Urzadzenie do badania splaszczen powstalych na powierzchni bieznej kola przy jego poslizgu podczas hamowania zwlaszcza taboru kolejowego Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ba¬ dania splaszczen powstalych na powierzchni biez¬ nej kola, przy jego poslizgu podczas hamowania, zwlaszcza taboru kolejowego.Splaszczenia powierzchni bieznej kól powstaja w wyniku niewlasciwego hamowania taboru kole¬ jewego, podczas którego obrót kól zostaje wstrzy¬ many i nastepuje ich przesuw slizgowy.Znane urzadzenia wykonane sa w formie prze¬ suwanych wokól kola, w sposób reczny, kalibro¬ wanych szablonów, które wskazuja stopien zuzy¬ cia powierzchni bieznej kól na skutek normalnej pracy taboru oraz splaszczenia wynikajace z posliz¬ gu kól. Te znane urzadzenia sa bardzo niedoklad¬ ne i wskazuja tylko przyblizona wielkosc splasz¬ czen.Znane sa równiez urzadzenia elektromagnetycz¬ ne, wyposazone w czujnik magnetyczny i tasme papierowa, na której zapisane sa odchylenia po¬ wierzchni bieznej kola podczas jego obrotu. Wada tego urzadzenia jest to, ze badanie kola moze sie odbywac podczas obrotu kola, w punktach remon¬ towych, co powoduje wytracenie pojazdu z normal¬ nej eksploatacji.Znany jest równiez sposób badania plaszczyzn kól za pomoca przyrzadu akustycznego, samopisza- cego, który rejestruje uderzenia jakie powoduja splaszczenia kola o szyne. Przyrzad ten rejestruje natezenia dzwieku oraz czestotliwosc uderzen. Spo¬ sób ten nie ma jednak wiekszego praktycznego 20 30 znaczenia, gdyz podaje tylko w sposób ogólny ist¬ nienie splaszczen nie precyzujac ustalonego ich miejsca na obwodzie kola.Znany jest takze sposób wykrywania splaszczen przez umieszczenie mierników odksztalcen wzdluz toru, które to odksztalcenia powodowane sa przez kola posiadajace splaszczenia. Sposób ten TÓwniez nie ma wiekszego praktycznego zastosowania ze wzgledu na niesprecyzowane miejsca splaszczen na obwodzie kól, a ponadto wymaga duzej ilosci mier¬ ników wzdluz toru, co komplikuje aparature po¬ miarowa.Celem wynalazku jest unikniecie tych wad i nie- dcmagan i zastosowanie takiego urzadzenia za po¬ moca którego mozna byloby dokonac badania splaszczen pwierzchni bieznej kól.Aby osiagnac ten cel, zgodnie z wynalazkiem opracowano urzadzenie wyposazone w zródlo na¬ piecia, którego jeden zacisk jest przylaczony do je¬ dnej kolejowej szyny, a drugi zacisk do drugiej szyny ulozonej równolegle do pierwszej w sposób taki, ze prad elektryczny przeplywa przez obwód zamykajacy sie poprzez powierzchnie biezna kola oraz os pary kól. Punkty przylaczenia zacisków zródla do szyn toru sa wzgledem siebie rozsuniete wzdluz toru w okreslonym odstepie, który jest krótszy niz najmniejsza osiowa odleglosc wystepu¬ jaca w badanym pojezdzie szynowym. Odleglosc miedzy tymi punktami jest mniejsza lub równa obwodowi badanego kola. Spadek napiecia na wy- 83 28683 286 stepujacej w obwodzie pomiarowym impedancji jest analizowany przez, dolaczony równolegle do tej impedancji, czujnik do wykrywania powstaja¬ cych w tym obwodzie zmian pradu, jako skutku splaszczen znajdujacych sie na powierzchni biez¬ nej kola.Urzadzenie wedlug wynalazku w odmiennym roz¬ wiazaniu zawiera dwa niezalezne elektryczne obwo¬ dy pomiarowe, z których kazdy, przyporzadkowa¬ ny jednej szynie toru pomiarowego, zawiera zró¬ dlo napiecia, którego jeden zacisk dolaczony jest do odpowiedniej szyny toru, a drugi jego zacisk dolaczony jest poprzez impedancje do odcinka szy¬ ny pomocniczej umocowanej na zewnatrz szyny to¬ ru, od której jest odizolowany elektrycznie. Pomia¬ rowy obwód pradu zamyka sie przez obrzeze po¬ wierzchni bieznej kola. Spadek napiecia na impe¬ dancji jest analizowany przez czujnik splaszczen.Odcinek szyny pomocniczej jest krótszy niz naj¬ mniejsza osiowa odleglosc wystepujaca w pojez¬ dzie szynowym.Zródlo napiecia w obwodzie pomiarowym jest zródlem napiecia zmiennego, a obwód pomiarowy zawierajacy regulowana impedancje, stanowi obwód rezonansowy dostrojony do czestotliwosci zródla napiecia.Czujnik splaszczen wystepujacych na powierzchni bieznej kola zawiera wzmacniacz wejsciowy stero¬ wany napieciem wywolanym przez przeplyw pra¬ du w obwodzie pomiarowym, którego sygnal wyj¬ sciowy zostaje wyprostowany w prostowniku, a nastepnie steruje przerzutnik Schmitta, którego wyjscie dolaczone jest do bloku przelaczajacego, do którego dolaczony jest sygnalizator wielkosci splasz¬ czen. Ponadto czujnik zaopatrzony jest w licznik czasowy, który okresla czas trwania przerwy w przeplywie pradu w pomiarowym obwodzie, w stosunku do czasu, w którym kolo pojazdu znaj¬ duje sie na—pomiarowym odcinku toru, miedzy punktami dolaczenia zacisków zródla napiecia do toru, przez co wielkosc splaszczen zostaje okreslo¬ na niezaleznie od szybkosci pojazdu.Blok przelaczajacy polaczony jest dodatkowo z obwodem pomiarowym w punktach, które umiesz¬ czone sa wzdluz odcinka pomiarowego jednej szy¬ ny toru i sa wzgledem siebie rozsuniete zgodnie z rozsunieciem punktów dolaczenia zródla napie- .cm do toru, co powoduje okresowe wlaczanie i wy¬ laczanie bloku przelaczajacego.W punktach dodatkowego polaczenia bloku prze¬ laczajacego z torem pomiarowym umieszczone sa dwie dodatkowe cewki czujnika splaszczen, w któ¬ rych wzbudzone jest napiecie przez prad plynacy przez kolo pojazdu. Powoduje to okresowe wlacza¬ nie i wylaczanie bloku przelaczajacego.Czujnik splaszczen wystepujacych na powierzchni bieznej kola jest czujnikiem elektromagnetycznym i jest wyposazony w cztery polaczone szeregowo cewki, w których indukowane napiecie steruje wzmacniacz wejsciowy czujnika. Dwie dlugie cew¬ ki umieszczone sa równolegle wzdluz pomiarowego ^odcinka toru, kazda wzdluz jednej szyny, miedzy punktami przylaczenia zacisków zródla napiecia.Cewki dlugie sa tak nawiniete, ze napiecia induko¬ wane w nich dodaja sie z tym samym znakiem.Dwie pozostale cewki krótkie, umieszczone sa po¬ za pomiarowym odcinkiem toru, równolegle do szyn toru i nawiniete sa tak, ze napiecia w nich wzbudzane dodaja sie z przeciwnym znakiem do 5 napiec wzbudzanych w cewkach dlugich.W odmiennym rozwiazaniu urzadzenia wedlug wynalazku, czujnik splaszczen wystepujacych na powierzchni bieznej kola, jest wyposazony w je¬ dna dluga cewke oraz dwie krótkie cewki, które !o umieszczone sa miedzy szynami, wzdluz toru po¬ miarowego. Cewki te przenikane sa przez pole elek¬ tryczne wynikajace z przeplywu pradu przez os pary badanych kól. Kierunek nawiniecia cewek krótkich jest przeciwny do kierunku nawiniecia !5 cewki dlugiej.W ukladzie wedlug wynalazku osiowe obciaze¬ nie posiada znacznie mniejszy wplyw na wynik po¬ miaru w stosunku do dokonywanego pomiaru zgod¬ nie z pierwotnie znanymi sposobami. Ponadto ba- 20 danie splaszczen powierzchni bieznej kól moze byc "dokonywane z powodzeniem podczas normalnej szybkosci pociagu 70 km/godz. i wiecej.Zgodnie z pewnymi zalozeniami przy wlaczeniu okreslonej minimalnej szybkosci pojazdu, czas (ts) 25 podczas którego kolo utraci kontakt z szyna wy¬ wolany miedzy innymi na skutek obecnosci splasz¬ czenia na obrzezu kola, moze byc wyrazone za po¬ moca wzoru 1 35 40 45 ls "V+VK • M gdzie: 1 — jest dlugoscia plaszczyzny v — szybkoscia pojazdu to jest szybkoscia srodka kola M — obciazeniem osi K = r-g \m ' 2mr / gdzie: m — jest ciezarem osi r — promieniem kola mr — zmniejszonym ciezarem szyny Przy m = 1,5 Mp, mr = 0,8 Mp, r = 0,5, co sta¬ nowi normalne wartosci spotykane w praktyce, czas ts wynosi: t, = 1 V+6,5 • M 1 t Przy ustaleniu, ze t= -rr i ustaleniu —.— = 1,5 dla obciazonej osi M = 16 Mp i dla szybkosci 72 50 t km/godz. i przy zalozeniu, ze ~r~ posiada rózni¬ ce ± 6,8% gdy obciazenie osi rózni sie miedzy 8 i 20 Mp.Przedmiot wynalazku objasniony jest w przykla- 55 dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat toru kolejowego i dwóch par kól oraz schemat polaczen urzadzenia pomiarowe¬ go, fig. 2A — 2E uklad do badania splaszczen po¬ wierzchni bieznej kól z wykresami przedstawiaja- 60 cymi napiecia elektryczne wystepujace w ukladzie, fig. 3A — 3F — odmiane ukladu z wykresami na¬ piec, fig. 4A — 4F — kolejna odmiane ukladu z wykresami napiec, a fig. 5A — 5D — przedstawia jeszcze jedna odmiane ukladu z wykresami napiec. 