Przedmiotem wynalazku jest wagon pomiarowy do pomiaru usterek szyn w kierunku pionowym, wyposazony w co najmniej trzy elektryczne urza¬ dzenia przetwornikowe do kazdego z dwóch to¬ ków szynowych, zorientowane pionowo, które jednymi swymi koncówkami sa zamocowane do pudla wagonu pomiarowego a drugimi swymi kon¬ cówkami sa zwiazane kinematycznie z wydzielo¬ nymi osiami wagonu pomiarowego, przy czym wyjscia urzadzen przetwornikowych sa odpowied¬ nio doprowadzone, poprzez mostki pomiarowe, ko¬ jarzace wartosci pomiarowe, do pisaka elektrycz¬ nego w celu dokonania zapisu pomiaru.W zakresie usterek szynowych, stanowiacych odchylki w kierunku pionowym od stanu zadane¬ go, istnieja usterki, które mozna okreslic jako punktowe, tak zwane wyboje (wypukle lub wkle¬ sle) oraz usterki nierównosci torów szynowych odniesione do dluzszych odcinków drogi.W celu okreslenia tego rodzaju usterek prze¬ prowadza sie z reguly pomiary wielopunktowe.W przypadku pomiarów wybojów zwykle mierzy sie przemieszczenie symetrycznej, srodkowej osi trójosiowego wózka wzgledem bazy pomiarowej, która wynika z polaczenia pierwszej osi z trzecia Jako baze pomiarowa w przypadku elektrycznego pomiaru toru przyjmuje sie rame wózka. Przy tym pionowa droge pierwszej i trzeciej osi mie¬ rzy sie pojedynczymi przetwornikami, a droge osi srodkowej mierzy sie za pomoca dwóch czuj¬ ników. Czujniki te maja w tym przypadku jedna¬ kowa czulosc elektryczna, dzieki czemu ruchy pionowe lub boczne ramy wózka nie maja wply¬ wu na wynik pomiaru. Chodzi wiec o pomiar sy- metrycznej strzalki ugiecia na stosunkowo krót¬ kiej bazie pomiarowej.Usterki pionowe odniesione do dluzszych od¬ cinków drogi nie sa wychwytywane w tym przy¬ padku, chociaz wla.7n-"e one maja silny wplyw na lo spokojnosc biegu pociagów. W niektórych zarza¬ dach kolei opracowano drogie konstrukcje spe¬ cjalne, w których baze pomiarowa okresla odle¬ glosc pomiedzy czopami wózkowymi przedniego i tylnego wózka, przy czym do przeprowadzenia po- miarów sluzy dodatkowy wózek lub dodatkowa os umieszczona w srodkowej czesci wagonu.Wspólna cecha wszystkich stosowanych sposobów i innych sposobów znanych z literatury jest to, ze wy¬ magaja zastosowania wózka trójosiowego lub wago¬ wo nu trójwózkowego do zrealizowania pomiaru. W zad¬ nym przypadku nie mozna przeprowadzac tych pomiarów przy wykorzystywaniu typowych wago¬ nów, a wiec zwyklych, znormalizowanych pojaz¬ dów szynowych; a tym samym zostala wykazana najwazniejsza wada tych sposobów, poniewaz bu¬ dowa i konstruowanie wagonów specjalnych wiaze sie zawsze z wysokimi kosztami. Poza tym, sto¬ sowanie wagonów typowych jest istotne z tego wzgledu, ze tylko w tym przypadku obciazenie ao torów i zwiazane z nim odksztalcenie odpowiada 915103 91510 4 warunkom typowym. Trudno zrealizowac zadany wysoki nacisk na os w przypadku specjalnych wagonów wieloosiowych, poza1 tym maja one za¬ sadniczo odmienne wlasciwosci dynamiczne jak wagony typowe. Mozliwosc zrealizowania po¬ miaru przy maksymalnej szybkosci drogowej stoi tu pod znakiem zapytania.Inna1 niedogodnosc znanego przyrzadu pomiaro¬ wego wynika z symetrycznego ukladu pomiaru strzalki ugiecia. W przypadku symetrycznego ukla¬ du pomiaru strzalki ugiecia usterki okresowe, któ¬ rych okres odpowiada, polowie dlugosci bazy po¬ miarowej, nie sa wychwytywane. Przy pomiarze wybojów za1 pomoca wózka trójosiowego (baza 3,60 m) pewne usterki okresowe pozostaja na sku¬ tek: tego nie wykryte, a to takie, które przy szyb¬ kosci wagonu równej 100 km/h wzbudzaja drga¬ nia o czestotliwosci nieco nizszej od granicy sly¬ szalnosci (okolo 15 Hz). W przypadku pomiaru nie¬ równosci toku szynowego w symetrycznym ukla¬ dzie pomiaru strzalki ugiecia1, o bazie 20 m cze¬ stotliwosci wzbudzania drgan nie wykrywalnych usterek okresowych wynosi 2 do 3 Hz. Poniewaz czestotliwosc wlasna drgan pionowych wielu ty¬ pów wagonów (wagonów towarowych) lezy w tym zakresie, w tym sposobie pomiaru nie sa wykry¬ wane wlasnie najwazniejsze usterki.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych nie¬ dogodnosci. Zadanie postawione przed wynalaz¬ kiem polegajace na skonstruowaniu wagonu pomia¬ rowego wyzej opisanego rodzaju, zostalo rozwia¬ zane dzieki temu, ze wagon pomiarowy ma w podwoziu tylko dwa dwuosiowe wózki, przy czym kazdorazowo jedno z trzech urzadzen przetwor¬ nikowych pozostaje pod wplywem jednej z dwóch osi jednego wózka, a trzecie urzadzenie przetworni¬ kowe pozostaje pod wplywem albo jednej z dwó^h osi drugiego wózka albo sklada sie z dwóch urza¬ dzen czastkowych polaczonych w uklad tworzacy wartosc srednia, z których kazde pozostaje pod wplywem jednej z dwóch osi drugiego wózka, przy tym przetworniki maja korzystnie postac dlawików róznicowych jednakowej czulosci, których rdzenie zelazne sa dociskane sila sprezyny do poziomej plyty zas w przewodzie zerowym dlawików co najmniej pierwszego i trzeciego przetwornika znaj¬ duja sie oporniki.Ma przy tym szczególne znaczenie to, ze nor¬ malne, typowe wagony wykorzystuje sie jako wa¬ gony pomiarowe i nie trzeba, jak dotychczas sto¬ sowac do pomiarów drogich konstrukcji specjal¬ nych, zwlaszcza zawierajacych wózki trójosiowe.Na skutek tego, znieksztalcenie toru odpowiada przypadkowi typowemu. Dzieki specjalnemu ukla¬ dowi przetworników wykrywa sie równiez bledy okresowe, których okres odpowiada polowie dlu¬ gosci bazy pomiarowej. Wlasciwy przetwornik w urzadzeniu przetwornikowym ma postac dlawika1 róznicowego, którego rdzen zelazny jest dociskany sila sprezyny do poziomej plyty, która jest utwier¬ dzona do maznicy osiowej lub do belki laczacej dwie maznice osiowe, dzieki czemu wychylenia wózka, np. na krzywiznie toru nie maja wplywu na wyniki pomiarów." W celu wyeliminowania' pionowych drgan wa¬ gonu, przetworniki maja róznat czulosc elektrycz¬ na, która mozna wyliczyc z Ich odleglosci pozio¬ mych.O ile stosuje sie dlawiki róznicowe o jedna¬ kowej czulosci, to wedlug wynalazku w przewo¬ dach zerowych co najmniej pierwszego i trze¬ ciego przetwornika trzeba umiescic oporniki. Gdy z uwagi na konstrukcje wózka trudno jest zain¬ stalowac te lub wieksza liczbe urzadzen przetwor¬ nikowych w zakresie osi, wystarcza, gdy co naj¬ mniej jedno z urzadzen przetwornikowych albo tez dwa jego urzadzenia czastkowe zawieraja jeden przetwornik elektryczny umieszczony po¬ miedzy pudlem wagonu a rama wózka oraz dru¬ gi przetwornik umieszczony pomiedzy ta rama a dana osia, przy czym ich wyjscia sa polaczone sumacyjnie.Elektryczne wartosci dlawików korzystnie sa do¬ prowadzone do mostka pomiarowego i pisaka. O ile wagon pomiarowy stanowi specjalny pojazd pomiarowy, to zawiera on wlasny przelicznik do obliczania wartosci pomiarów z wartosci danych przez przetworniki.Frzedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wagon typowy, na którego wózkach sa umieszczone przetworniki, fig. 2 — schematycz¬ nie dlugosci odmierzone urzadzeniem przetwor¬ nikowym w niesymetrycznym ukladzie pomiaru strzalki ugiecia, fig. 3 — podobny diagram do przedstawionego na fig. 2 do uzyskiwania syme¬ trycznej strzalki ugiecia z niesymetrycznej strzal¬ ki, fig. 4 — schematycznie wózek z rozmieszczo¬ nymi urzadzeniami przetwornikowymi, a fig. 5 i 6 uklady polaczen dlawików róznicowych stosowa¬ nych jako przetworniki.Pomiedzy pudlem wagonowym 1 a wózkami 2 i 3 sa umieszczone przetworniki 4, 5 i 6. Przet¬ worniki 4 i 5 spoczywaja na osiach wózka 2 a przetwornik 6, na osi wózka 3. W miejsce przet¬ wornika 6 mozna stosowac przetworniki 7 i 8, któ¬ re siegaja do innych miejsc wózka 3. Ponadto, przetworniki 6 i 8 mozna tez umiescic razem, przy czym bedzie tworzona wartosc srednia za pomo¬ ca, blizej nie przedstawionego, ukladu 9. "W samym wagonie pomiarowym znajduje sie szybkopiszacy pisak elektryczny 10, który jest polaczony elek¬ trycznie z przetwornikami. Pomiar moze byc do¬ konywany za pomoca trzech czujników o takiej samej czulosci elektrycznej, przy czym wielkosc pomiarowa przetwarza sie na drodze elektrycznej przez kombinacje liniowa trzech lub czterech wartosci pomiarowych (fig, 5). W takim ukladzie pomiarowym wryboje i usterki nierównosci toku szynowego sa ujmowane lacznie i przedstawiane w pojedynczym zapisie (krzywa).Poniewaz chodzi tu nie o symetryczny uklad pomiaru strzalki ugiecia, diagram jest wykona¬ ny przy uzyciu prostszych symboli tak w przy¬ padku symetrycznego ukladu pomiaru strzalki ugiecia.Odleglosci poszczególnych osi od plaszczyzny odniesienia zwiazanej z pudlem wagonu mozna obliczyc w przypadku potrzeby równiez w spo¬ sób posredni. Dzieki temu ten sposób pomiaru 40 45 50 55 eo5 91510 « mozna realizowac równiez przy zastosowaniu do¬ wolnych wagonów typowych.Na fig. 2 sa przedstawione dlugosci obliczone z ukladu wedlug fig. 1 otrzymanego za pomoca przetworników. Mierzy sie dlugosci yi, y2, ys. Od¬ leglosc osi wózka 2 jest oznaczona przez a, baza pomiarowa przez b. Niesymetryczna strzalka ugiecia A u wynosi wiec Au= y2 — yi —-j- (y3 — y1) Odpowiednia1 symetryczna strzalka ugiecia As jest proporcjonalna do niej i moze byc wyliczor na wedlug fig. 3 z równania paraboli y = const x2 nastepujaco Au= lhi~{\- a)'/ ±As=(ba-a2) W miejsce y8 mozna podstawic równiez war¬ tosci otrzymane za pomoca przetworników 8 lub 7 to jest y4 lub ys - ys stanowia odleglosci plasz¬ czyzny odniesienia zwiazanej z pudlem wagonu od punktu ramy wózka lub sztywnego lacznika cbu osi wózka.W przypadku zastosowania przetworników o jednakowej czulosci, przetworniki te dostarczaja wartosci elektryczne proporcjonalne do yi. Po¬ niewaz te wartosci pomiarowe nalezy przemno¬ zyc przez rózne wspólczynniki a nastepnie dodac, w odpowiednich przewodach zerowych dlawi¬ ków róznicowych sa umieszczone oporniki od¬ powiedniej wielkosci, wedlug fig. 5.Dzieki niesymetrycznemu ukladowi pomiaru strzalki ugiecia otrzymano po raz pierwszy, przy zastosowaniu tej samej bazy pomiarowej, w jed¬ nej operacji pomiarowej, zarówno usterki nie¬ równosci toku szynowego wystepujace na dluz¬ szych odcinkach drogi jak i wyboje w postaci jednego wyraznego wykresu o jednolitej podzialce.W symetrycznym ukladzie pomiaru strzalki ngiecia kazda pojedyncza usterka jest przedsta¬ wiana w postaci jednego zygzaka oraz dwóch zygzaków skierowanych przeciwnie wzgledem nie¬ go i równych polowie jego wielkosci. W niesyme¬ trycznym ukladzie pomiaru strzalki ugiecia polo¬ zenie i wielkosc zygzaków skierowanych prze¬ ciwnie ulega zmianie, przy czym w przypadku skrajnym drugi zygzak przeciwnie skierowany zupelnie zanika, a pierwszy zygzak przeciwnie skierowany jest tylko nieco mniejszy od zygza¬ ka glównego.Ten wykres krzywoliniowy pozwala latwo usta¬ lic czy wybój jest wypukly czy wklesly. Gdy stosuje sie wielkosc ys drugi zygzak, przeciw¬ nie skierowany, staje sie prawie niewidoczny.Gdy nie mozna przeprowadzic bezposredniego po¬ miaru yi na skutek specyficznej konstrukcji wa¬ gonu to wtedy gdy — osie sa, wedlug wynalaz¬ ku, wyposazone w sztywny lacznik — mierzy sie odleglosci dwóch dowolnych punktów tego sztyw¬ nego lacznika od plaszczyzny odniesienia, zwia¬ zanej z pudlem wagonu, wynoszace a z nich yi i y2, wedlug fig. 1, albo — o ile nie da' sie bezposrednio zmierzyc i tych odleglosci, to mierzy sie odleglosci plaszczyz¬ ny odniesienia, zwiazanej z pudlem wagonu, od ramy wózka oraz odleglosci ramy wózka od lacznika1 dwóch osi, wynoszace yi i yt i ob¬ licza sie yi i y2, wedlug fig. 4. Przetworni- kowi mierzacemu yi odpowiadaja w tym przy¬ padku dwa przetworniki czastkowe mierzace ui I. vi (lub dla ys" — U2, V2;- Kazdy z trzech przetworników do mierzenia pionowych usterek toru, o popfacidlawików róz¬ nicowych Di, E2, Da ma wedlug fig. 5 przewód zerowy 0 oraz dwa przewody zewnetrzne a, b.Ich rdzenie zelazne dociskanedotpóziomej plyty umieszczonej na rajmie wózka, nib, sa przedsta¬ wione na rysunku. W przewodach zerowych dla¬ wików Di i Ds sa umieszczone oporniki Ri i R2.Elektryczne wartosci dlawienia sa doprowadzone do mostka pomiarowego 11 a z niego do pisaka 12. W tym przypadku uklad sam stanowi prze¬ licznik analogowy.W odmianie wykonania .wynalazku stosuje sie trzy mostki pomiarowe 13, a' elektryczne war¬ tosci yi, y2, ys sa doprowadzane do przelicznika analogowego 14, za którym jest przylaczony pisak elektryczny 15, wedlug fig. 6. PL