DE611610C - Vorrichtung zum Aufspueren von Fehlstellen in einem laenglichen elektrischen Leiter, insbesondere in verlegten Eisenbahnschienen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
!.APRIL 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 611610 KLASSE 20 h GRUPPE

Sperry Products, Inc. in Brooklyn, New York, V. St. A.

Zusatz zum Patent 609

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Januar 19.33 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 28. Mai 1932.

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft Fehlstellensucher und besonders solche nach Patent 609 251.

Bekanntlich arbeitet der Sperry-Fehlersucher in der Weise, daß ein starker Strom durch einen elektrischen Leiter, hier eine Schiene, geschickt wird und ein Paar gegeneinandergeschalteter Induktionsspulen durch das so erzeugte elektromagnetische Feld hindurchgeführt werden» so daß beim Antreffen einer Fehlstelle eine unterschiedliche EMK erzeugt wird, die dann durch einen thermoionischen Verstärker verstärkt wird, um eine Anzeige- oder Schreibvorrichtung zu betätigen.

Im Hauptpatent ist eine Ausführungsform offenbart, 'bei der zwei Paare gegeneinandergeschalteter Spulen statt eines· verwendet sind, und zwar in Versetzung, so daß sie mit den entsprechenden Seiten des Schienenkopfes zusammenwirken. Die Spulensätze sind so angeordnet, daß die Stromlieferung des zweiten Paares die des ersten Paares von Spulen verstärkt, wenn eine Fehlstelle angetroffen wird.

Die Erfindung (bezweckt die Schaffung von Hilfsmitteln, durch welche die nützliche Stromlieferung eines Fehlersuchers mit mehreren Spulenpaaren erheblich gesteigert wird, um eine empfindlichere Aufspürung und ein entsprechend besseres Auffinden innerer Fehlstellen zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jedes Spulenpaar mit einem an sich bekannten Gleichrichter oder einem an sich bekannten Verstärker mit Vollwellengleichrichtung verbunden ist und die gleichgerichtete Stromlieferung von den Gleichrichtern oder Verstärkern zur Anzeigevorrichtung in additiver Weise erfolgt.

Die Anwendung von Gleichrichtern auch für Meßzwecke ist allgemein üblich, die Anwendung der bekannten Gleichricht- und Verstärkereinrichtungen auf Schienenfehlersucheinriohtungen der fraglichen Art ergibt aber einen erheblichen Fortschritt hinsichtlich der Sicherheit der Anzeige.

Ein weiterer wichtiger Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Benutzen der Suchspulen nur an der einen oder anderen Seite der Schiene, was oft wünsehenswert oder durch die Umstände bestimmt ist. So (bilden sich z. B. an gewissen gekrümmten Gleisen an der Außenkante des Gleises rauhe Stellen, die mehrere Fehleran-

zeigen gleich denen ergeben würden, die auf inneren Fehlern beruhen.., Die Erfindung ermöglicht es, durch Schalter zwischen den Spulenarmen, diejenigen Suchspulen auszuschalten, die gewöhnlich mit diesem Teile des Gleises zusammenwirken wurden und dadurch eine oder mehrere die Prüfung störende Fehlanzeigen zu vermeiden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen

Fig. ι eine Seitenansicht eines Teils eines Suchwagens mit dem bisherigen Schienenfehlersucher,
Fig. 2 den Grundriß des Suchers nach Fig. i,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der der Erfindung zugrunde liegenden Theorie, Fig. 4 ein Schaltschema der neuen Einrichtung,

Fig. s ein Schaltschema einer Verbindungsform unter Veranschaulichung des Nachteils, den die Erfindung zu beheben sucht,

Fig. 6 und 7 Oszillogramme der Stromlieferung eines Verstärkers, welche die Ergebnisse der Erfindung zeigen,

Fig. 8 ein Oszillogramm der Stromlieferung eines Verstärkers nach einer anderen Ausführungsform,

Fig. 9 eine graphische Darstellung· der der geänderten Ausführungsform zugrunde liegenden Theorie,

Fig. 10 ein Schaltschema der geänderten Ausführungsform. .

Fig. ι zeigt die übliche Ausführung des Schienenfehlersuchers nach S ρ e r r y. Die Sucheinrichtung ist unter einem. Wagenkörper το mittels Kolbenstangen 11 aufgehängt, die aus. Druckzylindern £2 herausragen und einen Strombürstenwagen 13 stützen, der in tiefer oder wirksamer Lage auf den Schienen mit Rädern 14 läuft und Strom'bürsten 15, 16 für Ein- und Auslaß vori Strom aus einem im Wagen untergebrachten, nicht dargestellten Generator aufweist. Am Strombürstenwagen ist unabhängig beweglich der Sücherwagen 17 gelagert, der auf der Schiene mit Rollen iS läuft und die Suchspulen 19, 19' und 20, 20' trägt.

Mg·. .2 zeigt, daß diese Spulen zwei Paare bilden, jedes Paar ist gegengeschaltet (Fig. 4), und die Paare, sind entsprechend dem Hauptpatent zueinander versetzt. Das Paar 19, 19' wirkt hauptsächlich mit einer Seite des Schienenkopfes und. das Paar 20, 20' init der anderen Seite zusammen. Die dadurch erzielten Vorteile ,sind im .Hauptpatent erläutert. Die Spulen des Paares 20, 20' wechseln sich mit den Spulen des Paares IQ/, 19' ab, damit die nützliche Stromlieferung des zweiten Paares an einem Punkte eintritt, wo sie die Stromlieferung des ersten Paares verstärkt.

Fig. 2 und 3 zeigen, daß beim Antreffen einer Fehlstelle die Spule 19 zuerst in das von der Fehlstelle verursachte, sich verändernde Feld eintritt und es zuerst verläßt. Dadurch wird z. B. ein negativer Impuls N und ein positiver Impuls P erzeugt. Die Spule 19' erzeugt beim Eintritt in die Zone der Fehlstelle einen positiven Impuls P' und dann einen . negativen Impuls N', weil die Spule 19' entgegengesetzt zur Spule 19 gewickelt ist. Die Spule 20 erzeugt einen negativen Impuls N² und einen positiven Impuls P², während die Spule 20' einen positiven Impuls-P³ und einen negativen Impuls N^s erzeugt. Die Spulen jedes Paares sind so angeordnet, daß die positiven Impulse wie P, P¹ sich überlappen, so daß sich eine recht stetige Strömlieferung dieses ' Spulenpaares ergibt.

Die in Fig. 2 gezeigte gegenseitige Anordnung der beiden Spulenpaare bezweckt, daß die positiven Impulse P², P^s, die von dem Spulensatz 20, 20' erzeugt werden, im wesentlichen additiv zu den Impulsen P, P¹ sind. Mithin sind die vier positiven Impulse P, P¹, P², P^s im wesentlichen fortlaufend.

Fig. 3 zeigt, daß bei der beschriebenen Spulenanordnung gewisse negative Impulse wie N², N¹ einen Teil der entsprechenden positiven Impulse P, P¹, P², P³ aufwiegen und auszulöschen streben.. Dadurch wird.die resultierende .nützliche und positive Stromlieferung, die in den Verstärker geht, ,wesentlich geschwächt, und man erhält nicht die größtmögliche nützliche.Stromlieferung. Der Erfindungsgegenstand beseitigt die Gegenwirkung der Impulse und. läßt den vollen Wert der nützlichen Impulse verfügbar werden, wodurch man eine weit stärkere Anzeige \'on Fehlstellen erhält und weit wirksamer namentlich sehr.Heine Fehlstellen ermitteln kann: Mit einem Worte., ea wind ein empfind- ■ licherer Aufspürer geschaffen, der es ermöglicht, gegebenenfalls den Verstärker mit geringerer Empfindlichkeit, zu betreiben und dabei doch dieselbe Spürkraft wie vorher zu erzielen. Die verringerte Empfindlichkeit des Verstärkers ergibt weniger falsche Anzeigen, die nicht auf den Fehlstellen beruhen.

Zur Erzielung des obigen Ergebnisses wurde das Verfahren und die Einrichtung nach Fig. 4 geschaffen. DoFt wird die Stromlieferung ■ des. Spulenpaares- 19, 19' durch einen Gleichrichter R und dann durch einen Verstärker^ geschickt, der von der widerstandsgekuppelten Type sein kann. Die Stromlieferung des Verstärkers A kann einen

Anzeiger betätigen, ζ. B. die Aufschreibvorrichtutig mit Schreibstift 31, der von dem Magneten M bewegt wird, welcher durch die Stromlieferung des Verstärkers A erregt wird. Bei der Reihenschaltung der beiden Spulenpaare 19, 19' und 20/20' nach Fig. 5 würde man den Zustand nach Fig. 3 erhalten, wobei die negativen Impulse der einen Spulen den positiven Impulsen der andern Spulen entgegenwirken wurden, um die dem Gitter G der ersten Röhre R aufgeprägte Spannung zu verringern. Die Erfindung sieht aber einen getrennten Gleichrichter für jedes Spulenpaar vor, der Spulensatz 20, 20' ist mit einem Gleichrichter R' in derselben Art verbunden, wie die Spulen 19, 19' mit dem Gleichrichter R verbunden sind. Die Stromlieferung von beiden Gleichrichtern R, R' wird dann am Punkt 30 zusammenaddiert, um dem Git-

ao ter G' der ersten Röhre des Verstärkers A aufgeprägt zu werden. Durch diese Anordnung, welche die beiden Spulenpaare trennt, wird verhindert, daß die gegenwirkenden Impulse, im gezeigten Falle negative Impulse,

as vom einen Paare ganz oder teilweise die nützlichen Impulse, im gezeigten Falle die positiven Impulse, vom anderen Paare zunichte machen. Erst nachdem die Stromlieferung jedes Paares gleichgerichtet worden ist, um die gegenwirkenden Impulse auszuschalten, so daß sie nicht länger eine Schädigungswirkung auf die nützlichen Impulse ausüben können, werden diese Impulse bei Verbindung 30 zusammenaddiert.

Fig. 6 und 7 zeigen praktische Oszillogramme, welche die vorteilhafte Wirkung von Verfahren und Einrichtung .nach Fig. 4 veranschaulichen. Das Oszillogramm der Fgi. 6 zeigt eine nützliche Stromlieferung¹ Z des Verstärkers A, wenn die Spulen der beiden Paare die Schaltung nach Fig. 5 haben. Fig. 7 zeigt eine Stromlieferung Z' des Verstärkers A bei einer Einrichtung nach Fig. 4, wobei die Stromlieferung*jedes Spulenpaares getrennt gleichgerichtet wurde und die Stromlieferung der Gleichrichter R, R' zusammenaddiert wurde. Die Stromlieferung Z' ist nicht nur von größerer Stärke, sondern auch von längerer Dauer, was die überlegenen Resultate gemäß der Erfindung veranschaulicht.

Bei der Spulenanordnung nach Fig. 3 sind

die positiven Impulse fortlaufend, und die obige Beschreibung befaßt sich daher im wesentlichen mit der Ausschaltung der nega-

tiven Impulse. Durch Umschaltung der Spulen könnten die negativen Impulse fortlaufend gemacht werden, und in diesem Falle würden die positiven Impulse durch die Gleichrichteinrichtung im wesentlichen ausgeschaltet werden.

Fig. 8, 9 und 10 zeigen eine andere Aus-:

führungsform der Erfindung. Während die Ausführungsform nach Fig. 4 sich mit einer Gleichrichtung begnügt, welche die Impulse verschiedenen Vorzeichens (z. B. alle negativen Impulse unter Beibehaltung der positiven Impulse) im wesentlichen auslöscht, wird bei der Ausführungsform nach Fig. 8 bis 10 das Vorzeichen eines Satzes von Impulsen tatsächlich umgekehrt, so daß sie zu den ursprünglich entgegengesetztes Vorzeichen aufweisenden Impulsen addiert werden. So zeigt Fig. 9, daß durch Verwendung voller Wellengleichrichtung die Impulse N, N\ N², N³ statt ausgelöscht zu werden in ihrer Richtung umgekehrt werden und demgemäß ihre Wirkung zu derjenigen der Impulse P, P¹, P², P³ addiert wird.

Dies wird durch Verwendung von besonderen die Welle voll gleichrichtenden Röhren, wie in Fig. 10 gezeigt, ermöglicht, deren jede ' zwei Gitter G¹, G², einen gemeinsamen Faden F und zwei Anoden P¹, P^s aufweist. Der Verstärker^ kann mit der die Welle voll gleichrichtenden Röhre widerstandsgekuppelt sein, der Einlaß zu der die Welle voll gleichrichtenden Röhre ist aber induktiv mit einer Mittelverbindung 50 zum Eintrittssekundärteil des Transformators gekuppelt. Wenn ein Impuls dem Sekundärteil dieses Transformators geliefert wird, so kann der Impuls, z. B. der positive Impuls, in einer Richtung durch den Gleichrichter R" durch Gitter G¹ und Anode P¹ fließen, während der andere Impuls, z. B. der negative Impuls, nicht ,durch das Gitter G¹, sondern durch das Gitter G² fließen kann. Die Mittelverbindung 50 zum Transformator dient dazu, die Stromeintrittsrichtung zum Gitter G² umzukehren, und demgemäß erfolgen die Stromiief erungen von den Anoden P¹ und P² beide in derselben Richtung, obschon die hineingeschickten Impulse entgegengesetztes Vorzeichen hatten. Dadurch erhält man aus den Spulen eine Stromlieferung wie in Fig. 9 gezeigt. Jedes Paar von Spulen 19, 19' und 20, 20' kann seinen Strom durch seinen eigenen VoIlwellengleichrichter i?² schicken, und die Stromlieferungen von diesen Röhren vereinigen sich bei 51, um das Schreibstift- relais M zu betätigen.

Die Umkehrung der Impulse entgegengesetzten Vorzeichens nach Fig. 9 bewirkt, daß alle die Impulse additiv sind, und das Ergebnis ist in dem Oszillogramm der Fig.. 8 gezeigt, welches eine weit größere nützliche Stromlieferung aufweist als im Falle der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Einleitend wurde gesagt, daß die Umstände es erwünscht machen können, nur die eine oder andere Seite der Schiene zu prüfen, um eine Mehrzahl von falschen Anzeigen

zu vermeiden, welche die Prüfung verzögern und.es erschweren, die wirklichen Fehleranzeigen von solchen Anzeigen zu unterscheiden, die . nur auf Unregelmäßigkeiten der Oberfläche beruhen. Die Erfindung schafft Hilfsmittel, durch die man. beliebig die Spulen an einer Seite oder der anderen ausschalten kann. Diese Hilfsmittel, haben die Form von Schaltern S, S', die mit den Klemmen der Potentiometer T, T" verbunden sind, welche die Verbindungen zwischen den Spulen und der thermoionischen Einrichtung bilden. Durch bloßes öffnen des Schalters S oder S' kann man das eine oder andere Paar allein prüfen lassen und entsprechend die eine oder die andere Seite des Gleises prüfen.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ι. Vorrichtung zum. Aufspüren von Fehlstellen in einem länglichen elektrischen Leiter, insbesondere in verlegten Eisenbahnschienen nach Patent 609· 251, dadurch gekennzeichnet, daß . jedes Spu-. lenpaar (19, 19', 20, 20') mit Qinem an sich bekannten Gleichrichter (R, R') oder as . einem an sich bekannten Verstärker (12") mit VoHwellengleichrichtung verbunden ist und die gleichgerichtete Stromlieferung von den Gleichrichtern (R, R') oder Verstärkern (R") zur Anzeigevorrichtung (M) in additiver Weise erfolgt.
   _ 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schalter (S,S') zwischen den Spulenpaaren (19, 19', 20, 20') und den Gleichrichtern (R, i?'_) vorgesehen sind, so daß zur Untersuchung nur einer Schienenseite das. entsprechende Spulenpaar (19, 19', 20, 20') voii der Anzeigevorrichtung (M) getrennt werden kann. . . .

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen