DE7305997U - Automatischer Wagen für radiographische Untersuchungen von Schweißungen vom Inneren von Pipelines mittels Röntgenstrahlen sowie dazu verwendbare Vorrichtungen - Google Patents

Description

Dr. F. Zumstejn serii - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - DIpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

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Automatischer Wagen für radiographische

Un te	r	ipelines	mi	on Sc?	iweissung	en vom	Inneren
von	ρ		ttels	Röntgens	trahlen	sowie

dazu verwendbare Vorrichtungen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen Y/agen für radiographische Untersuchungen von Schweissungen vom Inneren von Pipelines mittels einer Röntgenstrahlenquelle, wobei dieser ',Vagen ein niedriges Gewicht, eine kleine Grosse sowie eine grosse Selbständigkeit aufweist, sowie Vorrichtungen, welche den Zutrieb dieses Wagens betroffen. Es sind verschiedene Typen mit einem eigenen Antriebsmotor versehenen Wagen bekannt, die für radiographische Untersuchungen mittels Röntgenstrahlung von Schweissungen von Inneren von Pipelines dienen, wobei alle diese "«Vagen von Batterien versorgt werden. Da diese Batterien j'iicht nur öie Energie liefern nüssen, die von all den elektrischen und elektronischen Steuerschaltungen', ebenso wie von den elektrischen Fahrmotor des V/agens benötigt wird, sondern auch die Energie für den Betrieb der Röntgenstrahl-

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röhre, welche sehr hoch ist, d.h. ungefähr 1 bis 2 KVA, versteht man leicht, dass diese Batterien eine entsprechende Grösse und entsprechendes Gewicht aufweisen müssen. Darüber hinaus ist es nötig, die Röntgenröhre mit Wechselspannung zu betreiben, ao dabö es daher notwendig ist, einen grossen Gieichstromwechselstromumformer zu verwenden, der in der Lage ist, die Gleichstromenergie der Batterien in eine Wechselstromenergie mit der genauen Nominalspannung und Frequenz der Röntgenstrahlröhre umzuwandeln, und zwar mit einer Umwandlungsausbeute, die ungefähr 60 bis 70 }Ό beträgt.

Die bisher bekannten Wägen haben daher den Nachteil, ausserordentlich schwer zu sein, was ihre Handlichkeit beschränkt und es notwendig macht, einen Kraftheber zu verwenden, um den Wagen in die Pipelines einzuführen, v/obei dieses Gewicht mindestens über 400 bis 500 kg liegt, wovon bO ^ auf die Batterien entfallen. Ein weiterer Nachteil liegt in der Wagenlän/:e, die zwischen 4 und 5 m variiert und ·, -".ehe daher die Manövrierfähigkeit des Wagens in einer Kurve begrenzt. Schliesslich weisen diese Wagen nur eine Degrenzte Selbständigkeit aus, da sie eine Wiederaufladung der Batterien nach jeweils 600 bis 700 Arbeitsrnetern benötigen, was sehr weit von aev normalen Tagesarbeit von einem Yard (a yard) liegt, so dass eine kostensparende, rationelle und kontinuierliche Verwendung dieser Wägen nicht möglich ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und dementsprechend einen selbstfahrenden V/ag en für rar] iographi sehe Untersuchungen mit Röntgenstrahlen von Schweissunken vom Innerer, von Pipelines zu schaffen, wobei dieser V,'a.~en ein niedriges Gev/icht, kleine Grosse und eine hohe Selbständigkeit oder Unabhängigkeit aufweist. I'ies wird praktisch gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass man eine Leistungseinheit verwendet, welche einen Energiegenerator (einen Dynamo - 'Synchrongenerator - LIotor) bekannter Art verwendet, wobei dieser Generator

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eine Leistung von einigen KVA auf v/ei st und feet mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Dieser Kncrgiegenerator dient einen dreifachen Zv/eck, zum einen, um die Brennkraftmaschine zu starten, indem er als Gleichstrommotor wirkt, der ν η η οίηΛΤ ο τ η ν. ο 1 η ο η nnrnrl^on Pl P ^ "*' ^r ^ "ϊ ^ο ro c no ί c + ■/..· -i r· rl f ο r> -η α τ· um

die für den Betrieb der Rontgens t rr;hlrohre notwenidge Leistung zu Liefern, indem er als Synchrongenerator wirkt, der von der Brennkraftmaschine angetrieben int und um schiiesslich die Batterie im geladenen Zustand zu hallen, wobei diese Batterie als Pufferbatterie eingefügt ist und die Aufgabe hat, alle elektronischen Steuerschaltungen sowie den Gleichstromgetriebemotor für den Antrieb des V/agens zu speisen. Eine derartige Ausbildung führt nicht nur dazu, dass der störende Gleichstrcm-Y/echselstromumi'crmer, der für die bekannten '.Tilgen notwendig war, sowie die benötigten vielen Batterien in Wegfall komr.en, was es ermöglicht, Y.'ägen herzustellen, die ein geringeres Gov.-j ent (ungefähr 180 kg) aufweisen und die kürzer ro nd (ungefähr 2 bis 2,5 in), sondern erhöht in rnnc-vr.pnrwerirr V/eise die Selbständigkeit dieses V/agens, da ■:.:'ο rctvendi ."·? j-.'nergi e nicht von den Batterien, sondern vor. der el ek t r.i ::i t^:!t"r-!-zeugenden Gruppe auf Kosten der Brennkraftmaschine ::U:"oführt wrir.i, so dass die Selbständigkeit des V.'agens lediglich von dem Fassungsvermögen des Treibstoff tanks der Brennkrrf t:::asc::ine abi-ängt. Auf öer anderer; Seite ist riech zu berücknichtiger., dass, da die einzelne verwendete Batterie während ihres Gebrauchs jeweils geladen ist, der '.Vagen auf diese "'eise für den "otff; 11 eine weitere Selbständigkeit von 4 bis 5 km erhält, damit :-:s-i\ den '■'.';-gaη selbst wieder herausbringt, falls die Leistungseinheii ausfällt.

Gemäss einer bevorzugten Ausführ-r.g:-^:frr:. der vorliegenden Erfindung ist die " ei :~xun τ~i:ü:e 1.1 r.icht ruf de:". ε-elL stf r-hreriSen V/age>: selbst befestigt, welcher die Röntgenröhre, die elektronische Steuerung, die Batterie, sowie den Getriebmeter fr seinen Antrieb '..rä~t, sondern ;:-.uf einer, kleinen Anh^::r..~er, der hi.n-TpT¹ ("Ip^ "i^r.rrip t ir, ..'c :.." ^Γ|£^Ύ\ P Ζ0>'6Γ. V'l ⁿ \ V/.^CLS Ü L C ^* f? ^ T¹ ^ *^" ^v* ^" ^ Kupplung mit zwei Freiheit sgrnri en geschieht. Dies erlaubt es auch, steile Strassenv.-eller oder Katzenbuckel oder Kurven zu

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ι.': ·.·:■'.·.'ir. icn. Auf diese V.'eise kann die Leistungseinheit auch rc:.noil von der Antriebseinheit abgekoppelt v/erden, was aus Gründen der Manövrierbarkeit oder zum Zwecke eines Austausches bei einer Beschädigung erfolgen kann, wobei ferner die Vibrationen der Leistungseinheit nicht auf die Röntgenröhre übertragen werden. Um sicherzusteilen, dass die Brennkraftmaschine die für die Verbrennung notwendige Luft(comburent) erhält, und um zu vermeiden, dass daher die verunreinigenden Auspuffgase die Brennkraftmaschine anhalten oder die Temperatur der Röntgenröhre über ihre thermischen Arbeitsgrenzen erhöhen (die ma.xim.ale Temperatur liegt "bei ungefähr 70 C)₅ wird gemäss einer anderen besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an der Rückseite des Anhängers eine kreisförmige Blende elastisch befestigt, welche den gleichen Durchmesser wie die Pipeline aufweist. Diese Blende weist Gummidichtungen auf, durch welche die Auspuffgase, sowie bei eigenen Betriebstemperaturen auch die Kühlluft für die Brennkraftmaschine abgeführt wer " en.

Die Blende bildet daher eine Zwischenwand, welche das Arbeitsgerät von den verunreinigenden Auspuffgasen und von der heissen Kühlluft der Brennkraftmaschine trennt und auf diese V.'eise einen Luftstrom in das Innere der Pipeline hervorruft.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorlierenJen Erfindung ist die Röntgenröhre nicht fest ruf dem Y/ar-eri montiert. Sie wird vielmehr von drei elastischen Haltegliedern getragen, welche es ermöglichen, sie auf der Achse der radiographisch zu untersuchenden Pipeline anzuordnen. Die Röntgenröhre wird mittels eines Klemmbands befestigt, welche;·, eine einfache Kntfemung zur.i Zwecke der Manövrierbarkeit oder aus Sicherheitsgründen während des Transportes ermöglicht.

Die Prequenzstabilität der Speisespannung für die Höntgenröhre, welche vcn der. Energiegenerstor sureführt wird, der r-.lr, vor\ ^A.er Brennkraftmaschine angetriebener Synchrongenerator arbeitet, wird durch einen automatischen Geschwindigkeitsregler für nie

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Brennkraftmaschine bekannter Art sichergestellt. Die Spannung der Speisung der Röntgenröhre wird dagegen gemäss eines anderen speziellen Merkmals der vorliegenden Erfindung durch einen geeigneten elektronischen Spannungskonstanter stabilisiert, dessen Schaltdiagramm im folgenden noch beschrieben v/ird. Dieser ist so ausgebildet, dass er neben einer Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Speisespannung, die innerhalb + 0,3 fS der Röntgenröhren-Betriebsspannung während der gesamten radiographischen Belichtungszeit liegt, die Belichtung lediglich dann beginnt, wenn die nominalen Betriebsbedingungen der Röntgenröhre erhalten sind, was somit eine perfekte Belichtung sicherstellt. Alle bekannten selbstfahrenden Wägen für radiographische Untersuchungen mit Röntgenstrahlen arbeiten automatisch mittels eines von aussen gegebenen Regelsignals, das von einer radioaktiven Quelle von einigen mCurie abgegeben v/ird, welche mit einem Geiger-Müller-Zählrohr zusammenarbeitet, das mit den elektronischen Schaltungen verbunden ist. Ein weiteres I.ierknal der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kontrolleinrichtung nun von einem hufeisenförmigen Permanentmagneten ocU-r von einem Elektromagneten gegeben wird, dessen Magnetfeld, das durch Drehen des Magnets um 180 umkehrbar ist, auf einen magnetischen Kompass wirkt, der drei Stellungen aufweist und auf dem -,Vagen angebracht, sowie mit den elektronischen Schaltungen verbunden ist.

Die Verwendung eines derartigen I.Iagnetsy stems, das im folgenden noch besser beschrieben werden soll, erweist eich in vielfacher '."eise ?\is vorteilhaft. 'j)b verbraucht keine elektrische Energie·, liisft sich besonders vorteilhaft und einfach anordnen, ist außerordentlich fest, preiswert und einfach in seine- Betrieb unr; ez dient vor alle::, der Sicherheit der Bedienungsperson, die nun nicht mehr «.jezv/unger. ic.t, eine radioaktive Quelle zu verwenden, die auch bei einer geeigneten Abschirmung irjner

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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, welche ein bevorzugtes praktisches Ausführungsbeispiel darstellen, das für die Erfindung keine Beschränkung darstellen soll, da in technischer und konstruktiver Hinsicht Änderungen praktisch durchgeführt werden können, ohne dass man die Grenzen der vorliegenden Erfindung verlässt.

Pig. 1 zeigt einen Längsschnitt des selbstfahrenden ',Yagens für radiographische Untersuchungen von Schweissungen vom Inneren von Pipelines mittels Röntgenstrahlen gemäss der vorliegenden Erfindung.

Pig. 2 zeigt den Wagen von Pig. 1 während seines Betriebs im Inneren von Pipelines;

Pig. 3 zeigt schematisch den Wagen von Pig. 1, wenn er an eine Abdichtung (sealine) angeschlossen ist;

Fig. 4 und 5 zeigen zwei erzwungene Zirkulationssysteme für die Kühlluft der Röntgenröhre, die bei einem sehr heissen Klima für einen ununterbrochenen Betrieb verwendet v/erden.

Pig. 6 zeigt ein Schal tungsdiagramin von einem elektronischen Spannungskonstanter für die Speisespannung der Röntgenröhre ger.äss der Erfindung;

Pig. 7 zeigt in einer teilgeschnittenen perspektivischen Darstellung den erfindungsgerncissen magnetischen Kompassdetektor mit drei Stellungen.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugsseichen 1 den Lagerkörper des V/agens, an dessen Rückseite zwei Antriebsräder 2 angeordnet sind, die von einen Getriebernotor 3 betätigt werden. Der Getriebemotor 3 wird von Gleichstrom gespeist, was eine Vorwärts-

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und Rückwärtsbewegung des Y/agens ermöglicht.

Vorne sind zwei andere Rüder 4, gegenseitig fest gepr.ar:, !-]-<..-<-ordnet, welche zu Antriebsradern durcn bekannte Transmirrionr. teile gemacht werden können. Die Stabilität der. Y.'agerr: iiuf 'ie:-, Boden der Pipeline wird durch die vier Räder ? und 4 erreicht, welche in einer selbst justierenden Art ₍~e::\^:-ir,c der lehre der italienischen Patentanmeldung Nr. 24463A/71 ausgebildet sind, was eine Überwindung von jeglieimern Kurvenradius in den beiden Fahrtrichtungen ermöglicht. Im Mittelteil de? '.Yarer.r· :-i:v:i zwei elektronische Einrichtungen 5 angeordnet, um die Betriebszyklen des Wagens zu programmieren und anzutreiben, sowie ·;ϊπβ Batterie 6, wie sie üblicherweise für Kraftfahrzeuge verwendet wird, die entsprechend mit den elektronischen Anordnungen und dem Getriebmotor 3 verbunden ist.

Ein Druckknopf 7 erlaubt die Speisung des Getriebemotors 3 durch die Batterie 6, so dass auf diese V/eise der '.Vagen mit der gesamten Ausrüstung herausbewegt werden kann. Die Röntgenstrahlröhre 8 für eine Longitudinal- oder Panorama-Radiographie ist auf der Vorderseite des Wagens befestigt. Sie ist von im Dreieck angeordneten Stossdampfern gehaltert. Genauer gesagt, ist ein Stift 9, der an der Rückseite der Röntgenröhre vorgesehen ist, in den rückwärtigen Stossdampfer 10 eingelassen und darin mittels eines Arretierstifts 11 festgehalten, der in ein Loch in der. genannten Stift eingeführt wird. Der Körper der Röhre ist auf einer halbkreisförmigen Lietallaufla';e 1 2 gehaltert, welche von den beiden vorderen Stossdampfern 13 getragen wird (von denen einer in der Fig. nicht gezeigt ist, da er auf der anderen Seite des gezeigten Stossdänpfers liegt).

Die Röhre wird durch ein I'ederkler.mbanc 14 mit einem Schna.pphaken-ScJ'.neilversch.luBs (spring catch quick hooking) 15 in seiner Stellung gehalten und fixiert. Auf diese '"eise wird durch ?]inhrken des Federhakens 15 sowie Trennung des Stifts 9 von dem otossdampfer 10 die Röntgenröhre leicht entfernt sun Zwecke einer Manövrierbarkeit oder aus Sicherheitsgründen während des Transports. Die Röhre ist zu diesem Zwecke mit zwei

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Seitenhandgriffen 16 und 17 von einem Steuerradtyp versehen, die mit Gummi überzogen sind und die ebenfalls als ein Schutz für die Röhre selbst dienen. Die drei Stossdämpfer 10, 13 v/erden von teleskopischen Systemen 18 getragen, die eine Höhenein

Röntgenröhre genau auf der Achse der radiographisch zu untersuchenden Röhre ermöglichen. Auf der Rückseite des Lagerkörpers 1 des V.'agens ist eine Kardanverbindung 19 angebracht, deren Buchsen von Stossdämpfern gebildet werden, wobei an diese Kardanverbindung mittels eines durchgehenden Stifts 20 die Gabel 21 von einem Anhänger 22 angelenkt ist, der mit zwei Rädern 23 selbst justierenden Art entsprechend den Rädern 2 und

4 versehen ist und eine Leistungseinheit trägt.

Durch diese Ausbildung kann die Leistungseinheit zum Zwecke der I.Ianövrierbarkeit sowie zu einem Aurtausch im Falls einer

RR Ausbildung, nap.s Vi brat:! onen. von der Leistungseinheit auf die Röntgenröhre übertragen werden und diese beschädigen können. Schliesslich ermöglichen die beiden Preiheitsgrade der angelenkten Karüanverbindung zwischen Anhänger und Wagen, dass das gesamte Arbeitsgerät auch steile Katzenbuckel, Wellen oder Kurveii überwinden kann. Die Leistungseinheit wird gemäss der vorlic;;er.den Erfindung durch eine Brennkraftmaschine 24 gebildet, die fest direkt an einen elektrischen Snergiegenerator 25 gekoppelt ist, der eine Leistung von der gleichen K.V.A. aufweist und von einem Llotor-Syr.chrongenerator-Dynamo bekannter Art gebildet v/ird, d.h. von eine::; üblichen Gleichstrommotor-Dy nemo, der ?ic-ber. GIe ich.st rom lauf erv/i ndungen auch V/echselstromläufc-rwinr-ur:--er: aufweist, um als Synchrongenerator laufen zu können.

7,'ährend diese letztgenannten Windungen mit einen Spannungskonstantor verbunden sind, der in der elektronischen Vorrichtung

5 für cie Speisung der Röntgenröhre enthalten ist, sind die Gleichstromwindungen mit der pufferartig eingesetzten Batterie

6 verbunden. Die Arbeitsweise ist daiier ersichtlich. Ursprung-

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lieh speist die Batterie 6 die notwendige Energie für die Speisung des Energiegenerators 25, der, indem er als Gleichstrommotor wirkt, die Brennkraftmaschine 24 in Gang setzt. Sobald die Brennkraftmaschine in Gang gesetzt ist, betätigt sie den Energierenerator c? ala eixien Syncuruntitruercilür·, indem sie die V/echselbntriebsspannung der Röntgenröhre zuführt und als Dynamo, indem sie die Batterie 6 lädt und inder, sie die für die elektronischen Steuerschaltkreise und für den Getriebefahrmotor 3 des Wagens benötigte Gleichspannung liefert. Die gesamte von den V/ag en benötigte Energie wird von dem Energiegenerator 25 aufgrund des Betriebs der Brennkraftmaschine geliefert, während gleichzeitig die Batterie 6 jeweils geladen v/ird. Dies bedeutet nicht lediglich eine Selbständigkeit des Wagens, die sehr hoch ist und lediglich von dem Passungsvermögen des Brennstofftanks 26 der Brennkraftmaschine abhängt, dieselbe geladene Batterie liefert vielmehr einen Energievorrat, der eine weitere Erhöhung der Selbständigkeit oder Unabhängigkeit für visitcrc 4 oder 5 km ermöglicht und damit entsprechend sicherstellt, dass der V/agen in Falle eines Schadens der Leistungseinheit aus der Pipeline geborgen v/erden kann.

Zur Erzeugung einer Luftstronzirkulation in der radiographisch zu untersuchenden Pipeline 27 ist an den rückwärtigen Ende des Anhängers 22,an den Auspuffrohr 29 des Verbrennungsmotors 24 oder an einen geeigneten Halteglied elastisch, eine kreisförmige Blende 30 befestigt, welche den gleichen Durchmesser wie die Pipeline 27 aufweist und mit einer Gummidichtung 31 versehen ist. Dies geschieht, um eine Zufuhr von Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine 24 sicherzustellen, sowie u:n zu verhindern, dass verunreinigende Auspuffgase 28 den Motor zur; Stillstand bringen kcr.ri.ter· oder die Temperatur der Röntgenröhre über ihre thermischen Betriebsgrenzer;. erhöhe-η (^:'ς. 3).

Die Blende bildet eine Zwischenwand, welche die auf dem '.Vagen und Anhänger "sefe-stirrter. Arbeitsgerätschaften von den Auspuffgasen 28 der Brennkraftmaschine trennt, welche hinterhalb dieser Zwischenwand austreten.

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j In dem Falle, dass die Verlegung von Pipelines hinter der Blende 30 nicht nur die Auspuffgase 28 abführt, sondern auch \ die Kühlluft der Brennkraftmaschine 24, die von einem auf der j Wockenv/elle derselben Brennkraftmaschine angeordneten Venti- | Ifitnr angesaugt und über eine flexible Röhre 33 (siehe Pig. 2) j abgegeben wird, v/ird auf diese V/eise ein Luftstrom in der Pipeline erzeugt. Es ist darüber hinaus ersichtlich, dass es bei einem Arbeiten unter heissem Klima notwendig ist, die Röntgenröhre wirksam zu kühlen, um sie kontinuierlich betreiben zu können. Die erzwungene Luftzirkulation kann mittels eines Zusatzventilators 34 erzeugt v/erden, der auf der Rückseite (siehe Fig. 4) oder in der Nähe der Röntgenröhre angeordnet ist, oder mittels eines Ventilators 35, der aussen an dem Kopfende der Pipeline 27 (siehe Fig. 5) angeordnet ist. Die letztgenannte Lösung ist vorzuziehen, da sie eine starke Ventilation erlaubt, ohne dass man eine weitere Energie von der innerhalb des Wagens angeordneten Leistungseinheit benötigt.

Zur Stabilisierung der Frequenz der .' «isecpannung für die Röntgenröhre, die von dem Energiegenerator 25 zugeführt wird, der als Synchrongenerator läuft und von der Brennkraftmaschine 24 angetrieben wird, auf den Nominalwert der Röntgenröhre, wird ein üblicher automatischer Drehzahlregler der Brennkraftmaschine 36 verwendet, der die I.laschjne 24 auf der Gleichlaufgeschwindigkeit hält.

Die Speisespannung der Röntgenröhre wird andererseits auf ihren iiominalv/ert durch einen elektronischen Spannungskonstsjnter stabilisiert, der in den elektronischer. System 5 enthalten ist. Das elektronische System 5 regelt darüber hinaus den Zeitgeber für die Inbetriebnahme der raJiographi scher* Belichtung, und zwar nur dann, wenn die nominalen Betriebsbedingungen der Röntgenröhre erreicht sind. Auf diese 7,'eise wird eine perfekte Belichtung sichergestellt. Das elektronische System schaltet auch die gesar.*e Spannung von der Röntgenröhre am Ende der genannten radiographischen Belichtung ab. In dem Spannungskonstanter wird die Ausgangswechselspannung

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von dem Generator-Synchrongenerator 25 an die Verbindungsanschlüsse eines Variacs gelegt, dessen Schleifer durch viele von einem Gleichstrommotor bewegt wird, der geeignet von einem gepolten Relais angetrieben wird, im Ansprechen auf die ςτιηηηιΐΓΐ,^ΓΉ ffß-pnri7. vwiRchpf! der uoni ΠΓ.1 RTifinnun' der Rörit.~cn—

röhre und der Spannung an dem Schleifer des Variacs, welche die an die Röntgenröhre angelegte ist.

