DE585697C - Vorrichtung zum Messen von Neigungen auf bewegten Fahrzeugen mittels eines elektro-magnetisch gesteuerten Kreisels, insbesondere zum Aufzeichnen der Schienenueberhoehungen von Eisenbahngeleisen - Google Patents
Vorrichtung zum Messen von Neigungen auf bewegten Fahrzeugen mittels eines elektro-magnetisch gesteuerten Kreisels, insbesondere zum Aufzeichnen der Schienenueberhoehungen von EisenbahngeleisenInfo
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Description
- Vorrichtung zum Messen von Neigungen auf bewegten Fahrzeugen mittels eines elektromagnetisch gesteuerten Kreisels, insbesondere zum Aufzeichnen der Schienenüberhöhungen von Eisenbahngeleisen Kreisel; die bei Präzessionsstörungen elektroriiagnetisch auf das wirkliche Lot oder ein Scheinlot zurückgeführt werden, sind bekannt, ebenso deren Verwendung zur Aufzeichnung der Schienenüberhöhung von Eisenbahngeleisen vom fahrenden Zug aus.
- Für den letztgenannten und ähnliche Verwendungszwecke des Kreisels, bei denen es nicht auf höchste Meßgenauigkeit ankommt, genügt die weit einfachere und weniger kostspielige Vorrichtung nach der Erfindung.
- Diese Vorrichtung besteht in bekannter Weise aus einem nahezu im Schwerpunkt unterstützten Kreisel mit aufrechter Umlaufachse und waagerechten Präzessionsachsen, auf die selbsttätig gesteuerte Korrektionsdrehmomente ausgeübt werden, welche rückläufige Präzessionsbewegungen des Kreisels einleiten. Die neue Vorrichtung unterscheidet sich von den bekannten dadurch, daß die Korrektionsdrehmomente in Abhängigkeit von den relativen Drehungen des Kreisels um seine Präzessionsachsen gegenüber dem Fahrzeuglcasten gesteuert werden.
- Es ist dabei selbstverständlich und allgemein bekannt, daß die die Korrektionsdrelimomente steuernden Mittel erst bei überschreitung eines bestimmten Mindestausschlages des Kreisels ansprechen. Der Kreisel nach der Erfindung bat leine bestimmte Richtung im Raum. Die Richtmomente, welche auf den Kreisel ausgeübt werden, haben das Bestreben, ihn stets in eine Richtung zu drängen, die gegenüber dem Fahrzeugkasten unveränderlich ist, sich im Raum aber von Augenblick zu Augenblick ändert. Die Kreiselrichtung hinkt aber der Fahrzeugrichtung beständig nach, und zwar um so langsamer, je größer der Schwung (Drall) des Kreisels ist und je kleiner die Korrektionsdrehmomente sind. Diese müssen auf alle Fälle so groß sein, daß sie das Verlaufen des Kreisels infolge der Präzessionsstörungen verhindern. Ist der Schwung genügend groß und die Zeitdauer, welche das Fahrzeug zum Durchfahren einer größeren Strecke gebraucht, klein, so kann man die Kreiselrichtung im Raum während des Durchfahrens der Strecke näherungsweise als konstant annehmen. Aus dem Verlauf der Kreiselneigung gegenüber dem Fahrzeugkasten last sich umgekehrt der Verlauf der Neigungsänderung des Fahrzeugkastens im Raum erkennen. Aus den horizontalen geraden Stellen der durchfahrenen Strecke und den vorher gefundenen relativen Werten läßt sich die absolute Neigung für jeden Punkt der Strecke mit genügender Annäherung bestiminen. Tritt beim Durchfahren der Strecke eine Eigenbewegung des Fahrzeugkastens gegeniiber der Fahrbahn. auf, was bei allen Fahrzeugen, die federnd unterstützt sind, der Fall ist, so muß die Eigenbewegung bei der Ermittlung der Fahrbahnneigung auf passende Weise berücksichtigt werden.
- Zur Ermittlung der Schienenüberhöhungen eines Eisenbahngeleises dient ein nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildendes, im Fahrzeugkasten fest aufgestelltes Schreibgerät, bestehend aus einem Mechanismus, der ein Papierband proportional zur Fortbewegung des Fahrzeuges vorschiebt, einem Schreibstift, der vom Kreisel-durch ein geeignetes Mittel, z. B. durch einen Faden, quer zur Bewegungsrichtung des Papierbandes mitgenommen, auf -diesem die relative Neigung des Kreisels gegenüber dem Fahrzeug aufzeichnet, einem zweiten Schreibstift,' der neben dem ersten die seitliche Neigung. des Fahrzeugkastens gegenüber dein Geleise aufzeichnet, und einem dritten Schreibstift, der neben den beiden anderen Schaulinien eine Schaulinie zeichnet, welche die Krüminung des Geleises zum Ausdruck bringt. Die Schreibstifte sind so angeordnet, daß die zusammengehörigen Werte der von ihnen gezeichneten Diagramme auf einer zum Papiervorschub senkrechten Geraden liegen. Aus den von den beiden ersten Schreibstiften gezeichneten Diagrammen läßt sich durch Umzeichnen das korrigierte Kreiseldiagrainin herstellen, dessen Ordinaten gleich sind der algebraischen Summe bzw. Differenz der einander-entsprechenden Ordinaten der beiden ursprünglichen Diagramme. Die auf die beiden ersten Schreibstifte einwirkenden Organe können auch auf eine an sich bekannte Weise einen Differentialmechanismus betätigen, der das korrigierte Diagramm unmittelbar aufzeichnet.
- Das korrigierte Diagramm stellt den Verlauf der Querneigung des Geleises gegenüber dem Kreisel dar. Das vom dritten Schreibstift gezeichnete Schaubild, an dessen Stelle auch ein Lageplan der Eisenbahnlinie, in welchem die Krümmungsradien des Geleises vermerkt sind, treten könnte, dient nur zur Feststellung derjenigen Stellen der durchfahrenen Geleisestrecke, wo das Geleise gerade ist. Da gerade Geleisestrecken in der Querrichtung stets von vornherein horizontal angelegt werden, so hat man an solchen Stellen die Möglichkeit, die Neigung des Kreisels gegenüber dem wirklichen Lot und damit auch die Schienenüberhöhung, die gleich ist der Geleisequerneigung gegenüber der wirklichen Horizontalebene, abzuleiten.
- Da die Kreiselaxe keine bestimmte Richtung im Raum einnimmt und sich diese fortwährend langsam ändert, muß das korrigierte Kreiseldiagramm auf eine Linie bezogen werden, die der jeweiligen Präzession des Kreisels entspricht, wenn man aus dem Diagramm die wirkliche Schienenüberhöhung in jedem Punkt des Geleises ermitteln will. Als Bezugslinie wählt man die Verbindungslinie zwischen zwei Punkten des Diagramms, die geradlinigen und deshalb horizontal liegenden Stellen des Geleises entsprechen (Abb. i).
- Ist die Präzessionsperiode des Kreisels lang, verglichen mit der Zeit, in welcher die Geleisestrecke durchfahren wird, so kann die genannte Bezugslinie mit großer Annäherung als gerade Linie angenommen werden, falls keine wesentliche Präzessionsstörung auf dieser Strecke stattgefunden hat, was der Verlauf des Diagramms leicht erkennen läßt. Selbst wenn Präzessionsstörungen stattgefunden haben, die so bedeutend waren, daß sie Knicke im Diagramm verursachten, läßt sich die Bezugslinie korrigieren, indem man sie durch einzelne aneinander anschließende Geraden, die jeweils den entsprechenden Diagrammabschnitten parallel verlaufen, ersetzt.
- Fährt das Fahrzeug z. B. auf einer geraden Strecke, alsdann in eine Kurve und dann wieder auf einer geraden Strecke, so entsteht im Diagramm des Kreisels beim Eintritt und Austritt aus der Kurve ein deutlicher Wendepunkt. Die Verbindungsgerade der beiden Wendepunkte wird alsdann als Bezugslinie für die Auswertung des Diagramms benutzt. Die Bezugslinien verlaufen im allgemeinen nicht parallel mit der Fortbewegungsrichtung des Papierbandes, auf welches das Diagramm aufgezeichnet wird.
- Abb. 2 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des den Gegenstand der Erfindung bildenden Vertikalkreisels mit der Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern von Korrektionsdrehmomenten.
- Pfeil i stellt die Fahrtrichtung (Längsrichtung), Pfeil e die Querrichtung des Fahrzeuges dar. 3 ist der Vertikalkreisel, welcher z. B. durch eine quergerichtete Achse 6 im Kardanring q. aufgehängt ist, während letzterer durch eine längsgerichtete Achse 5 im Fahrzeug 7 gelagert ist. 9 ist.ein auf Achse 5 befestigter Kontaktarm, ioa und Job sind zwei am Fahrzeug 7 feststehende- Kontaktsegmente, welche j e in einem kleinen Winkelabstand links und rechts von der längsgerichteten Mittelebene des Fahrzeuges ihren Anfang haben. iid und iib sind am Kardanring q. starr befestigte Elektromagnete, deren Anker 1211 und i2b mittels radialer Hebel mit der Kreiselquerachse 6 fest verbunden sind.
- ist eine elektrische Stromquelle, lvelcbe einerseits an den- Kontaktarm 9 und anderseits mittels passender Leitungen an die Magnetspulen ija und 11b angeschlossen ist, deren anderes Wicklungsende mit den Kontaktsegmenten iöa, Tob verbunden ist.
- Steht die Achse des durch die Fahrt gestörten Kreisels schräg zur Längssymmetrieebene des Fahrzeuges, z. B. entgegengesetzt dem Sinne des Uhrzeigers dazu verdreht, so ist der Kontaktarm 9 in Berührung mit dem Kontaktsegment ioa, wodurch der Stromkreis des Elektromagneten i ia geschlossen bleibt und letzterer auf den Kreisel in passendem Sinne ein Drehmoment um die Achse 6 ausübt, welches eine Rückpräzession des Kreisels um die Achse g einleitet, die die Kreiselachse in die Längsmittelebene des Fahrzeugs zurückzudrehen sucht.
- Zur Korrektion von Ausschlägen der Kreiselachse um die Achse 6 ist eine ähnliche Richtvorrichtung angebracht. Dazu sind einerseits an der Kreiselquerachse 6 ein Kontaktarm 13 und am Kardanring q. zwei die Fahrzeuglängsneigung mitmachende Kontaktsegmente iqa, iq.P mit Trennung nahe der Ouersymmetrieebene des Fahrzeuges angeordnet, anderseits am Fahrzeug 7 Magnetspulen 1511 und 15b und an der Kreisellängsachse 5 Anker 16a, 16b, wobei die Magnetspulen an die Stromquelle 8 angeschlossen sind.
- Praktische Erfahrung und theoretische Überlegung zeigen, daß die Präzessionsstörungen des- Kreisels zwar nicht proportional zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges sind, wohl aber im gleichen Sinn zunehmen, wie die Fahrgeschwindigkeit zu= nimmt. Diesem Umstande ist dadurch Rechnung getragen, daß die auf die Präzessionsachsen ausgeübten Drehmomente ihrer Größe nach in an sich bekannter Weise durch eine auf Geschwindigkeitsänderungen ansprechende Vorrichtung gesteuert werden. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise ein Gleichstromgenerator, der von einer Radachse des Fahrzeuges angetrieben wird und den Erregerstrom der Magnetspulen liefert, welche die Korrektionsdrehmomente auf die Präzessionsachsen des Kreisels erzeugen.
- Auch kann ein Erregerstrom, der beispielsweise von einer Akkumulatorenbatterie geliefert wird, in an sich bekannter Weise durch stufenweises Ein- oder Ausschalten von Widerständen 17, 18 der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges angepaßt werden, was aber weniger vollkommen ist als eine selbsttätige Regelung.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Messen von Neigungen auf bewegten Fahrzeugen, insbesondere zum Aufzeichnen der Schienenüberhöhungen von Eisenbahngeleisen, bestehend aus einem (nahezu) im Schwerpunkt unterstützten Kreisel mit aufrechter Ümlaufachse und waagerechten Präzessionsachsen, auf die selbsttätig gesteuerte Korrektionsdrehmomente ausgeübt werden, welche rückläufige Präzessionsbewegungen des Kreisels einleiten,' dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektionsdrehmomente in Abhängigkeit von den relativen Drehungen des Kreisels um seine Präzessionsachsen gegenüber dem Fahrzeugkasten gesteuert werden. a. Vorrichtung nach Anspruch i, bei der die auf die Präzessionsachsen ausgeübten Drehmomente ihrer Größe nach einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe dieser Drehmomente in an sich bekannter Weise durch eine auf Geschwindigkeitsänderungen ansprechende Vorrichtung gesteuert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA66070D DE585697C (de) | 1932-05-26 | 1932-05-26 | Vorrichtung zum Messen von Neigungen auf bewegten Fahrzeugen mittels eines elektro-magnetisch gesteuerten Kreisels, insbesondere zum Aufzeichnen der Schienenueberhoehungen von Eisenbahngeleisen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA66070D DE585697C (de) | 1932-05-26 | 1932-05-26 | Vorrichtung zum Messen von Neigungen auf bewegten Fahrzeugen mittels eines elektro-magnetisch gesteuerten Kreisels, insbesondere zum Aufzeichnen der Schienenueberhoehungen von Eisenbahngeleisen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE585697C true DE585697C (de) | 1934-02-22 |
Family
ID=6944014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEA66070D Expired DE585697C (de) | 1932-05-26 | 1932-05-26 | Vorrichtung zum Messen von Neigungen auf bewegten Fahrzeugen mittels eines elektro-magnetisch gesteuerten Kreisels, insbesondere zum Aufzeichnen der Schienenueberhoehungen von Eisenbahngeleisen |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE585697C (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2417573A (en) * | 1943-04-07 | 1947-03-18 | Honeywell Regulator Co | Means for stabilizing gyro devices |
US2555165A (en) * | 1946-05-29 | 1951-05-29 | Singer Mfg Co | Precession rate control for automatic pilots |
DE845268C (de) * | 1942-04-10 | 1952-07-31 | Sperry Corp | Einrichtung zur Ausuebung von Drehmomenten fuer Kreiselgeraete |
DE749186C (de) * | 1935-12-04 | 1953-02-09 | Siemens App Und Maschinen G M | Kardanisch gelagerter Kreisel |
-
1932
- 1932-05-26 DE DEA66070D patent/DE585697C/de not_active Expired
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