DE691975C

DE691975C - Vorrichtung zum selbsttaetigen und fortlaufenden Mgeleisen

Info

Publication number: DE691975C
Application number: DE1938A0087314
Authority: DE
Original assignee: AMSLER ALFRED J & CO
Current assignee: AMSLER ALFRED J & CO
Priority date: 1937-08-13
Filing date: 1938-06-28
Publication date: 1940-06-08
Also published as: CH198365A

Description

Die Verwindung von Eisenbahngeleisen ist bestimmt durch die Vorstellung- eines verwundenen Vierecks, dessen vier Ecken paarweise auf den beiden Schienen des Geleises liegen,- gegenüber einer Ebene. Die Verwindung ist gleich Null, wenn das Viereck in einer Ebene liegt.

Die Verwindung des Geleises hat in den letzten Jahren auf den elektrisch betriebenen Strecken mehrerer Länder eine erhöhte Bedeutung erlangt, indem in der Verwindung die Ursache erblickt wird für die S-förmige Deformation der Schienen, welche merkwürdigerweise nur bei elektrischen Loko-

«5 rnotiven mit rein drehenden Massen bei höheren Geschwindigkeiten auftritt, nicht dagegen für gleich hohe Geschwindigkeiten bei Dampflokomotiven trotz deren nicht vollkommen ausgeglichenen,, hin und her

ao gehenden Zentrifugalmassen. Diese Erscheinung beruht auf einer gyroskopischen Wirkung der rasch, lauf enden elefctrischen. Motoren., deren quer stehende Rotoren bei Verwundung des Geleises um eine in Fahrstrecke längs gerichtete Achse als Kreisel durch Präzession in der waagerechten Ebene wirken und die bekannte Sinusbewegung der elektrischen Lokomotiven mit entsprechender S-förmiger Schienenverkrümmung einleiten.

Aus diesem Grunde ist in den letzten Jahren in verschiedenen Ländern die Verwindung des Geleises als weitere unabhängige Kenngröße des Geleises zu den bisherigen üblichen Kenngrößen, wie Spurweite, Krümmung, Überhöhung der äußeren Schiene in Kurven, senkrechte Unebenheiten des Schienenstranges links und des Schienenstranges rechts, hinzugenommen werden.

Es sind auch schon Vorrichtungen zum Messen dieser Verwindung für den Einbau in Drehgestellwagen bekannt, und zwar erfolgt hierbei die Messung mittels biegsamer Zugorgane, die diagonal an den Enden von dazu verlängerten Achsen eines Drehgestelles angesetzt sind und die in der Mitte jeder Diagonale um je eine am Dach des Wagens in Führungen senkrecht bewegliche Flaschenzugrolle geschlungen sind, deren Höhenunterschied durch einen Bowdenzug zur Anzeige gebracht wird.

Diese Meßvorrichtung hatte verschiedene Nachteile. Insbesondere erforderte sie ein

Drehgestell mit besonders ausgebildeten Achsen, und ihre Aufstellung war an den Platz über der Mitte des Drehgestelles gebunden.

Diese Nachteile zu beheben, ist Zweck liegender Erfindung, welche auf folge Überlegung beruht: :

Steht das Fahrzeug auf dem Geleise, so ist das Kastenuntergestell wegen seiner Länge in geraden Geleisestücken mit großer Annäherung parallel zu den Schienen, auch wenn diese an einzelnen Stellen Einsenkungen oder Erhöhungen aufweisen oder wenn der Fahrzeugkasten infolge der Federung sich gegenüber den Schienen etwas hebt oder senkt. Die Fahrzeugräder dagegen folgen den örtlichen Einsenkungen der Schienen. Betrachtet man eine Seite des Drehgestells, so ist die Verbindungslinie der Mittelpunkte der beiden Fahrzeugräder, die auf den Schienen laufen, auf geraden Geleisestücken parallel zum Untergestell des Fahrzeugkastens, solange das Geleise oder dfe Fahrbahn normal ist. Liegen aber die Räder teilweise auf eingesenkten und teilweise auf erhöhten Stellen der Schienen, so daß eine Verwindung eintritt, so bilden die Verbindungslinien der beiden Radmittelpunkte auf der linken und rechten Seite je einen Winkel mit der Längsrichtung des Untergestells, und der Unterschied dieser Winkel kann als Maß der örtlichen Verwindung angesehen werden.

In der Praxis werden nun nicht Winkeländerungen aufgezeichnet, sondern der wirkliche Unterschied zwischen den Höhenunterschieden der Radmittelpunkte auf den beiden Seiten des Fahrzeuges relativ zum Untergestell des Fahrzeugkastens.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen und fortlaufenden Messen und Aufzeichnen der Verwindung von Eisenbahngeleisen, bei welcher in einem Drehgestellschienenfahrzeug zwei Meßvorrichtungen angeordnet sind, von welchen jede einem Räderpaar zur Ermittlung der senkrechten Verschiebung des einen Rades gegenüber idem andern zugeordnet ist.

Erfindungsgemäß stehen die beiden Meßvorrichtungen miteinander über eine Differentialvorrichtung in Wirkungsverbindung, so daß die Differenz der ermittelten Höhenunterschiede der beiden Räderpaare ein Maß für die Verwindung des Rechteckes darstellt, das die vier Auflagerpunkte der Räder auf den Schienen miteinander verbindet. Ein solches Räderpaar kann durch einen Radsatz, d. h. durch zwei auf einer Achse sitzende Räder, gebildet werden, aber am zweckmäßigsten werden die je auf einer Drehgestellängsseite sitzenden Räder als Räderpaar genommen, in welchem Fall die beiden Meß vorrichtungen zweckmäßigerweise auf den Längsseiten des Drehgestelles angeordnet werden.

Dies kann praktisch so gemacht werden, ;-claß man links und rechts (in der Fahrtrich- ;,tö.ng) vom Untergestell je zwei Winkelhebel '"so anbringt, daß ihre waagerechten Arme von ''den senkrechten Ausschlägen der Achsbüchsen mitgenommen werden, wobei der Höhenunterschied der Achsbüchsen über der linken Schiene am Ende der senkrechten Arme auf einfache Art durch Seilzug abgenommen und von derjenigen über der rechten Schiene mittels bekannter Vorrichtungen subtrahiert werden kann.

Besonders zweckmäßig läßt sich die Subtraktion in der Weise durchführen, daß man die Winkelhebelpaare so anbringt, daß ihre waagerechten Arme z. B. auf der linken Seite des Fahrzeuges nach vorwärts (in Fahrtrichtung) und auf der rechten Seite nach rückwärts gerichtet sind, so daß der an den senkrechten Hebelarmen abgenommene Höhenunterschied der Achsbüchsen für die eine Fahrzeugseite gegenüber der anderen umgekehrtes Vorzeichen erhält und somit die Subtraktion beider auf die bequemere Addition des unveränderten und des negativ gewordenen Höhenunterschieds zurückgeführt wird. '

Dank der angegebenen Ausbildung der Einrichtung werden die eingangs erwähnten Übelstände beseitigt, denn die Meß vorrichtung selbst ist nicht an den Platz über der Mitte des Drehgestells gebunden, sondern kann beliebig auf einer Seite aufgestellt werden, bedingt keine besondere Ausbildung der Drehgestellachsen und ergibt einen hohen Genauigkeitsgrad, da die zu messende Verwindung unmittelbar vom Drehgestell aus auf die Meßvorrichtung übertragen wird. Ferner kann die Einrichtung ohne weiteres mit andern schon vorhandenen Meßeinrichtungen, wie z. B. einer Einrichtung zum Messen der Schienenunebenheiten, vereinigt werden. ;

Die unmittelbare Einführung der Meßgröße von unten, die Möglichkeit, teilweise vorhandene Meßeinrichtungen zu benutzen, erlaubt, die Vorrichtung wesentlich einfacher no herzustellen, als dies bei bekannten Vorrichtungen der vorgenannten Art möglich ist.

Die Vorrichtung fällt daher leicht und übersichtlich aus und vermag infolge Aliwesenheit von verhältnismäßig großen tragen Massen, wie Führungswagen usw., rasch hintereinanderfolgenden Verwindungsänderungen augenblicklich zu folgen und diese etreu wiederzugeben.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung schaubildlich dargestellt. ...

Bei der in Fig. ι dargestellten Ausführungsform sind am Rahmen 6, der an den Achsbüchsen i, 2, 3, 4 des Drehgestelles eines Eisenbahnwagens befestigt ist, beidseitig die Führungen 7 und 8 angebracht. An den vier am Wagenuntergestell 5 befestigten Stützarmen 10 sind Winkelhebel 11, 12', 13, 14 drehbar gelagert, welche am Ende.der waagerechten Arme Rollen 9 tragen, die zur Ausschaltung des Einflusses der Drehgestelldrehung in den Führungen 7 und 8 gleiten. Diese sind tangential zur Drehgestelldrehung angebracht, wodurch das Entgleisen der Tasterrollen während der Fahrt verhindert wird. Am senkrechten Arm des Winkelhebels 11 ist die Drahtkordel 15 angehängt, die zum Bowdenzug 16 läuft, der mit einem Ende am senkrechten Arm des Winkelhebels 12, mit dem andere« an der Rollenführung 17 am Untergestell 5 befestigt ist. Durch die Zwischenschaltung des Bowdenzuges 16 wird der gewonnene Meßwert von den Winkelhebeln II, 12 unmittelbar auf das Fahrzeugkastenuntergestell bezogen· und der Einfluß gegenseitiger Bewegungen zwischen Winkelnebeln 11, 12 und Kastenuntergestell 6 beseitigt. Auf der anderen Fahrzeugseite ist ein ähnlicher Seilzug 18, 19, 20 angeordnet. Die halbe Summe vom Höhenunterschied über der linken Schiene und dem (infolge Umkehrung der Hebel 13, 14) negativ genommenen Unterschied über der rechten D₁ + (- D_r

Schiene

halbe Unterschied

oder schließlich der

D₁ - D₁.

wird mittels

Flaschenzuges gebildet. Von der Flaschenzugrolle 21 führt die Kordel zum Schreibstift 23 des Registrierapparates und wird· durch

•ίο eine am Ende eingehakte Schraubenfeder 22 gespannt.

Neigt sich das Kastenuntergestell 6 einseitig, so ändern sich die· Stellungen der Arme 11 und 12 bzw. 13 und 14 um den gleichen Betrag, · so daß diese Relativbewegungen zwischen Kastenuntergestell und Drehgestell auf den Unterschied der beiden Entfernungen keinen Einfluß haben und in der Bewegung der Schreibfeder 23 nicht zum Ausdruck kommen.

Durch zweckentsprechende Wahl des Verhältnisses der Längen der Hebelarme 11, 12, 13, 14 im Vergleich zum Verhältnis der waagerechten Entfernungen der Führungen^ und 8 der Achsbüchsen 1, 2 bzw. 3, 4 kann erreicht werden, daß die Verwindung auf dem Diagrammstreifen im gewünschten Maßstab aufgezeichnet wird.

In der Ausführung nach Fig. 2 ist die Subtraktion der Höhenunterschiede links und rechts wieder durch Umkehrung" des Vorzeichens des einen Subtrahenden wie in Fig. 1, aber unter Vermeidung einer Flaschenzugrolle durch unmittelbare Übereinanderlagerung der beidseitigen Beträge an einem geme'insamen, kontinuierlichen Seilzug erreicht. Die Drahtkordel 15', am senkrechten Arm des Winkelhebels 12 angehängt, läuft durch den Bowdenzug 16', welcher sich mit einem Ende gegen den senkrechten Arm des Winkelhebeis 11, mit dem andern gegen die Rollenführung 17' am Untergestell 5 abstützt. Von da läuft die Drahtkordel 15' weiter über eine ähnliche Anordnung: feste Rolle i8', Bowden 19' zum. gegenüberliegenden Wmkelhebel 13 des umgekehrt gerichteten Paares auf der anderen Wagenseite und nach, algebraischer Summation mit der Minusanzeige des Paares 13, .14 über Bowdenzug 20' und ,am Untergestell feste Rolle 21' wieder zum Schreibstift 23 des Registrierapparates.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 entspricht derjenigen der Fig. 1 mit Flaschenzug bzw. der Fig. 2 mit Serienschaltung der vier Winkelhebel, benötigt aber keinen Bowdenzug. Die senkrechten Arme derjenigen Winkelhebel, an welchen bei den genannten Beispielen ein Bowdenzug angesetzt ist, haben am oberen Ende je eine zusätzliche Umlenkrolle 19'. Von dieser geht die Drahtkordel 1 herunter zu je einer weiteren Um^ lenkrolle 19', die bei den festen Drehpunkten der Winkelhebel 12, 14 (Fig. 3) bzw. Ii, 13 und 14 (Fig. 4) derart angebracht ist, daß der ablaufende Trum genau in Richtung der Drehachse der Winkelhebel austritt. Auf diese Weise wird der gewonnene Meßwert jedes Winkelhebelpaares wieder unabhängig von den relativen Bewegungen unmittelbar auf das Untergestell bezogen. Von der letzten Winkelhebelachse aus ist dann das Drahtseil ähnlich wie in Fig. 1 oder 2 im Fahrzeuguntergestell zum Schreibstift 23 des Registrierapparates' geführt.

In sämtlichen Figuren bezeichnet der Pfeil P die Fahrtrichtung.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der zur Verwindungsmessung herangezogene Höhenunterschied von je zwei Rädern an je einem Räderpaar auf der linken no und rechten Fahrzeugseite gebildet worden. Die Verwindung des Eisenbahngeleises ist jedoch als Abweichung des durch die vier Räderberührungspunkte gelegten verwundenen Vierecks gegenüber der Ebene unab- »15 hängig von der Wahl der beiden gegenüberliegenden Rechteckseiten, an welchen der erste Unterschied der Achsbüchshöhen gebildet wird, da die beiden ersten Unterschiede nachher voneinander subtrahiert werden. Es ist also auch eine Ausführung möglich, bei welcher die Höhenunterschiede der Rad-

mittelpunkte zunächst in Querrichtung des Fahrzeuges, d. h. an je zwei gegenüberliegenden Rädern der linken und rechten Fahrzeugseite, also an je zwei Rädern mit gemeinsamer Achse, gebildet werden. Für diese erste Unterschiedsbildung in Querrichtung kann wieder unbeschadet der Wagenkasten als Bezugsbasis verwendet werden trotz seiner translatorischen Bewegungen (vertikale

ίο Aufundabschwingung bzw. Rollbewegung), da bei der zweiten Unterschiedsbildung der Einfluß der relativen Bezugsbasis ausfällt; dies geht übrigens daraus hervor, daß es geometrisch für die Erfassung der Verwindung nur darauf ankommt, daß die Bezugsbasis eine Ebene bildet.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zum selbsttätigen und fortlaufenden Messen und Aufzeichnen der Verwindung von Eisenbahngeleisen, bei welcher in einem Drehgestellschienenfahrzeug zwei Meßvorrichrungen angeordnet sind, von welchen jede einem Räderpaar zur Ermittlung der senkrechten Verschiebung des einen Rades gegenüber dem andern zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden Meßvorrichtungen (15, 16 und iS, 19) miteinander über eine Differentialvorrichtung (2O₁ 21) in Wirkungsverbindung stehen, so daß die Differenz der ermittelten Höhenunterschiede der beiden Räderpaare ein Maß für die Verwindung des Rechteckes darstellt, das die vier Auflagerpunkte der Räder auf den Schienen miteinander verbindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßvorrichtungen (15, 16 und 18, 19) auf den Längsseiten an den beiden Rädern eines Radpaares angeordnet sind.
3. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtungen an einer Stelle (17) auf 'dem Fahrzeuguntergestell (5) aufruhen, so daß dieses zur Bildung der Höhenunterschiede der beiden Räder jedes Radpaares als Bezugsbasis dient.
4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Höhenunterschiede der beiden Räder jedes Radpaares Winkelhebel (11, 12 und 13, 14) vorgesehen sind, deren Drehachsen am Fahrzeuguntergestell gelagert sind und deren waagerechte Arme die senkrechten Bewegungen der beiden Achsbüchsen mitmachen, wobei die relative Entfernungsänderung der senkrechten Arme mittels Zugorganen abgenommen wird.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhebel (11, 12) der einen Meß vorrichtung bezüglich der Winkelhebel (13, 14) der andern Meß vor richtung entgegengesetzt angeordnet sind, damit die erhaltenen Meßwerte der beiden Meßvorrichtungen nicht mit gleichen Vorzeichen voneinander subtrahiert werden, sondern die Differenzbildung auf die Summation zurückgeführt ist.
6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1,3,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden auf der linken und auf der rechten Wagenseite angebrachten Winkelhebelpaare (11, 12 und 13, 14) Vermittels eines durchgehenden Seilzuges (15, 16, 19, 18) in Sßrie hinter-einandergeschaltet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen