DE602131C - Vorrichtung zum Aufspueren von Rissen in metallenen Leitern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspüren von Rissen in metallenen Leitern, insbesondere in verlegten Eisenbahnschienen.

Es ist bereits bekannt, derartige Vorrichtungen mit Kontaktbürsten, die elektrischen Strom durch den Leiter schicken, und mit Aufspürbürsten auszustatten, die zwischen den Kontaktbürsten den Leiter berühren.

Fernerhin ist bekannt, bei Prüfgeräten zur Aufsuchung von Fehlstellen in Körpern gleichmäßigen Querschnittes die durch Sonden an verschiedenen Stellen des Körpers abgenommenen Ströme durch ein Galvanometer gegeneinander auszugleichen und so z. B. Risse festzustellen. Ebenso ist es bei Geräten zum Aufspüren von Fehlstellen nicht mehr neu, eine Ausgleichung der abgenommenen Ströme von Hand durch Verstellung eines der Elemente einer Wheatstone'schen Brücke vorzunehmen.

Zweck der Erfindung ist, daß Schwankungen in der Spannung oder Stärke des der Schiene zugeführten Stromes oder Verschlechterungen des Kontakts mit der Schiene gar nicht oder doch nicht so verzeichnet werden, daß eine Verwechselung mit den Angaben der Schienenfehler zu befürchten wäre. Erfindungsgemäß sind zwei äußere Aufspürbürsten durch entgegengesetzt gewickelte Primärspulen eines Transformators, dessen Sekundärspule die Anzeigevorrichtung beeinflußt, mit einer mittleren Aufspürbürste oder untereinander durch einen Widerstand verbunden, dessen Mitte ebenso wie die mittlere Aufspürbürste an die Enden eines Widerstandes in dem Stromkreis der Anzeigevorrichtung angeschlossen sind, so daß Fehlanzeigen infolge von Schwankungen des dem Leiter zugeführten Stromes verhindert werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι den Grundriß eines Prüfwagens für verlegte Gleise,

Abb. 2 eine Seitenansicht der Abb. 1,

Abb. 3 das Schaltschema eines Spür- und Verstärkerkreises zur Betätigung des Relaisanzeigers,

Abb. 4 das Schaltschema einer anderen Ausführung des Spürstromkreises mit der Bürstenanordnung nach Abb. 3,

Abb. S den Grundriß der Aufzeichnungskarte nach dieser Ausführung.

Zum Aufspüren von Rissen in verlegten Gleisen dient der Wagen 1 mit Einrichtung zum Zuführen von Starkstrom zu den Schienen R und R' mittels Kontaktbürsten 2, 3, 4, S, an die ein Generator 6 für Starkstrom und niedrige Spannung angeschlossen ist. Der Antrieb erfolgt durch einen Verbrennungsmotor 7. Getrennte Wicklungen 6' und 8 sind für die beiden Schienen vorgesehen. Die Felder dieser beiden Wicklungen können durch einen getrennt angeordneten Erreger 9 erregt werden. Zwischen den Kontaktbürsten 2, 3 und 4, S liegen mehrere

Gruppen von Aufspür- oder Potentiometerbürsten ii, 12, 13 und 11', 12', 13' zum Aufspüren auch der kleinsten Änderung im Spannungsabfall im Schienenkopf zwischen den Bürsten jeder Gruppe. Die Bürsten können z. B. kleine Rollen, Drahtgewebebürsten o. dgl. sein. Der ganze Bürstensatz, sowohl die Kontakt- wie die Aufspürbürsten, kann an einem gemeinsamen Rahmen 14 angebracht werden, der durch einen Kniehebel ι S heb- und senkbar .ist, der mit dem Rahmen durch Lenker 16 verbunden ist und am anderen Ende mit einem Bewegungshebel 17 durch Lenker 18. Schienenreinigungsbürsten 19 können vorhanden sein, um guten Kontakt mit der Schiene zu sichern, und können von der Wagenachse 20 durch Getriebe 21 gedreht werden.

Abb. 3 zeigt die Schaltung für eine Bürstengruppe mit drei Aufspürbürsten 11, 12, 13, die mit entgegengesetzt gewickelten Spulen 22, 23 an einem Faradaytransformator 24 verbunden sind. Die Bürste 12 ist mit einem neutralen Punkt zwischen den beiden Spulen 22, 23 verbunden. Diese haben gleichen und entgegengesetzten Einfluß auf den Transformatorring 24. Dessen Sekundärwicklung 25 ist mit einem Verstärkungssystem zum Betreiben des Schreibers' oder Anzeigers verbunden. Wenn ein überfahrener Riß sich zwischen den Bürsten 12 und 13 befindet, so tritt eine Stromänderung in den Spulen 22 und 23 in einer Richtung ein, und wenn der Riß unter den Bürsten 11 und 12 hinweggeht, so tritt entgegengesetzt eine Stromänderung in den Transformatorwicklungen ein, so daß ein Riß durch zwei aufeinanderfolgende Impulse angezeigt wird. Im Falle einer Änderung des durch die Schiene fließenden Stromes etwa durch schlechten Kontaktzustand zwischen den Kontaktbürsten und der Schiene, Hochspringen der Kontaktbürsten von der Schiene o. dgl. wirken aber diese beiden Spulen in gleichem Maße entgegengesetzt und gleichzeitig auf den Transformator, so daß keine Anzeige erfolgt.

Die schwache, durch einen Riß in der Sekundärwicklung 25 erzeugte Wirkung wird dadurch vielfach verstärkt, daß man die Spule in elektrische Beziehung zu einer thermoionischen Kaskadenverstärkung für Wechselstrom bringt, indem man die Spule 25 mit dem Gitter 26 der Nr. 1-Röhre 27 verbindet. Die Potential änderungen des Gitters dieser Röhre relativ zum Faden steuern die anderen Röhren der Verstärkungsanlage. Zwischen jeder Röhre liegt ein Audiotransformator 28. Die Anode 29 der letzten Röhre liegt in einem Stromkreise mit der Relaisspule 30 der Anzeige- oder Schreibeinrichtung.

Die gezeichnete Einrichtung ist ein Schreiber, bei dem die Wicklung einen Stift 31 bewegt, der einen etwaigen Riß auf der Karte 32 (Abb. ι) aufzeichnet. Diese wird von den Wagenrädern durch Kegelräder 33 und Kettentrieb 34 stetig fortbewegt und läuft genau proportional der Fortbewegung des Wagens auf dem Gleise, so daß die Karte mit dem Gleise synchronisiert ist und die Lage eines Risses auf der Karte vom nächsten Schienenstoß her maßstäblich bestimmt werden kann. Jedem Schreibstift ist ein Elektromagnet zugeordnet, dessen Wicklung in einen Stromkreis mit der Anode der letzten Röhre des Aufspürsystems einer Bürstengruppe eingeschaltet sein kann, so daß diese Wicklung direkt durch das Spürsystem erregt wird, um die Stifte zu verstellen.

Die Ausbildung ist so, daß die überlaufenen Schienenstöße Anzeigen ergeben, die von den Rißanzeigen deutlich unterscheidbar sind. Dadurch wird nicht bloß eine Verwechselung beider Anzeigen vermieden, sondern auch die Bestimmung der Lage des Risses auf dem Gleise durch Zählung der Schienenstöße von einem bestimmten Punkte her ermöglicht.

Die verschiedenen Relais 30 oder Magnete sind für diese und andere Zwecke für verschiedene Empfindlichkeitsgrade gewickelt. Mindestens ein Magnet oder Relais ist relativ unempfindlich, so daß eine Beeinflussung nur durch Schienenstöße stattfindet. Alsdann ist Verbindung mit beiden Schienen vorhanden. Der Schreibstift dieses Relais gibt daher auf der Karte nur die Schienenstöße an. Die anderen Relais sind weniger unempfindlich; die eine Hälfte ist mit der einen Schiene verbunden und die andere Hälfte mit der anderen Schiene. Ihre Empfindlichkeit kann verschieden sein, so daß bei einem sehr kleinen Riß nur ein Relais anspricht, bei einem größeren Riß zwei Relais und bei einem sehr schweren Riß drei Relais. Mithin zeigen die Angaben auf der Karte mit einem Blick die relative Größe der Risse und nicht bloß ihr Vorhandensein.

Abb. 4 zeigt ein anderes System zum Aufspüren von Rissen und Verstärken der Anzeige. Statt eines ausgeglichenen Tranformators zum Ausschalten von Störungen durch Stromschwankungen usw. wird hier für den gleichen Zweck ein System ausgeglichener Widerstände verwendet. Die drei Aufspürbürsten 11", 12" und 13" werden in einen Kreis mit einem Paar veränderlicher Widerstände 50, 51 geschaltet. Der Anzapfpunkt am Widerstand 50 wird so eingestellt, daß, wenn der Potentialabfall durch den Schienenkopf hindurch gleichförmig ist, kein Strom durch den anderen Widerstand 51 fließt, da der Spannungsabfall zwischen den Bürsten

11" und 12" gleich dem zwischen 12" und 13" ist. Wird aber ein Riß von den Bürsten 11" und 12" überlaufen, so nimmt der Spannungsabfall zu, was einen Strom in einer Richtung durch den Widerstand 51 hervorruft, und wenn der Riß an den Bürsten 12" und 13" vorbeigeht, so kehrt der Strom durch den Widerstand 51 sich um. Dieser ist durch eine Gitterbatterie 52' mit dem Gitter der ίο ersten Röhre 53 eines Gleichstromkaskadenverstärkers verbunden. Es sind hier getrennte Gitterbatterien 54 für die Anode jeder Röhre mit einem veränderlichen Widerstand 54' zum Einstellen der Ladung gezeichnet.
Statt den Wagen längs des Gleises zu bewegen, kann man die Relativbewegung zwischen den Aufspürbürsten und der Schienen auch anders hervorrufen. Z. B. kann eine noch nicht verlegte Schiene zwecks Prüfung

ao längs einer feststehenden Aufspürvorrichtung verschoben werden.

Bei Begegnung mit einem Riß wird der Stift in einer Richtung gezogen, um die Marke 90, 90', 90" (Abb. 5) herzustellen.

Tritt schlechter Kontakt ein oder springen die Kontaktbürsten von der Schiene hoch, so werden die Stifte entgegengesetzt bewegt und bringen Marken 91, 91', 91" an, da der Strom durch Spule 30 dann abnimmt, statt zuzunehmen. Zu beachten ist, daß in Abb. 5 für die Schienenstöße kein besonderer Stift vorgesehen ist, jedoch gewünschtenfalls in die Mitte zwischen die Stifte gelegt werden kann.

Jeder Stift wird auch bei jedem Schienenstoß bewegt, wie bei 40', 40" und 40'" gezeigt, aber weit stärker wie bei Rissen und auch schärfer ausgeprägt, so daß die Markierungen von Rissen und Schienenstößen auf der Karte leicht unterscheidbar sind. Jeder Satz von Bürsten ist mit einem getrennten Verstärkersystem und Stift verbunden, so daß z. B. drei Stifte für jede Schiene vorhanden sind, deren jede eine getrennte Linie auf der Karte zieht und eine Anzeige 90, 90', 90" des Risses macht, wenn das verbundene Bürstenpaar darüber weggeht. Dies ergibt nicht bloß eine dreifache Bestätigung des Risses/ sondern auch ein weiteres Mittel zur Unterscheidung zwischen einem Riß und einem Falle, wo das ganze Bürstensystem von der Schiene abspringt. Der Fall von Nichtkontakt mit der Schiene, der oben betrachtet wurde und zu den Marken 91, 91' und 91" führt, ergibt sich, wenn die Aufspürbürsten nacheinander den Kontakt mit der Schiene verlieren. Die Stifte können auf der Kante so versetzt sein (Abb. 5), daß für einen Riß oder Schienenstoß die Marken 90, 90', 90" auf der Karte in derselben geraden Querlinie erscheinen. Springt aber der ganze Bürstenmechanismus von der Schiene ab, so sind die Markierungen der Stifte in versetzter Lage 92, 92', 92", da die drei Stifte gleichzeitig markieren, die Marken aber versetzt auftreten, weil die Stifte auf der Karte versetzt sind.

Zusätzlich zum Aufschreiben der Risse oder statt dessen können andere Signaleinrichlungen vorgesehen werden. Auch können andere Verstärkungsformen benutzt werden, um die schwachen Schwankungen im Spannungsabfall am Relais zu verstärken zwecks Betätigung des Anzeigers oder Signals.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Aufspüren von Rissen in metallenen Leitern, insbesondere in verlegten Eisenbahnschienen, mit Kontaktbürsten, die elektrischen Strom durch den Leiter schicken, und mit Aufspürbürsten, die zwischen den Kontaktbürsten den Leiter berühren, dadurch gekennzeichnet, daß zwei äußere Aufspürbürsten (11, 13; 11", 13") durch entgegengesetzt gewickelte Primärspulen (22, 23) eines Transformators (24), dessen Sekundärspule (25) die Anzeigevorrichtung (26 bis 31) beeinflußt, mit einer mittleren Aufspürbürste (12) oder untereinander durch einen Widerstand (50) verbunden sind, dessen Mitte (52) ebenso wie die mittlere Aufspürbürste (12") an die Enden eines Widerstandes (51) in dem Stromkreis der Anzeigevorrichtung angeschlossen sind, so daß Fehlanzeigen infolge von Schwankungen des dem Leiter (R, R') zugeführten Stromes verhindert werden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Gruppen von Aufspürbürsten (11, 12, 13; 11", 12", 13") hintereinander, die je für sich an verschieden empfindliche Anzeigevorrichtungen angeschlossen sind, von denen die unempfindlichste für die Anzeige der Schienenstöße vorgesehen ist, so daß alle Anzeigevorrichtungen gleichzeitig betätigt werden, wenn die Kontaktbürsten (2 bis 5) den Kontakt mit dem Leiter (R, R') verlieren, aber je nach der Größe des Risses einige oder alle der Anzeigevorrichtungen nacheinander betätigt werden, wenn die Gruppen von Aufspürbürsten (11, 12, 13; 11", 12", 13") über einen Riß oder Schienenstoß gehen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen