DE604926C - Gleisprueffahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gleisprüffahrzeug. Im allgemeinen wurde bisher eine Prüfung der Schienen nur auf solche Fehler hin für notwendig erachtet, die auf die Herstellung, insbesondere auf den Walzprozeß, zurückzuführen sind, also Fehler, die vor dem Einbau der Schiene mit einer nicht fahrbaren Prüfvorrichtung ermittelt wurden. Mit der Steigerung des Achsdruckes und der Fahrgeschwindigkeit hat sich eine Ausdehnung der Gleitprüfung auch auf solche Fehler als notwendig erwiesen, die eine Folge von Ermüdungserscheinungen im Material der Schiene sind. Zur Ermittlung solcher Fehler sind aber natürlich nur fahrbare Prüf vorrichtungen geeignet.

Die bisher bekannten Gleisprüffahrzeuge haben sich aber in der Praxis als weniger brauchbar erwiesen, weil sie nach der sogenannten elektrischen Methode, also im wesentliehen in der Weise arbeiten, daß durch die zu untersuchende Schiene ein elektrischer Strom geleitet und der elektrische Widerstand gemessen wird, der sich beim Auftreten eines Fehlers in der Schiene ändert. Ein schwer-

s5 wiegender Nachteil dieser bekannten Prüffahrzeuge besteht darin, daß es, insbesondere bei schwachem elektrischem Strom, sehr schwierig ist, den Kontaktwiderstand an der Schiene konstant zu halten. Ein weiterer Mangel besteht darin, daß die elektrische Methode lediglich eine. Bestimmung der Fehler nach ihrer Größe, nicht aber auch nach ihrer Art gestattet. Es war deshalb bei Anwendung der bekannten Prüffahrzeuge unvermeidlich, daß bei Fehlern, die erfahrungsgemäß ungefährlich sind, auch die Schienen ausgewechselt wurden, die keinerlei Gefahr für den Betrieb bilden. Schließlich ist, um den Kontaktwiderstand einigermaßen konstant halten zu können, ein verhältnismäßig starker Strom und für seine Erzeugung ein verhältnismäßig großer Generator mit verhältnismäßig großem Antriebsmotor erforderlich. Generator und Motor bedingen große Abmessungen und ein großes Gewicht des ganzen Fahrzeuges und damit einen schweren Antriebsmotor für das ganze Fahrzeug. Das Gewicht eines so großen und schweren Fahrzeuges macht aber ein Abheben von dem Gleise zwecks Freimachung des Gleises für den Durchgangsverkehr unmöglich, so daß gerade für diejenigen Strecken, für die eine Prüfung der Seidene von ganz besonderer Bedeutung ist, nämlich für die Strecken mit dichter Zugfolge, also dichtem Verkehr, die bekannten Fahrzeuge praktisch unvollkommen sind.

Durch die Eifindung werden diese schwerwiegenden Mängel beseitigt, und zwar durch Anwendung der sogenannten magnetischen Methode für ein Gleisprüffahrzeug. Der Kontakt zwischen dem Prüfapparat und der Schiene

ist hier nicht ein elektrischer, sondern ein magnetischer. Die etwaigen Kontaktschwankungen wirken sich deshalb bei weitern nicht so störend wie bei der elektrischen Methode aus. Trotz des Fortfalles eines großen und schweren Generatoraggregates zur Erzeugung des Prüfungsstromes gestattet die magnetische Methode die Feststellung der Fehler in den Schienen nicht nuf nach ihrer Größe, sondern vo auch nach ihrer Art. Schienen, die ungefährliche Fehler zeigen, können also richtig erkannt und brauchen deshalb nicht ausgewechselt zu werden.

Dadurch, daß ein großes und schweres Generatoraggregat nicht erforderlich ist, kann das ganze Fahrzeug wesentlich kleiner und leichter ausgeführt werden, so daß das Abheben des Fahrzeuges von dem Gleise zum Freimachen für den Verkehr nicht nur möglich ist, sondern auch keine besonderen Schwierigkeiten verursacht.

Die Prüfung von' magnetischen Materialien zwecks Feststellung von Ungleichmäßigkeiten des Gefüges mit Hilfe der magnetischen Methode ist an sich bekannt. Die Anwendung dieser an sich bekannten Methode zur Prüfung von Schienen wurde aber bisher allgemein als ungeeignet angesprochen und die Ansicht vertreten, daß für die Schienenprüfung nur die elektrische Methode praktisch, in Frage käme. Der Erfindung gemäß besteht die Prüfvorrichtung in einem Elektromagnet zur gleichmäßigen. Magnetisierung der zu untersuchenden Schiene und einer Spule mit Hufeisenkern, dessen mittlerer Teil parallel zur Schienenachse liegt und der einen magnetischen Nebenschluß bildet, durch welchen ein Teil der durch die Schiene gehenden Kraftlinien strömt. In der den hufeisenförmigen Kern umgebenden Spule wird entsprechend der Beeinflussung des magnetischen Kraftlinienflusses durch einen Fehler in der Schiene ein elektrischer Strom induziert, der durch elektrische Meßgeräte in bekannter Weise angezeigt und registriert wird. Die Ausrüstung der Spule mit einem Kern hat den Vorteil, daß der Apparat empfindlicher wird und daß auch mit einfachen (billigen) elektrischen Meßgeräten der geringste Fehler in der Schiene angezeigt wird, während ohne Eisenkern die Schwan-. klingen in dem magnetischen Stromlinienfluß nur schwach bemerkbar sind und nur durch hochempfindliche (teure) Meßapparate angezeigt .werden.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:

Abb. ι eine Seitenansicht der magnetischen Gleisüberwachungsvorrichtung,

Abb. 2 dasselbe in größerem Maßstab mit der Anzeigevorrichtung,

Abb. 3 und 4 teilweise Seiten- und Frontansichten eines Teiles, welches in Abb. 2 gezeigt ist.

Die Elektrizitätsquelle für die Vorrichtung wird durch die Speicherbatterien 8 gebildet. Ein Motor bewegt das Fahrzeug A mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf den Gleisen. Wenn das Fahrzeug läuft, wird das Gleis magnetisiert. Fehler in dem Gleis können durch Beobachtungen des Wechsels der magnetischen Kraftlinien, die zunehmen oder sich vermindern, festgestellt werden. Diese Vorrichtung soll als Meßvorrichtung C bezeichnet werden. Das Fahrzeug ist noch mit einem weiteren Apparat ausgerüstet, der die Gleise an den schadhaften Stellen kennzeichnet. An dem Fahrzeug ist auf jeder Seite je eine Anzeigevorrichtung B angebracht, so daß beide Gleise zu gleicher Zeit beobachtet werden können. Die Anzeigevorrichtung B besteht aus einem Hufeisenmagnet 1, einem hufeisenförmigen Eisenteil 2, welches mit einer isolierten Sekundärspule 3 ausgestattet ist, die zwischen denyzwei Polen des vorhergenahnten Magnets 1 sitzt, und einer Meßvorrichtung C, die elektrisch leitend mit der Sekundärspule 3 in Verbindung steht. Der Hufeisenmagnet 1 ist an den Seitenkanten des -Fahrzeugs A mit einem Träger 4 angebracht, wobei der Träger aus einer Leichtmetallegierung besteht. Er kann mit einem Handgriff frei auf und ab bewegt werden. Eine Gleitvorrichtung 5 ist an den Enden der Magnetpole vorgesehen, so daß, wenn die Beobachtung vor sich geht, Stahlbürsten auf dem Gleis E entlang gleiten und in. dauernder Verbindung mit der Kopfoberfläche E des Gleises bleiben. Wenn das Fahrzeug fährt, bewegt sich der Elektromagnet 1 mit dem Fahrzeug auf der Strecke entlang und magnetisiert das Gleis. Die Bürsten der Gleitvorrichtung 5, die aus dünnen Stahlplatten angefertigt sind, sind reihenweise angeordnet und werden schräg mit der Kopfoberfläche des Gleises in Verbindung gehalten. Die Vorrichtung ist so gebaut, daß jede Bürste durch eine Feder 6, ungeachtet der Unebenheiten des Gleises, dauernd mit der Gleisoberfläche in Verbindung bleibt. Weiterhin ist der obere Teil jeder no Bürste, welcher in den Eisenrahmen 7 des Elektromagnetes eingreift, von kreisförmigem Querschnitt, so daß trotz der Bewegung der Bürste die Berührungsfläche der zwei Glieder sich nicht ändert. Derjenige Teil ng der Bürste, welcher das Gleis berührt, hat eine eigentümliche Kurvenform, so daß er in gleichmäßiger Berührung mit der Gleisoberfläche E bleibt. Durch diese Anordnung verhindert die Gleitvorrichtung jeden plötzlichen Wechsel in dem Kraftfluß, welcher sonst durch die Unebenheiten der Kopfoberfläche E der Gleise

oder durch die Erschütterungen des Fahrzeuges hervorgerufen werden könnte. Während der Beobachtung wird der Elektromagnet ι mit einem konstanten Strom von der Elektrizitätsquelle 8 erregt, so daß eine konstante elektromagnetische Kraft erzeugt wird. Sind in dem Teil des so magnetisierten Gleises Fehler vorhanden, wie Querrisse, Schlaglöcher, Einschlüsse von Unreinigkeiten usw:, so ist

ίο die magnetische Permeabilität dieses Teiles des Gleises irgendwie vermindert, wie es dem Fehler des schadhaften Gleises entspricht. Der hufeisenförmige Eisenkern 2, der mit einer Sekundärspule 3 ausgestattet ist, wird durch einen Träger 9 aus einer nichtmagnetischen Legierung zwischen den zwei Polen des Elektromagnets 1 gehalten. Er gleitet also mit dem Elektromagnet über die Gleisoberflächeii hinweg. Auf diese Weise wird ein Nebenschlußmagnetstromkreis außer demjenigen des Gleises in 'dem hufeisenförmigen Eisenkern 2 gebildet. Die Rahmen J₁ der Träger 9 und der hufeisenförmige Eisenkern 2 sind in einem starren Körper miteinander vereinigt und werden auf dem Träger 4 durch eine elastische Vorrichtung 11 gehalten. Außerdem wird das Ganze auf den Gleisen durch ein Paar Räder 10 geführt.

Wenn die Vorrichtung über das Gleis hinweggeht, in dem die Permeabilität vermindert ist, wächst der Nebenschlußstrom oder der in dem Hufeisenmagnet 1 induzierte Kraftfluß plötzlich mit dem Erfolg, daß ein induzierter Strom in der isolierten Sekundärspule 3 hervorgerufen wird. Durch das Messen dieses induzierten Stromes mittels der Meßvorrichtung C können die schadhaften Stellen in dem Gleis entdeckt werden. Der Berührungspunkt des hufeisenförmigen Eisenkernes 2 mit dem Gleis ist an jedem Ende mit der gleichen Gleitvorrichtung 5 ausgestattet wie die Pole des Hufeisenmagnetes 1. Auf diese Weise können die Eisenbürsten während der Tätigkeit gemäß den Unebenheiten des Gleises und der Erschütterungen des Fahrzeuges schwingen. Die Vorrichtung ist also so eingerichtet, daß die magnetische Verbindung zwischen dem Eisen und dem Gleis nicht unterbrochen wird.