65 Na fig. 1A rysunku przedstawiono uklad toru83 286 5 6 kolejowego skladajacego sie z dwu szyn 10, 11. Po¬ jazd szynowy, który przetaczany jest wzdluz tego toru posiada dwie pary kól 12, 13 i 15, 16 osadzo¬ nych odpowiednio na osiach 14 i 17. W celu wy¬ krycia splaszczenia 18 na powierzchni bieznej kola 13, do szyn 10, 11 dolaczone jest, poprzez impedan- cje 20, zródlo napiecia 19, w taki sposób, ze jeden zacisk zródla napiecia jest przylaczony do szyny 11 w punkcie 21, a drugi jest przylaczony do szyny 10 w punkcie 22. Czujnik 23 ustalajacy wielkosc splaszczenia jest polaczony równolegle do impedan- cji 20 lub do jej czesci.Fig. 1 rysunku przedstawia tylko jeden z wielu mozliwych ukladów do badania splaszczen powierz¬ chni bieznej kól lecz przyklad tego ukladu jest szczególnie przydatny dla uwypuklenia dodatnich cech wynalazku. Punkty przylaczenia 21 i 22 na¬ piecia do szyn 11 i 10 sa przesuniete wzgledem siebie wzdluz szyn 10, 11. Para kól 12, 13, która posuwa sie w prawo w sposób uwidoczniony na fig. 1 przechodzi przez punkty przylaczenia 21 na szynie 11. Para kól 12, 13 wraz z osia 14 zamyka w tym momencie obwód pradu elektrycznego ze zródlem napiecia 19 przez punkt przylaczenia 21, szyne 11, kolo 13, os 14, kolo. 12, szyne 10, punkt przylaczenia 22 i impedancje 20.Obwód zostaje w ten sposób zamkniety, w przy¬ padku gdy nie istnieje zadna powierzchnia plaska na obrzezu 12, 13. Gdy jednak którekolwiek z kól 12, 13 posiada uszkodzenie takie na przyklad jak splaszczenie 18, to nastepuje natychmiastowa przer¬ wa w obwodzie, w wyniku czego kolo 13 zwolni nacisk na szyne 11 na skutek istnienia splaszczenia 18. Przerwa w obwodzie zostanie wykryta za po¬ moca czujnika 23 ustalajacego wielkosc splaszcze¬ nia.Tak jak to mozna zauwazyc na fig. 1, prad elek¬ tryczny przeplywa w ten sam sposób równiez przez sasiednia pare kól 15, 16 z osia 17.Do badania splaszczen powierzchni bieznej kól stosuje sie stalo — lub zmienno — pradowe zródlo napiecia. Przy zastosowaniu zródla napiecia zmien¬ nego o odpowiednio wysokiej czestotliwosci, impe¬ dancje 20 dobiera sie tak, ze obwód pradowy utwo¬ rzony przez szyny 10, 11 kola 12, 13, os 14, stano¬ wi obwód rezonansowy. Przeplyw pradu odbywa sie miedzy punktami przylaczenia 21, 22, a wiec w niezmiennym obwodzie, w wyniku czego, uszko¬ dzenie pary kól jest zlokalizowane miedzy lacza¬ cymi punktami 21, 22, poniewaz calkowita dlugosc szyny, przez która przeplywa prad, jest stala i rów¬ na sie dlugosci odcinka pomiarowego szyny, mie¬ dzy tymi punktami przylaczenia 21, 22. Warunek rezonansu, jest tak dlugo spelniany, dokad miej¬ sce uszkodzone znajdujace sie na powierzchni biez¬ nej kola, z pary kól znajdujacych sie na pomiaro¬ wym odcinku toru 10, 11, miedzy punktami przy¬ laczenia 21, 22.Indukcyjnosc szyn 10, 11 rosnie odpowiednio szyb¬ ko na zewnatrz pomiarowego odcinka toru, pomie¬ dzy punktami przylaczenia 21, 22 przez co wplyw sasiedniej pary kól 15, 16 wraz z osia 17 na wa¬ runki przeplywu pradu jest w powaznym stopniu zmniejszony. Wplyw indukcyjnosci sasiednich par kól moze byc równiez zmniejszony przez zaniecha¬ nie stosowania pradu o wysokiej czestotliwosci do¬ prowadzanego do toru przeznaczonego do badania, przy czym zamiast stosowania pradu o wysokiej czestotliwosci stosuje sie prad, który jest induko- 5 wany w specjalnie umieszczonych cewkach, przez prad dostarczany do toru.Odleglosc miedzy punktami przylaczenia 21, 22 w przypadku gdy patrzy sie w kierunku wzdluz toru winna byc mniejsza w stosunku do najmniej¬ szej osiowej odleglosci, poniewaz dwie pary kól moga byc równoczesnie umieszczone wewnatrz mie¬ rzonej odleglosci, wówczas mozliwe jest, ze uszko¬ dzenie w jednej parze kól nie zostanie zauwazone, poniewaz zmiana pradu zostanie zwarta przez dru¬ ga pare kól. W przypadku gdy pojazdy przewidzia¬ ne sa do jazdy na gruntach bagnistych i ze spec¬ jalnymi wagonami, przystosowanymi do przewoze¬ nia ciezkich ladunków, to przykladowo dla naj¬ mniejszych osiowych odleglosci, które sa czesto mniejsze od obwodu kola, mierzenie odleglosci win¬ no odbywac sie w dwóch lub wiecej odcinkowych czesciach, które sa rozmieszczone w pewnej odle¬ glosci od siebie wzdluz toru.Obwód kól pojazdów szynowych wynosi okolo 3 m. Rozstaw osi w pojazdach wynosi okolo 2,5 m, stad pomiar powinien sie odbywac przy podziale na dwa odleglosciowe odcinki o przyblizonej dlu¬ gosci 1,5 m kazdy, przy odstepie n . 3 m, gdzie n stanowi calkowita ilosc ustalonych wartosci rów¬ nych 0 lub 1. Rozstaw osi dla wagonów lub plat¬ form wynosi 1,5 m, a wiec w tym przypadku po¬ miar winien byc dokonywany za pomoca podzialu szyny na trzy czesci o dlugosci 1 m. Odstep mie¬ dzy poszczególnymi czesciami szyny moze byc po¬ dzielony na liczne odcinki, w taki sposób, ze jeden odcinek obrzeza kola jest badany przez kazda z -trzech czesci szyny. Odstepy miedzy poszczególny¬ mi odcinkami sa podzielone w przyblizeniu na n . 3 m, gdzie n równa sie calkowitej liczbie 0 lub 1. Gdy odleglosc miedzy punktami przylaczenia 21, 22 jest dokladnie podzielona, to jest ona o takim samym ukladzie lecz nieco mniejsza w stosunku do najmniejszej osiowej odleglosci, która jest * w ukladzie wagonowym, co powoduje zmniejszenie lub uzyskanie nawet wartosci zerowej 0 w miej¬ scu, gdzie punkty przylaczenia 21, 22 rozmieszczo¬ ne sa jeden na przeciw drugiego.Wykrywanie istnienia splaszczen powierzchni bieznej kola 18 jest wykonywane w tym przykla¬ dzie w sposób bardziej skomplikowany, lecz dodat¬ nia cecha tego jest uzyskiwanie licznych sposo¬ bów badania przy których stosuje sie rózne czes¬ totliwosci zródla napiecia 19 i czujnika 23 ustala¬ jacego wielkosc splaszczen, które to urzadzenia mo¬ ga byc umieszczone jedno w poblizu drugiego, dzie¬ ki czemu istnieje mozliwosc ^badania calkowitego obwodu kola na odcinku drogi o przyblizonej dlu¬ gosci obwodu tego kola, niezaleznie od osiowych odleglosci.Pojedynczy przeznaczony do badanja wagon wi¬ nien byc przetaczany wzdluz pomiarowego odcin¬ ka toru bez koniecznosci jego hamowania na znacz¬ nym obszarze lub przyspieszenia w czasie jego roz¬ ruchu, przy czym pomiarowy odcinek toru winien byc umieszczony na prostym odcinku linii, ze 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6083 286 7 8 wzgledu na to, ze gdy czesc pociagu jest przeta¬ czana wzdluz krzywej, to kolnierze kola czesto przyhamowywane sa na szynach posiadajacych ksztalt linii krzywych i moga w ten sposób utwo¬ rzyc obwód stalego polaczenia powodujac nie ujaw¬ nianie splaszczen na powierzchniach bieznych obwodu kól.Zestawienia ukladów przeznaczonych do badania splaszczen powierzchni bieznych kól omówione sa w nawiazaniu do fig. 2 — 5. Na fig. 2A przedsta¬ wiono zestawienie ukladu do badania splaszczen, a na fig. 2B — 2E wykresy ukazujace dzialanie ukladu wykonanego zgodnie z fig. 2A oraz z wy¬ stepujacym elektrycznym sygnalem, który jest zmienny w funkcji polozenia osi kola b-c na torze 10, 11.Napiecie sygnalu pochodzacego z generatora 30 posiada czestotliwosc f, i po wzmocnieniu we wzmacniaczu 31 dochodzi przewodem 32 poprzez transformator 33 do obwodu rezonansowego skla¬ dajacego sie z wtórnego uzwojenia transformatora L, impedancji 34 oraz impedancji odcinka szyny miedzy punktami a i b oraz b i c (os kola i opór przejscia miedzy kolem a szyna) c i d (szyna) i opornosc przewodów laczacych. Poniewaz punkty przylaczenia a i d sa przesuniete wzgledem siebie wzdluz szyn 10, 11, to impedancja w obwodzie re¬ zonansu szeregowego jest niezalezna od polozenia os* kola b, c w obrebie pomiarowego odcinka, któ¬ ry zawarty jest miedzy liniami a h i d g.Prad elektryczny przechodzacy przez uzwojenie L do impedancji 34 powoduje spadek napiecia, któ¬ rego maksymalna wartosc odpowiada kolejnym po¬ lozeniom osi kól b, c w obrebie pomiarowego od¬ cinka, kiedy dwa kola pozostaja w kontakcie z szy¬ nami 10, 11.Czesc napiecia jest odprowadzona z impedancji 34 i wzmocniona we wzmacniaczu 35 oraz wypros¬ towana w prostowniku napiecia 36, którego napie¬ cie wyjsciowe Ul jest podane na przerzutnik Schmitta lub ogranicznik 37, który zmienia swój stan poczatkowy gdy para kól b, c osiaga odcinek pomiarowy toru (fig. 2B i 2C). Gdy kolo posiada splaszczenie, które znajduje sie w obrebie pomia¬ rowego odcinka toru, to polaczenie miedzy kolem i szyna zostaje na krótko przerwane przez splasz¬ czenie i napiecie Ul spada ponizej progowej war- tiasci przerzutnika Schmitta.Kontakty szynowe SK1 i SK2 zostaja wlaczone za pomoca jednego z kól w parze kól, które sa roz¬ mieszczone w punktach h i d i przekazuja sygna¬ ly start i stop do bloku przelaczajacego 38. Czas przejscia odpowiadajacy odcinkowi a h i d g dla calego obwodu kola lub tez badanej czesci obwodu kola na przyklad polowy obwodu kola, jest okreslo¬ ny za pomoca bloku przelaczajacego 38 (fig. 2D).Czas przejscia jest okreslony przede wszystkim za pomoca bloku 38 z ukladem logicznym ustalajacym czas, w ciagu którego napiecie Ul, wskutek wy¬ stepujacego splaszczenia obrzeza kola spada, pod¬ czas obrotu tego kola, ponizej poziomu progowe¬ go. W przypadku gdy iloraz tego czasu (fig. 2E) i czasu przejscia przez badany odcinek (fig. 2D) przewyzsza okreslony limit wartosci odpowiadaja¬ cy maksymalnemu dopuszczalnemu uszkodzeniu kola, to z ukladu sygnalizacyjnego 39 przekazywa¬ ny jest alarmowy sygnal akustyczny lub swietlny.Iloraz ten nie zalezy od zmian szybkosci v wago¬ nu, lecz jedynie zalezy od wymiaru splaszczenia 5 obrzeza kola.Urzadzenie sygnalizacyjne 39 znajduje sie w pew¬ nej odleglosci od pozostalych urzadzen pomiaro¬ wych, na przyklad w pobliskiej sygnalizacyjnej skrzynce. Sygnal otrzymywany z bloku przelacza¬ lo jacego 38 wskazuje na istnienie splaszczenia obrze¬ za kola, powstalego na skutek uszkodzenia i poz¬ wala na okreslenie dlugosci tego splaszczenia. Sy¬ gnal ten moze byc przekazywany z bloku 38 do urzadzenia sygnalizacyjnego 39 i w ten sposób 15 wskazujac polozenie uszkodzonego kola w zesta¬ wie pociagu.Urzadzenie sygnalizacyjne 39 zawiera pewna ilosc rejestrujacych liczników w wyniku czego mo¬ zliwe jest wykrycie kilku splaszczen obrzezy kól 20 w tym samym pociagu. Do bloku przelaczajacego 38 moze byc równiez dolaczony generator drgan, który zastosowany jest do kontroli elektrycznego czasu pomiaru. Moze tu byc wykorzystany sygnal przekazywany z generatora 30. 25 Zgodnie z powyzszym, w celu wykonania bada¬ nia kól, stosuje sie wiele takich obwodów identycz¬ nie wyposazonych, przy czym kazdy z nich winien byc tak umieszczony, aby odcinki przeznaczone do badania nie zachodzily na siebie wzajemnie. Mo£- 30 na przy tym zauwazyc z fig. 2B, ze sygnal Ul nie spada do zera w przypadku istnienia splaszczenia kola nalezacego do przetaczanego skladu pociagu.Wartosc progowa lub poziom przelaczania moze byc ustalany za pomoca ogranicznika 37, jednak 35 tylko w tym przypadku, gdy przetaczanie sasied¬ nich par kól nie wplywa na blok przelaczajacy 38.Oddzialywanie wywierane przez przetaczanie sa¬ siadujacych ze soba par kól moze byc zmniejszone poprzez zwiekszenie dobroci obwodu rezonansowe- 40 go zawierajacego L, a b c d g, 34.Ze wzgledu na to, ze czestotliwosc drgan f gene¬ ratora 30 jest stosunkowo wysoka zwlaszcza okolo 100 kHz, przy czym wielkosci zaklócajace, wynika¬ jace ze stosowania zasilania do napedu pojazdu po- 45 siadaja czestotliwosc 16,66 Hz oraz inne niskocze- stotliwosciowe sygnaly na przyklad pochodzace z sieci domowej o czestotliwosci 50 Hz, sa tlumio¬ ne. Czestotliwosc f jest zatem regulowana induk- cyjnoscia znajdujaca sie w obwodzie pradu L, 34, 50 a b c d g.Na fig. 3A — 3F przedstawiono odmiane ukladu do badania splaszczen powierzchni bieznej kola, w którym obwody skladowe sa identyczne w sto¬ sunku do urzadzenia przedstawionego na fig. 2A. 55 Napiecie sygnalu pochodzace z generatora 30 posia¬ da czestotliwosc f i przekazywane jest do szyn w taki sam sposób, który uwidoczniony jest na fig. 2.Sumaryczne napiecie na impedancji 34 jest fun- 60 keja polozenia pary kól na odcinku pomiarowym toru miedzy okreslonymi liniami O — j oraz i — k, tak jak to uwidoczniono na fig. 3B. W ukladzie tym znajduja sie cztery cewki Spl, Sp2, Sp3 i Sp4, które przeznaczone sa do badania stanu napiecia 65 w obwodzie pradu L, a b c d, 34, przy czym cewki 15 20 25 30 35 40 45 50 559 83 286 10 te rozmieszczone sa wzdluz szyn 10, 11, a zwoje ce¬ wek ulozone sa poziomo. Napiecia sa wzbudzane w cewkach wtedy, gdy prad przeplywa przez od¬ cinek szyny, wzdluz którego rozmieszczone sa te cewki. Cewki Sp2 i Sp3 umieszczone sa wzdluz calego pomiarowego odcinka szyny ograniczonego liniami ah i dg. Cewki Spl i Sp4 sa stosunkowo krótkie i sa umieszczone poza pomiarowym odcin¬ kiem toru ah i dg w punktach h i g.W dolnej czesci fig. 3A cewki Spl do Sp4 pola¬ czone sa szeregowo indukujac napiecie el + e2 + e3 + e4, gdzie el jest napieciem indukowanym w cewce Spl itd. Napiecie indukowane jest wzmoc¬ nione we wzmacniaczu 35 i wyprostowane w pro¬ stowniku 36, który wytwarza napiecie oznaczone przez U3 (fig. 3C) i które nastepnie jest badane przez przerzutnik Schmitta 37.Suma napiec el, e2, e3 i e4 wskazuje na wiel¬ kosc indukowanego pradu w cewkach wzdluz szyn 10 i 11 cewki. Ponadto cewki Spl do Sp4 polaczo¬ ne sa miedzy soba w taki sposób, ze dla induko¬ wanego napiecia el skierowanego przeciwnie do e2 i e3, jest takze przeciwnie skierowane do na¬ piecia e4. Dla wszystkich osi, które sa umieszczone na zewnatrz pomiarowego odcinka ah — dg przy dowolnie obranych odcinkach, otrzymuje sie prad, który doprowadzony jest z generatora do ukladu szyn i który przeplywa przez osie kól. Jezeli na przyklad para kól jest umieszczona w pozycji oj (fig. 3) to prad plynacy przez te pare kól bedzie przechodzil przez cewki Spl i Sp2 na szynie 10 lecz nie przejdzie przez cewki Sp3 i Sp4.Wynikajacy z tego prad indukcji sprowadza sie do zera, to jest teoretycznie równa sie zeru, po¬ niewaz cewki Spl i Sp2 sa skierowane w kierunku przeciwnym i nie posiadaja napiecia, które jest indukowane w cewkach Sp3 i Sp4. Calkowity prad indukowany w cewkach Spl i Sp2, Sp3 i Sp4 spro¬ wadza sie do zera dla par kól umieszczonych po prawej stronie punktów dj, w sposób uwidocznio¬ ny na fig. 3A, na przyklad dla ak poniewaz cewki Sp3 i Sp4 równowaza sie wzajemnie. W innym przypadku napiecie stale otrzymywane jest z osi posiadajacej nieuszkodzona pare kól na odcinku pomiarowym, niezaleznie od jego polozenia miedzy ah i dg poniewaz uklad, który jest otrzymany z Spl i Sp4 oraz suma napiec e2 + e3 sa niezmienne, przy czym (e2 = k . ab, e3 = k — cd).Dwie przeciwnie ku sobie skierowane cewki Spl i Sp4 nie wymagaja ustalenia stanu napiecia w elek¬ trycznym obwodzie L, a, b c d, 34, co wynika z wy¬ kresu przedstawiajacego napiecie U3 za prostowni¬ kiem 36 (fig. 3C). Wplyw wywierany przez pare kól umieszczonych na zewnatrz pomiarowego odcinka ah — dg jest praktycznie zmniejszony do zera, za pomoca cewek Spl i Sp4. Niezawodnosc ukladu podczas jego dzialania jest znacznie zwiekszona.Sygnal dochodzi dalej do przerzutnika Schmitta 37 przed tym, nim kolo pojazdu przejdzie przez punkt SK1 i sygnal spadnie ponizej poziomu wynikaja¬ cego z przejscia kola przez punkt SK2 (fig. 3D).W przypadku gdy kolo, które posiada dluzsze plaskie uszkodzenie przejdzie przez odcinek pomia¬ rowy, to polaczenie miedzy szynami zostanie przer¬ wane, w wyniku czego napiecie U3 spadnie poni¬ zej ustalonego poziomu.Czas przyjety dla badania obwodu kola przy jego przejsciu od punktu SK1 do SK2 (fig. 3E) 5 i czas, przy którym obwód jest przerwany przez wystepujace splaszczenie (fig. 3F) sa porównane w bloku przelaczajacym 38 w podobny sposób jak to zostalo omówione w nawiazaniu do fig. 2A, 2E, przy czym uszkodzenia kola sygnalizowane sa za pomoca urzadzenia sygnalizacyjnego 39.Podobnie jak w poprzednim ukladzie, wyposa¬ zenie urzadzenia winno byc identyczne, przy czym rozmieszczenie ukladów winno byc przystosowane w taki sposób, by kazdy zestaw kól badany byl indywidualnie bez wzajemnego pokrywania sie je¬ dnego wyniku z nastepnym.Kolejny uklad przeznaczony do wykrywania splaszczen obrzezy kól przedstawiony jest na fig. 4A — 4E. Poszczególne elementy ukladu sa iden¬ tyczne w stosunku do omówionych w ukladach po¬ przednich.Sygnal przychodzacy z generatora 30 o czestotli¬ wosci f, jest przekazywany do osi wagonu w po¬ dobny sposób jak w ukladzie wedlug fig. 2A i 3A.Napiecie Uz na impedancji 34 jest funkcja poloze¬ nia pary kól na odcinku toru ograniczonym linia¬ mi o — j oraz i — k, co uwidoczniono na fig. 4B.Cewka Sp5, której zwoje usytuowane sa w plasz¬ czyznie poziomej, a jej dlugosc jest równa dlugosci mierzonego odcinka mieszczacego sie miedzy linia¬ mi ah i dg, umieszczona w srodku toru miedzy szynami 10, 11.Napiecie e5 jest indukowane w cewce za pomo¬ ca pradu przeplywajacego przez cs be pary kól, podczas gdy kolo to jest ustawione w poblizu i we¬ wnatrz pomiarowego odcinka toru ah — dg. Na¬ piecie e5 jest wzmacniane we wzmacniaczu 35 i wyprostowane w prostowniku 36, którego napie¬ cie wyjsciowe U5 (fig. 4C) podawane jest na wej¬ scie przerzutnika Schmitta 37. Sygnal osiaga pro¬ gowe napiecie przerzutnika Schmitta 37 zanim kolo przejdzie polozenie SK1 i opada ponizej tego pozio¬ mu po przejsciu kola przez polozenie SK2 (fig. 4C i 4D).Wplyw wywierany przez kola znajdujace sie na zewnatrz pomiarowego odcinka ah — dg moze byc przy tym zmniejszony za pomoca dodatkowych ce¬ wek Sp6 i Sp7, które oznaczone sa za pomoca linii przerywanej na fig. 4A. Dodatkowe cewki umiesz¬ czone sa na zewnatrz cewki Sp5 patrzac wzdluz to¬ ru 10, 11 i polaczone szeregowo z cewka Sp5 dola¬ czone sa do wejscia wzmacniacza 35 w taki sposób, ze napiecia, które sa indukowane w cewkach Sp6 i Sp7 powstaja w wyniku przeplywu pradu w przedstawionej osi kola, które to napiecia skie¬ rowane sa w kierunku przeciwnym do napiecia e5 indukowanego przez ten sam prad w cewce Sp5.W przypadku, gdy kolo posiada splaszczenie przechodzace przez pomiarowy odcinek toru, to na¬ stepuje przerwa w obwodzie pradu w miejscu splaszczenia i indukowane napiecie w cewce Sp5 obniza sie ponizej poziomu progu czulosci przerzut¬ nika Schmitta.Czas przyjety na zbadanie powierzchni obrzeza kola podczas jego przejscia z punktu SK1 do SK2 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6011 83 286 12 (fig. 4E) i czas, przy którym obwód jest przerwa¬ ny przez splaszczenie na obwodzie kola (fig. 4E) jest porównywany w bloku przelaczajacym 38 w podobny sposób jak to zostalo omówione w na¬ wiazaniu do fig. 2A i 3A. Podobnie jak w poprzed¬ nich ukladach, winno byc identyczne wyposazenie do wykonywania pomiaru pozostalych odcinków na obwodzie kolo, przy czym poszczególne odcinki, k.óre przylegaja do siebie winny byc tak badane, by kazdy z nich podlegal badaniu indywidualnie bez wzajemnego nakladania sie.W ten sposób, w przedstawionym ukladzie, ba¬ dany jest prad który przeplywa w kierunku pro¬ stopadlym do wzdluznego kierunku szyn 10, 11. Ta¬ ki uklad tworzy korzystne zmniejszenie wplywu pradu zasilajacego trakcje, plynacego równolegle w stosunku do szyn 10, 11, jak równiez wplyw przewodów zasilajacych punkty a i b na szynach 11 i 10, na napiecie w cewkach Sp5, Sp6, Sp7, wi¬ nien byc w zasadzie wyeliminowany. Tego rodzaju linie zasilajace rozwazane w ukladzie po'a magne¬ tycznego generujacego prady sa równolegle do csi kola b c przynajmniej w jednej sekcji toru, przy czym prady wzdluz tych linii moga spowodowac wzrost zaklócen.Jednym ze sposobów powodujacych zmniejszenie tego rodzaju zaklócen jest rozmieszczenie odcinków liniowych, które umieszczone sa równolegle do osi kola wzdluz pomiarowego odcinka toru ah — dg.Innym sposobem zapobiegania powstawaniu zakló¬ cen jest stosowanie magnetycznej izolacji na od¬ cinkach linii zasilajacych, które sa równolegle do osi kola.Punkty przylaczenia SK1 i SK2 czujnika do szyn przedstawione na fig. 2A, 3A i 4A moga byc rów¬ niez rozwiazane w ukladzie uwidocznionym na fig. 5A. W celu dolaczenia lub odlaczenia czujnika od toru, przy okreslonym odcinku czasu, podczas któ¬ rego kolo znajduje sie w obszarze pomiarowego odcinka ah —r dg, stosuje sie polaczenia uruchamia¬ ne mechanicznie lub elektrycznie podczas przeta¬ czania kola.Zgodnie z ukladem wykonanym wedlug wynalaz¬ ku mozliwe jest zastosowanie dodatkowych cewek rozmieszczonych na linii ah i dg, na przyklad w poblizu lub zamiast cewek Spl, Sp4 lub Sp6, Sp7, które reaguja na przeplyw pradu przez pare przetaczanych kól. Napiecie indukowane w dodat¬ kowych cewkach moze byc kontrolowane przez przerzutnik Schmitta lub ograniczniki, które usta¬ wione sa w taki sposób, ze blok przelaczajacy 38 jest przylaczany i odlaczany w przypadku, gdy ze¬ staw kól przechodzi na odcinku toru ah i dg.Na fig. 5A — 5D przedstawiono uklad przezna¬ czony do badania splaszczen powierzchni na obwo¬ dzie kól, który zawiera pomocnicze, przewodzace prad elektryczny szyny 40 i 41, osadzone na kaz¬ dej z szyn 10 i 11 toru.Na fig. 5B uwidoczniono w przekroju szyne 10, 11, kolo 43, 44 i szyne pomocnicza 40, 41. Szyny po¬ mocnicze 40, 41 sa w tym ukladzie odizolowane od szyn toru, przy czym lepiej jest, gdy jako umoco¬ wanie do szyny 10, 11 zastosowane jest gumowe zawieszenie 42, lub temu podobne.Zródlo napiecia 51 i 52, które jest zródlem sta¬ lo lub zmienno-pradowym, polaczone jest z szyna¬ mi 10 i 11 oraz pomocniczymi szynami 40, 41 za¬ montowanymi na zewnatrz kazdej szyny 10, 11.Prad plynacy w obwodzie zamknietym przez 5 obrzeza kól 43, 44 jest mierzony jako spadek na¬ piecia na impedamcji 53, 54, które polaczone sa sze¬ regowo z szynami oraz szynami pomocniczymi.Na fig. 5C i 5D uwidoczniono przebieg napiec U7 i U8 na impedancjach 53 i 54 w przypadku, gdy uszkodzone lub bez uszkodzen kolo przechodzi przez pomiarowy odcinek toru. W przypadku, gdy obwód zostanie przerwany na skutek istnienia splaszczenia, to prad spadnie natychmiast do zera (fig. 5C).Okres czasu potrzebny dla przejscia kola lub tez okreslonej jego czesci i okres czasu podczas które¬ go obwód jest przerwany na skutek wystepowania splaszczenia sa porównywane za pomoca czujnika 55 lub 56. W przypadku gdy wielkosc splaszczenia przekroczy dopuszczalna granice, urzadzenie sy¬ gnalizacyjne 39 przekaze wizualny lub akustyczny sygnal alarmowy, a pozycja osi w pociagu zostanie zarejestrowana za pomoca urzadzenia liczacego.W tym ukladzie odleglosc miedzy punktami przy¬ laczenia obwodu do szyn 10, 11 i pomocniczych szyn 40, 41 nie jest krytyczna, poniewaz dlugosc odcin¬ ka pomiarowego jest scisle okreslona przez dlugosc pomocniczej szyny 40, 41.Podobnie jak w poprzednich ukladach, moze byc zastosowane wielokrotnie, identyczne wyposazenie, przy zachowaniu wzajemnych rozstawów, w celu umozliwienia badania pozostalych odcinków obwo¬ du kola i przestrzeni plaskich w sposób taki, aby kazdy odcinek obwodu mógl byc zbadany osobno bez wzajemnego nakladania sie.Szyny przylaczeniowe podobnie jak SK1 i SK2 w ukladach wykonanych wedlug fig. 2A — 4A, mo¬ ga byc stosowane w sposób korzystny z ukladem wykonanym wedlug fig. 5A — 5D, w którym na koncu odcinka pomiarowego nastepuje przylacza¬ nie i odlaczanie ukladu pomiarowego. W tym ukla¬ dzie pomocnicza szyna 40, 41 moze byc wydluzona zaleznie od dlugosci odcinka pomiarowego w spo¬ sób taki, ze polaczenie miedzy kolem 43, 44 i po¬ mocnicza szyna 40, 41 jest stale w momencie przy¬ stapienia do wykonywania pomiarów. PL