wagen darüber läuft. Der Grund dafür, daß man
zwei Spulen verwendet, während eine Spule zur Auffindung der Änderung des Flusses
ausreichen würde, liegt darin, Änderungen in der relativen Geschwindigkeit zwischen
dem Wagen io und der Schiene zu berücksichtigen, die eine Änderung der Linien des
Kraftflusses durch die Spulen zur Folge haben würden, und ferner Änderungen des
durch die Schiene gesandten Stromes zu berücksichtigen, der ebenfalls Änderungen
des Kraftflusses veranlassen würde. Die Anordnung von zwei nach Abb. ?-
entgegengesetzt
angeschlossenen Spulen neutralisiert diese Änderungen, und daher werden nur die
Änderungen infolge von Fehlern in den Schienen und der daraus sich ergebenden Verschiebung
des magnetischen Feldes an diesem Punkte durch die Vorrichtung aufgefunden, da nur
eine Spule zu einer gegebenen Zeit auf diesen Fehler trifft. Infolgedessen ist keine
Neutralisierung dieser Änderung vorhanden; die Änderung wird daher auf die Anzeigevorrichtung
übertragen. Die induzierte E. M. K. kann durch eine geeignete thermoionische Verstärkerv
orrichtung verstärkt werden und daher eine entsprechende Anzeigevorrichtung betätigen
oder in einem Horchgerät wahrgenommen werden.
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Falls irgendein Fehler in der oben beschriebenen Anzeigevorrichtung,
z. B. ein Kurzschluß o. dgl., vorkäme, so würde dies offenbar eine unrichtige Anzeige
eines Risses oder Fehlers in dem Material hervorrufen, der tatsächlich nicht vorhanden
wäre. Aus diesem Grunde ist eine Vorrichtung vorgesehen, mit der der Prüfende auf
Wunsch die Empfindlichkeit der Anzeigevorrichtung zu prüfen vermag. Mit dieser Vorrichtung
kann eine E. M. K. von bekannter Stärke induziert werden, die einen bekannten Ausschlag
der Anzeigevorrichtung liefert. Eine solche Einrichtung kann in der Hauptsache aus
einem Draht bestehen, der nacheinander um die beiden Spulen 2o bis 2ö gewickelt
ist, und zwar derart, daß sich auf der einen Spule mehr Windungen befinden als auf
der anderen. Die Enden dieses Drahtes sind mit einer Elektrizitätsquelle, z. B.
einer Batterie B, verbunden. Durch Schließen eines Schalters S kann der Prüfende
eine Spannung aus der Batterie B an den Draht W anlegen, wodurch infolge der ungleich
starken Aufwicklung auf den einzelnen Spulen in der Spule 2o eine größere E. M.
K. induziert wird als in der Spule 2ö . Hierdurch wird ein Ausschlag an der Meßvorrichtung
hervorgerufen. Zur Einstellung der angelegten E. M. K. kann ein Widerstand R vorgesehen
werden, so daß normalerweise beim Schließen des SchaltersS ein Ausschlag von bestimmter
Größe erfolgt. Wird beim Niederdrücken des Schalters S ein abweichender Ausschlag
auf der Skala erhalten, so weiß der Prüfende, daß die Anzeigevorrichtung in einem
fehlerhaften Zustande ist.
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Die in Abb. 5 dargestellte Ausführungsform ist im Prinzip der in Abb.
q. gezeigten Ausführungsform ähnlich. Hier ist ein Draht W vorgesehen, der mit Bezug
auf die Spulen 2o und 2o' unsymmetrisch angeordnet ist. Dieser wird bei durchgehendem
Strom dieselbe Wirkung hervorrufen wie die ungleiche Windungszahl nach der Ausführungsform
nach Abb. q.. Ein ähnlicher Schalter S, Widerstand R, Batterie B sind mit dem Draht
TV' wie mit dem Draht W verbunden.
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In der Ausführungsform nach Abb. 8 hat man im wesentlichen dieselben
Einheiten, Schalter S, Batterie B und Widerstand R. Anstatt aber diese dazu zu benutzen,
um durch einen gegenüber den Spulen 2o bis 2o' verschobenen Hilfsleiter einen Strom
zu senden, schickt man diesen Strom direkt in den Empfangskreis der Anzeigevorrichtung,
indem man dieselbe mit den Leitungen L, L' verbindet, die von den Spulen
20 und 2o' nach der Anzeigevorrichtung führen.
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Eine etwas abweichende Ausführungsform, die den Prüfenden befähigt,
absichtlich eine bekannte E. M. K. in dem Anzeigestromkreis zu induzieren, ist in
den Abb..6 und 7 dargestellt.
Diese besteht aus einem kleinen Hilfselektromagneten
3o, der an den Empfangskreis der Anzeigevorrichtung angeschlossen ist und gegenüber
einem Leiter 31 eine relative Bewegung haben kann. Während in der Ausführungsform
nach Abb.6 der Elektroinagnet durch ein Pendel P getragen wird, «-elches sich gegenüber
dem festen Leiter 31 bewegt, steht in der Ausführungsform nach Abb.7 der Elektromagnet
fest. Hier trägt das Pendel den Leiter 31. In beiden Fällen ist die Wirkung die
gleiche, die relative Bewegung zwischen beiden ruft eine E. _M. K. von bekannter
Größe hervor, die an den Anzeigestromkreis zu legen ist, so daß der Prüfende weiß,
ob der Anzeigestromkreis den richtigen Grad an Empfindlichkeit hat.
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Es können nun weiterhin Mittel vorgesehen werden, um die Wirkungsweise
der vorbeschriebenen Prüfeinrichtung zu verbessern, so z. B. solche, durch welche
zwischen den Bürsten 12 und 13 und dem zu prüfenden Material ein besserer Kontakt
hergestellt wird. Dieser verbesserte Kontakt vergrößert die Leitfähigkeit, setzt
so die Spannung herab und vergrößert die Stromstärke in dem zu prüfenden Material,
so daß man eine stärkere Anzeige erhält. Zu diesem Zwecke kann man einen Behälter
5o mit einer den elektrischen Strom leitenden Flüssigkeit benutzen, welche man durch
ein Rohr 51 nach unten gegen das zu prüfende Material, und zwar an einem vor den
vorderen Bürsten 12 gelegenen Punkte ausfließen läßt. Durch diese Flüssigkeit werden
gleichzeitig Unreinigkeiten, wie Sand und Schmutz weggespült, die sonst unter die
Bürsten gedrängt werden und mangelhafte Kontakte bilden und sogar eine unrichtige
Anzeige von nicht vorhandenen Fehlern ergeben.
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Die Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung dient für die ganze Anzeigeanordnung
zwischen den Aufnahmespulen und demAnzeiger, die alle biegsamen Leitungen von der
Aufnahme bis zu den festen Leitern in dem Wagen und die biegsamen Verbindungen und
Verbindungsklemmen zwischen dem Verstärker und dem Anzeiger vermittels von Relais
einschließt.
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Die vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes sind als die günstigsten anzusehen. Die Erfindung kann auch
durch andere als die hier beschriebenen Einrichtungen verwirklicht werden. So kann
man verschiedene der erwähnten Merkmale und Elemente miteinander verbinden, unter
Änderung einiger oder Weglassung anderer innerhalb des der Erfindung zugrunde liegenden
Gedankens.