Zum besseren Verständnis des oben gesagten wird auf Pig. 6 Bezug genommen, welche ein Schaltungsdiagramm des elektronischen Spannungskons tanters der Röntgenröhren-Speisespannung wiedergibt.

Die von dem G^neraLor-Synchrongenerntor 25, welcher von der Verbrennungsmaschine 24 angetrieben wird, gelieferte 'wechselspannung wird ar. die Anschlüsse A3 eines Variacs 37 angelegt und,nachdem sie durch einen Gleichrichter 33 gleichgerichtet ist, den Anschlüssen von einer Reihe von n-Z·" ner-")ioden 39 zugeführt, welche die Spannung auf derartige '.".'eise unterteilen, dass aii den Punkten C, D, E, ? und G verschiedene feste Arbeitsspannungen der Ron tgenröhre anliegen, die- als Sollwerte verwendet v/erden. Der Schleifer 40 des Variacs 37 wird von einem Gleichstrommotor 41 angetrieben, dessen Erregung umgekehrt werden kann und sich daher derart drehen kram, dass er den Schleifer 40 nach unten oder nach ober, bewegt, um die Kontakte 42 oder 43 zu schliessen. Diese Kontakte werden von Relais 44 und 45 gesteuert, welche von einem gepolten Relais 46 erregt ".veraen können»

Auf der Erregerseite des Relais 44 ist ein Schalter 4? angeordnet, der öffnet, wenn der Schleifer UO das untere Anschlagende erreicht (Variac in Nullstellung, wie in ?ig. 6 gezeigt), so dass das Relais 45 den Erregungskor.takt 48 eine 49 steuert, der nie radiographische Belichtungszeit gibt.

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Jio von der. V.iriac 37 kommende Wechselspannung, d.h. die Spannung zwischen den Schleifer 40 und dem Punkt B, wird der Röntgenröhre 3 zugeführt. Liese Spannung wird auch von einen Gleichrichter 50 gleichgerichtex und den Anschlüssen von einen Widerstandsbein, welches einen Widerstand 51 und eine Reihe von (n-1)-Zener-Jioden 52, wie Zener-Dioden 39, enthält, zugeführt.

Die Windung 53 des gepolten Relais 46 ist nit dem Ausgang des Gleichrichters 50 am Punkt K und mit dem Zeiger 54 eines Schalters verbunden, der auf c, d, e, f, g - Anschlüsse umschaltet, um die verschiedenen Betriebssollspannungen für die Röntgenröhre einzustellen, wobei die Spannungen an den Punkten C, D, Ξ, F und G jeweils anliegen.

Entsprechend den oben genannten UmschaJLtungen des Zeigers 54 führt ein zweiter Zeiger 55, der einheitlich mit dem ersten Zeigtr ar gebracht ist, aber in umgekehrte Richtung umläuft, eine .änderung zwischen Anschlüssen c', d¹, e', f und g¹ durch und fügt dabei bis auf eine die gleiche Anzahl von Zener-Dioden 52 ein, wie die Anzahl der durch den ersten Zeiger 54 eingefügten Zener-Dioden 39 beträgt.

Dies geschieht, um den Polarisationsstrom zu beschränken, der durch die Windung 53 läuft und von der Spannungsdifferenz zwischen dem Punkt H und einem der ausgewählten Punkte C, ]), ...G erzeugt wird, sowie um ihn lediglich von der Differenz zwischen dem Spannungsabfall an den Anschlüssen des Widerstrnds 51 und der:: Spannungsabfall, der von der ersten Zener-Diode 39 kommt, die mit der. Punkt c verbunden ist, abhängig zu machen, da ein Anwachsen der Sollspannung, welche von dem Einfügen einer anderen Zener-Diode 39 be:;ti:rj7it ist, durch ein gleiches Anwachsen der Spannung or. Punkt H kompensiert wird, welche durch ein Einfügen einer gleichen Zener-Diode 52 bestirnt ist.

Das gepolte Relais 46 ist schliesslich anwesend, um durch den elektronischen Programmierer 56 der elektronischen Einheit

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5, welche den Schalter 57 aus der Stellung I in die Stellung II bringt, zu schalten und auf diese V/eise den Zeiger 58 des Relais 46 mit dein negativen Pol der Hauptspeiseleitung des Motors 41 zu vei'jinden. Der Betrieb geschieht gemäss folgender Darstellung. Es sei angenommen, dass die zu stabilisierende Betriebsspannung der Röntgenröhre derart sei, dass sie dem Punkt c entspricht, für den die Zeiger 54 und 55 die in Pig. gezeigte Stellung einnehmen müssen.

Am Anfang befindet sich der Schleifer 40 des Variacs 37 in der unteren Anschlagstellung. Der Schalter 47 ist daher offen und die Spannung an den Anschlüssen Röntgenröhre 8 beträgt daher null.

Wenn der elektronische Programmierer 56 den Befehl einer radiographischen Belichtung erhält, führt dies zu einer Umschaltung des Schalters 57 von der Stellung I in die Stellung II, wobei auf diese V/eise der Zeiger 58 des gepolten Relais 46 mit dem negativen Pol 59 verbunden wird. Die von dem Generator-Synchrongenerator 25 erzeugte Wechselspannung, die in 38 gleichgerichtet ist, erzeugt an den Punkten C, D G die festen Sollspannungen. Am Punkt C erhält man daher einen Vergleichswert der zu stabilisierenden und an die Röntgenröhre anzulegenden Spannung. Gleichzeitig liegt am Punkt H die Spannung null an, da, wie oben erwähnt wurde, der Schleifer 40 in seiner unteren Anschlagsstellung ist.

In der Windung 53 des Relais 46 fliesst daher ein Strom von C nach H entsprechend dem Pfeil 60, der den Zeiger 58 des Relais 46 in die Stellung III schaltet und dabei das Relais 45 erregt, welches die Kontakte 43 schliesst und die Kontakte 48 öffnet. Auf diese V/eise wird der Motor 41 erregt und er dreht sich derart, dass er den Schleifer 40 des Variacs 37 anhebt.

V.'enn der Schleifer 44 angehoben wird, schliesst der Schalter 47 und die V/echselspannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre sowie die Gleichspannung an dem Punkt H beginnen anzu-

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-H-

steigen. Wenn die Gleichspannung am Punkt H gleich der Sollspannung am Punkt C ist und wenn daher die Wechselspannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre den vorher festgelegten Nominalwert erreicht, endet der in der Windung 53 des Relais 46
fliessende Strom und der Zeiger 58 nimmt wieder die mittlere Ruhestellung ein, so dass auf diese Y/eise das Relais 45 enterregt wird, das die Kontakte 43 öffnet und den Kontakt 48
schliesst. Das Schliessen des Kontakts 48 erlaubt auf diese
Weise, dass der Zeitgeber 49 die radiographische Belichtungsphase in Gang setzt, die lediglich dann beginnt, wenn die Spannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre den Nominalwert der Röhre erreicht. Auf der anderen Seite wird diese Spannung bei diesem Wert für die gesamte Periode der radiographischen Be- | lichtung stabilisiert, da sie im allgemeinen das Bestreben zeigen würde anzuwachsen und das Potential des Punkts H auf ein höheres Niveau als das des Punktes C in der Windung 53 bringen. Es v/ürde ein Strom von C nach H fliessen in einer Richtung entgegengesetzt zum Pfeil 60, der dem Zeiger 58 des Relais 46 in die Stellung IV schalten v/ürde. Auf diese V/eise
würde das Relais 44 erregt werden, was durch Schliessen der
Kontakte 42 eine derartige Drehung des Motors 41 ermöglichen wurde, dass der Schleifer 40 des Variacs 37 abgesenkt würde, wodurch auf diese Weise eine Abnahme der Wechselspannung an den Anschlüssen der Röntgenröhre entstehen würde.

Sobald schliesslich die radiographische Belichtungszeit abgelaufen ist, sendet der Zeitgeber 49 ein Signal an den Programmierer 56, welcher wiederum den Schalter 57 in die Schaltung I umschaltet.

Das Relais 44 ist damit erregt, es schliesst die Kontakte 42 und erregt den Motor 41, indem es den Schleifer 40 des Variacs 37 die ganze Skala (to full scale) absenkt. Wenn der Schleifer di< ganze Skala erreicht hat,öffnet der Schalter 47,der I.iotor 41 wird enterregt und die Arbeitseinrichtung ninnt wieder die Anfan^sstellungen ein, bereit für einen neuen Zyklus einer Stabilisierung und einer radiographischen Belichtung. Zusammengefasst_

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ausgedrückt ändert der elektronische Spann'.ingskons ta:.; ■ r ... lediglich die Spannung der Röntgenröhre auf ihren h'orJv :- wert, stabilisiert diese und regfit den beginn der "?a ;:. <■■>.■:·; phischen Belichtung, sondern er schaltet auch die Spa;::.-;!.. : ·. r Röhre am Ende der radiographischen Belichtung ab. Die Steuerung für ein Anhalten des V/agens an der radi ographi :.-ch zu untersuchenden Schwf^jissung zur Durchführung der Radio."raphie und zur Weiterbewegung des V/agens ist ausserhalb der Pipeline in einer Weise angeordnet, wie sie durch den Stand eier Technik bekannt ist. Anstatt eine radioaktive Quelle zu verwenden, die mit einem Geiger-Müller-Zählrohr zusammenarbeitet, das mit dem elektronischen Programmierer verbunden ist, v;i rd ein vollständig magnetisches System verwendet. Dieses braucht für seinen Betrieb keine Energie von der Leistungseinheit des V/agens. Es vermeidet ferner die Verwendung von gefährlichen radioaktiven Quellen. Weiterhin erlaubt diese Ausbildung auch die Rückführung des V/agens durchzuführen, sowie ferner die elektronische Einrichtung und die Leistungseinheit des V/agens für längere Aufenthalte (beispielsweise während der Nacht) abzuschalten. Die Steuereinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Permanentmagneten, der eine Hufeisenform hat oder aus einem Elektromagneten, der quer oberhalb der Pipeline derartig angeordnet ist, dass sein Magnetfeld, dessen Polarität durch ein Drehen des Magnets um 180 umgekehrt werden kann, im Inneren der Pipeline auf einen magnetischen Kompassdetektor 61 mit drei Stellungen wirken kann. Der Mr gnetkompassdetektor ist auf den ',Vagen angeordnet. Das heisst, das Magnetfeld des genannten Magneten dreht den magnetischen Kor.Tpa.ss, weicher sich in Abwesenheit des Magnetfelds immer längs der Pipeline einstellt, nr.ch rechts oder nach links, um entweder das eine oder das andere von zwei magnetischen Relais zu schliessen, welche mit den logischen Schaltungen des elektronischer. Programmierers verbunden sind.

Der genannte magnetische Kompac-sdetektor 61 mit drei Stellungen ist in Fig. 7 dargestellt. Er enthält einen Permanentmagneten 62, der in einen schwimmenden Zylinder (floating cylir.dric) ein.

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gesetzt ist, v/elcher wie ein normaler magnetischer Kompass in Kerosin eintaucht. Das Ganze wird von einem nicht-magnetischen Behälter 64 aufgenommen, der durch zwei nicht-magnetische Deckel 65 und 66 dicht verschlossen ist und mittels dreier rilj^T"οVin·pViηririοr· Bolzen zusammen^eklemmt ietä Zwei eier Bolzen (67 und 68) sind aus nicht-magnetischem Liaterial und der dritte Bolzen besteht aus Weicheisen.

Der Weicheisenbolzen 69 hat die Aufgabe, ein entgegenwirkendes magnetisches Drehmoment zu erzeugen, das den Magnet 62 in Abwesenheit eines äusneren magnetischen Feldes dazu zwingt, eine Orientierung einzunehmen, die jeweils längs der Achse m - m durch diesen Bolzen verläuft. Zur Vermeidung von Verschiebungen des Schwimmers innerhalb des Behälters und um lediglich dessen Drehung zuzulassen, ist eine kleine durchgehende V/elle 70 des Schwimmers an beiden Enden im Buchsen 71 gelagert, welche von den Deckeln 65 und 66 getragen sind.

Eine mit der kleinen V/elle 70 einheitlich ausgebildete Platte 72 wirkt mit zwei Anlegestiften 73 und 74 zusammen, um die Drehbewegungen nach links und rechts des Schwimmers 63 und damit des kleinen Magnetkompasses 62 zu begrenzen. Auf diese '"eise ist es möglich, drei exakte Stellungen des kleinen Magnetkompasses C'] getrennt festzulegen, von denen die eine die Liittel- oder Ivj 11 π te llung ist, in der der Magnet längs der Achse m - m angeordnet ist un\i ve η der die anderen die beiden Stellungen des kleineil !la xets rechts und links sind. In Verbindung mit diesen beider: zuletzt genannter. Stellungen des kleinen Magnets sind zv."isc:.?r: :;en teilen Deckeln 65 und 66 zwei magnetische Relais 75 ur.ä 76 £ir;.;eorar.et, die von der:i kleinen Magnet 62 nur dann erregt "/."erden, wenn dieser er.t."e;^rer„':esetzt zu den Relais und in einer der eben ger.annteri beiden Extremstellungen liegt. Die Magnetrelais sind darüber hinaus mit den logischen Schaltungen des elektronischer: Programmierers verbunden, welche durch bekarxte Systeme in der Lage sind, dem '^le.^en verschiedene Steuersignale zu ζρ'οβη und damit die oben erwähnten verschiedenen aufeinanderfolgender; Arbeitsvorgänge durchzuführen. Der Detektor 61 ist

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auf dem V/agen 1 (siehe auch Fig. 1) derart angeordnet, dass die eben erwähnte Achse m - m mit der Achse der radiographisch r,u untersuchenden Pipeline zusammenfällt, so dass der kleine Magnet 62 in Abwesenheit eines äusseren Magnetfelds immer in aer Richtung ausgerichtet ist, der der Wagen folgt.

Die Betriebsweise dieses Detektors ist klar. Die Anordnung des hufeisenförmigen Permanentmagneten quer oberhalb der Pipeline an einer gewünschten Stelle erzeugt an dieser Stelle im Inneren der Pipeline ein dispergiertes Magnetfeld 77, das quer zur Pipeline verläuft und daher senkrecht zur oben erwähnten Achse m - m ist.

Durch dieses Feld wird der kleine Magnet 62 gezwungen, sich aus seiner Nullstellung nach rechts heraus zu drehen, wo er das Magnetrelais 75 erregt.

Vr'en Γι der geriäj'mtö hufeisenförmige PerniSJieiiiiiifcigne t Uni 130 dreht, wird die Polarität des dispergierten Magnetfelds 77 umgedreht und der kleine Magnet 62 dreht sich nach links und erregt das Magnetrelais 75. Zusammengefasst ka.nn man sagen, dass durch eine Steuerung von der Aussenseite der Röhre der kleine Magnet 62 das Magnetrelais 75 oder das Magnetrelais 76 erregt und damit eine Folge von Befehlen dem V/agen zuleitet. Der oben genannte Betriebsablauf erfolgt dabei praktischerweise gemäss folgender Darstellung: Bringt man an einer vorher festgelegten Stelle der Pipeline den hufeisenförmigen Permanentmagneten derart an, dass sein dispergiertes Magnetfeld so verläuft, dass es den kleinen Magneten 62 nach rechts dreht, so wird der Detektor, v/enn er einmal diese Stelle aufgrund der '.Varrenbevregung im Inneren der Pipeline erreicht hat, das I.lpgnetrelais 75 schalten, welches den '.Tagen anhält und die Phase der radiographischen Belichtung vorbereitet.

Y/eiin man den hufeisenförmigen Permanentmagnet von der Pipeline hinwegnir.nt- gerät der kleine T.'ngnet 62 zurück in seine UuIlstellung, das Relais 75 schaltet wieder und die radiographische Belichtung setzt ein.

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Indem man den Magneten wieder in derselben Weise wie oben aufsetzt, wird der Zyklus wiederholt und die Phase der radiographischen Belichtung findet abermals statt.

Bringt man irn Gegensatz dazu den hufeisenförmigen Permanentmagneten auf die Pipeline in eine um^ekehrtt: 3 teilung, u.h. umgekehrt zu der oben genannten (180° Drehung), so schaltet der Detektor das I.Iagnetrelais 76, welches den Wagen anhält und die Rückwärtsbewegung vorsieht.

Entfernt man den Magneten, so gerät der kleine I.Iagnet 62 zurück in seine Null-Stellung, das Relais 76 schaltet wieder und die Rückwärtsbewegung des Wagens setzt ein.

Bringt man abermals den Permanentmagneten, immer noch in einer umgekehrten Stellung auf, so schaltet das I.fegnetrelais 76, hält den Wagen an und schaltet die elektronischen Einrichtungen sowie die Leistungseinheit ab.

Entfernt man den Magneten, so ist da, ü :,nze abgeschaltet ( für lange Aufenthalte, z.B. währ ond der Nacht). Bringt man wiederum den Permanentmagneten in einer umgekehrten Stellung auf, so erfolgt ein neues Schalten des Magnetrelais 76, welches eine Vorwärtsbewegung des V/agens hervorruft.

Es ist ersichtlich, dass der oben erwähnte Betriebsablruf keine Beschränkung darstellen soll und dass jeglicher Betriebsablauf verwendet werden kann, wobei die Orginalität der vorliegenden Erfindung auf der einfacher: und vernünftigen "'eise beruht, mr'.t der eine zv;eif ache Steuerung magnetisch bewirkt wird (rechts - links), die es erlaubt, dem "."aren eine Vielzahl von Befehlen bezüglich seines Betriebs zukommen zu lassen.

Es muss ferner festgestellt werden, dass der erf indungsgeniässe '■Vagen nicht nur für ?ancrr.~a- nder lon~itudinale radiographische Untersuchungen eier I::nensc:iweissungen von Pipelines mittels einer Rcnt/renstrahlenouelle verwendet v.·erden kann und dass

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dies nur ein Hauptaufgabenbereich ist, dass er jedoch
auch geeignet für eine Reinigung, für ein Schleifen, für ein Malen usv.^r. von Gaspipelines, Ölpipelines, Y.'asserversorgungsanlagen, sowohl aus Metall oder anderen Materialien, während der Herstellung derselben verwendet werden kann.

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Claims (8)

Betreff: Gebrauchsmusteranmeldung G 73 05 997.9 SNAM PROGETTI S.p.A. - Case 547 Schutzansprüche

1. Automatischer Wagen mit selbstjustierenden Rädern für radiographische Untersuchungen von Schweißungen vom Inneren von Pipelines mittels einer Rontgenstrahlenquelle, der einen Gleichstromgetriebemotor für einen Antrieb des Wagens trägt, ferner eine Batterie, eine Röntgenstrahlröhre für longitudinale oder Panorama-radiographische Untersuchungen sowie elektronische Programmier- und Steuereinrichtungen für die Betriebszyklen des Wagens, welche unter anderem einen elektronischen Programmierer und einen Speisespannungskon- | stanthalter für die Röntgenröhre enthalten, dadurch gekenn- | zeichnet, daß auf dem Viagen eine Leistungseinheit angeordnet ·] ist, welche die notwendige elektrische Spannung liefert und ] eine Brennkraftmaschine aufweist, die fest mit einem Energie- \ generator (einem Dynamo-Synchrongenerator-Motor) gekoppelt ist, und daß auf dem Wagen ein Magnetkompaßdetek^or mit drei Stellungen befestigt ist, der zur Aufnahme von Befehlen dient, die von außen an den Wagen über einen hufeisenförmigen Permanentmagneten zuführbar sind.

2. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungseinheit auf einem zwei selbstjustierende Räder aufweisenden Anhänger angeordnet ist, welcher an der Rückseite des Wagens durch eine Kardanverbindung angelenkt ist, deren Buchsen von Stoßdämpfern gebildet sind.

3. Wagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine kreisförmige Blende mit dem gleichen Durchmesser wie die radiographisch zu untersuchende Pipeline elastisch an der Rückseite

■ des Anhängers an der Auspuffröhre der Brennkraftmaschine oder an einer geeigneten Halterung befestigt ist, wobei diese Blende mit Gummidichtungen versehen ist, welche eine Abdichtung mit

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der Innenfläche der Pipeline bilden, und daß die Auspuffgase der Brennkraftmaschine hinter dieser Blende abgeleitet sind.

4. Wagen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlröhre an der Vorderseite des Wagens beweglich auf drei Stoßdämpfern befestigt ist, die in Form eines Dreiecks angeordnet sind und von einer teleskopischen Vorrichtung getragen sind, die ihre Stellung der Höhe nach ändern kann, wobei die Röhre an ihrem Platz durch iiinen Stift der Röhre gehalten ist, welcher Id. einen der Stoßdämpfer einfüiirbar und dort mittels eines Befestigungsstiftes festlegbar ist sowie mittels eines Lederklemmbandes mit einem Schnappschnellverschluß, der die Röhre auf einer halbkreisförmigen Metallhaiterung festklemmt, -welche auf den beiden anderen Stoßdämpfern angebracht ist.

5· Wagen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine mit einem automatischen Drehzahlregler versehen ist, der die Frequenz des zur Speisung der Röntgenstrahlröhre verwendeten Wechselstroms stabilisiert.

6. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenröhre einen aus einem Varlac bestehenden Speisespannungskonstanthalter aufweist, und daß der Schleifer des Variacs In beide Richtungen von einem Gleichstrommotor bewegbar ist, deßsen Drehrichtung durch Umkehr seiner Erregung umkehrbar ist.

7. Wagen nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wagen ein Schalter angeordnet ist, der zwei als Einheit ausgebildete, in umgekehrte Richtung sich drehende Zeiger aufweist und die für die Steuerung erforderlichen Sollwerte auswählt.

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8. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkompaßdetektor mit drei Stellungen einen kleinen Permanentmagneten enthält, der in einem Schwimmer eingesetzt- ist_f welcher in Keroson eintaucht, das in einem nichtmagnetischen Tank enthalten ist, welcher mittels zweier nichtmagnetischer Deckel verschlossen ist, die gegeneinander mittels dreier Bolzen zusammengeklemmt sind, daß zur Ausbildung eines Magnetgegenpaares, das den kleinen Magneten in Abwesenheit eines äußeren Magnetfeldes längs einer durch einen Weicheisenbolzen verlaufenden Achse m - m ausrichtet, zwei der Bolzen aus nichtmagnetischem Material bestehen, während der dritte Bolzen aus Weicheisen besteht, daß der Schwimmer im Inneren des Behälters durch eine Welle, welche in von den Deckeln getragenen Buchsen gehaltert i3t, gegen Verschiebüngsbewegungen gesichert ist und daß seine nach links und rechts gerichteten winkelförmigen Bewegungen durch eine eiiiheitlieli mit dieser Welle ausgebildete Platte begrenzt sind, welche mit zwei Anlagestiften zusammenwirkt, denen zwei Magnetrelais zugeordnet sind, welche mit den logischen Schaltungen des elektronischen Programmierers verbunden sind, und daß der Detektor auf dem Wagen so befestigt ist, daß die Achse m - m in der Fahrtrichtung des Wagens ausgerichtet ist.

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