Die Meßvorrichtung C, wie sie in Abb. 2 gezeigt ist, besteht aus einem Galvanometer und einer Registriervorrichtung. Ein Spiegelgalvanometer des Stützzapfensystems ist in einer Kammer 12 eingeschlossen. Auf dem einen Ende ist ein Spiegel an der Achse der Bewegungsspule des Galvanometers befestigt. Auf dem anderen Ende der Kammer befindet sich eine Lichtquelle 14. Die Lichtstrahlen werden in einer Linse 15 gesammelt und durch den Spiegelreflektor auf eine Glasscheibe 16 mit Gradeinteilung zurückgeworfen. Von der Außenseite ist durch Beobachtung die Ablenkung des auf dieses Glas geworfenen Lichtbildes zu sehen. Dadurch kann die Größe und der Wechsel des in dem Sekundärkreis induzierten Stromes bestimmt werden. Um die Ablenkung von der Mittellage zu bestimmen und um eine Aufzeichnung für spätere Zwecke zu erhalten, wird ein Teil des zurückgeworfenen Lichtes mit Hilfe eines Prismas 18 durch einen Schlitz 17 in den oberen Teil der Kammer 12 auf einen photographischen Film geworfen, der um eine Trommel in einer zylindrischen Kammer 19 aufgewickelt ist. Diese Trommel wird durch ein Uhrwerk 20 mit einer bestimmten Geschwindigkeit rechtwinklig zu der Ablenkung des Lichtbildes gedreht, so daß das Lichtbild auf dem Film registriert wird. Auf diese Art und Weise kann die Größe und der Wechsel des Stromes, der in der Sekundärspule erzeugt wird, fortlaufend gemessen und registriert werden. Von allen ' Gleisfehlern, die am schwersten mit dem bloßen Auge festzustellen sind, sind die gefährlichsten die Querrisse. In diesem Fall ist die Ablenkung des Lichtstrahles besonders scharf, dagegen bleibt die Ablenkung in gewöhnlichen Fällen weniger ausgeprägt. Hierdurch ist die Art und die Größe der Schäden leicht aus der Ablenkung von der Mittellage durch Beobachtung zu beurteilen.

Um die mittels des Gleisprüffahrzeuges festgestellten schadhaften Stellen des Gleises zubezeichnen, ist ein geschlossener Behälter D, welcher eine weiße, in Wasser gelöste Farbe enthält, am Fahrzeug angeordnet. Die Farbe wird durch ein Rohr von*, dem Behälter zu einer Düse 21 geführt, die an einer Stelle nahe dem Anzeigeelektromagnet liegt. Wenn der Beobachter einen Handgriff 22 bewegt, wird ein Ventil der Düse geöffnet und die Farbe durch Preßluft auf das Gleis ausgestoßen. Die Preßluft wird in einfacher Weise durch eine Handpumpe in einem Behälter aufgespeichert.

Das Fahrzeug selber wird so leicht wie möglich gebaut, um es jederzeit von der Bahnstrecke entfernen zu können, damit die Beobachtung nicht störend auf den Zugfahrplan einwirkt. Zu diesem Zwecke wird der Rahmen, die Räder, Behälter usw. aus Leichtmetallegierungen hergestellt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Gleisprüffahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung, die nach der an sich bekannten magnetischen Methode arbeitet, außer dem Elektromagnet (1) zur Magnetisierung des zu untersuchenden Schienenstückes eine Spule (3) mit hufeisenförmigem Eisenkern (2) aufweist, dessen mittlerer Teil parallel zur Schienenachse liegt und der einen magne-

   tischen Nebenschluß für den Kraftlinienfluß durch das zu untersuchende Schienenstück bildet.
2. 2. Gleisprüffahrzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (i) und der Eisenkern (2) zum Berühren der Schiene in an sich bekannter Weise mit federnden Kontaktfingern (5) versehen ist.
3. 3. Gleisprüffahrzeug nach Anspruch 1,

   ,dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Schreibvorrichtung (17) für die Stromschwankungen in der Spule (3) vorgesehen ist.
4. 4. Gleisprüf fahrzeug nach Anspruch ibis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung in an sich bekannter Weise mit . einer Farbspritzvorrichtung verbunden ist, die selbsttätig die Fehlstellen in der Schiene bezeichnet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen