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Vorrichtung zum Feststellen seitlicher Abweichungen einer Schiene
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen seitlicher Abweichungen
einer Schiene von der Geraden bzw. von einer vorgeschriebenen Bogenlinie mittels
eines Meßfahrzeuges mit je einem die Schiene seitlich abtastenden Tastorgan pro
Schiene.
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Es ist bereits bekannt, Schienenfehler in Form von seitlichen Abweichungen
vom kontinuierlichen Linienzug der Schiene durch laufende Messung der Schienenkrümmung
zu ermitteln. Hierzu wird bei bekannten Vorrichtungen der Winkel gemessen, den die
Längsachse eines Meßfahrzeugs mit der Längsachse eines Drehgestells desselben Fahrzeugs;
an dem ein Paar die Schiene seitlich abtastender Tastorgane angebracht sind, einschließt.
Unterschiedliche Krümmungen, die auf diese Weise festgestellt werden, geben Aufschluß
über vorhandene Abweichungen von der vorgeschriebenen Gleislinie. Da bei gegebener
Krümmung der als Maß für die Krümmung dienende Winkel um so größer ist, je länger
das Meßfahrzeug bzw. je größer dessen Radstand ist, andererseits jedoch die Meßfahrzeuglänge
begrenzt ist, sind die auf diese Weise zu ermittelnden Krümmungswerte, die sich
nur in kleinen Winkeln bzw. kleinen Winkeländerungen ausdrücken, relativ ungenau.
Hinzu kommt, daß die Meßergebnisse mit wachsendem Krümmungsradius immer ungenauer
werden, so daß die Vorrichtungen insbesondere bei einem unendlich großen Krümmungsradius,
also in der Geraden, praktisch unbrauchbar sind. Da ferner jede der beiden Geraden,
die den zu messenden Winkel einschließen, bei einer seitlichen Abweichung ausgelenkt
wird, wird jede vorhandene seitliche Abweichung zweifach aufgezeichnet, wodurch
die Aufzeichnung verhältnismäßig unübersichtlich wird.
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Es ist weiterhin bereits bekannt, zum Feststellen seitlicher Abweichungen
die Schiene durch drei hintereinander geführte Tastorgane seitlich abzutasten. Hierbei
bilden die beiden äußeren Tastorgane eine Meßbasis, gegenüber der Abweichungen des
dazwischenliegenden Tastorgans festgestellt werden. Die Auslenkungen der Tastorgane
werden bei diesen bekannten Vorrichtungen über mechanische Verbindungsglieder, wie
Seilzüge, Hebel u. dgl., ins Innere des Meßfahrzeugs übertragen und dort miteinander
verglichen und aufgezeichnet. Vorhandene Abweichungen werden hierbei dreifach aufgezeichnet,
da die die Meßbasis bildenden Tastorgane ebenfalls durch die Abweichungen ausgelenkt
werden, was zu je einer Aufzeichnung führt, die derjenigen des mittleren Tästorgans
entgegengerichtet ist (sogenannter Gegenzacken). Dadurch wird die Meßaufzeichnung
sehr unübersichtlich. Hinzu kommt zufolge der mechanischen Übertragungsmittel eine
gewisse Trägheit der Meßeinrichtung, die nur eine sehr geringe Fahrgeschwindigkeit
des Meßfahrzeugs zuläßt, wodurch Messungen bei üblichen Zuggeschwindigkeiten unmöglich
sind. Weiterhin haben die mechanischen Übertragungsmittel hohe Reibungsverluste
zur Folge, die die Meßergebnisse beeinträchtigen, und erfordern einen großen Aufwand
an Wartung.
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Weiterhin sind zum Messen der Spurweite bereits Meßfahrzeuge bekannt,
die pro Schiene ein die Schiene seitlich abtastendes Tastorgan besitzen. Auch ist
es zum Messen der Höhenlage von Schienen bekannt, ein Tastorgan mit einer seismischen
Masse zu verwenden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine die Nachteile der bekannten
Vorrichtungen vermeidende Vorrichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, da.ß das Tastorgan mit dem beweglichen Teil eines, in an sich bekannter
Weise mit einer seismischen Masse versehenen Schwingungsaufnehmers verbunden ist,
mit welchem die Auslenkungen des Tastorgans in elektrische Steuerkennzeichen zum
Steuern von Anzeige- und Registriereinrichtungen umgeformt werden. Die Schwingungsaufnehmer
dienen zum Aufnehmen von Schwingungen oder Beschleunigungen: Derartige Schwingungsaufnehmer
sind an sich bekannt. Ihre seismische Masse hat zufolge ihrer Trägheit das Bestreben,
in ihrer Lage zu verharren, und bildet so, wenn die Eigenfrequenzen des Schwingungsaufnehmers
genügend
tief liegt, die Meßbasis, gegenüber der die Auslenkungen zu ermitteln sind. Die
Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt eine Geschwindigkeit für das Meßfahrzeug,
die nur durch die Massenträgheit der Tastorgane selbst begrenzt ist, da die übrigen
Vorrichtungsteile praktisch trägheitslos arbeiten. Sie erspart weiterhin die zusätzlichen
Tastorgane zur Bildung einer Meßbasis und vermeidet damit die störenden Gegenzacken
in der Aufzeichnung, so daß eine übersichtliche und den Abweichungen naturgetreu
entsprechende Aufzeichnung möglich wird. Auf diese Weise kann jedes beliebige Fahrzeug,
beispielsweise auch ein zweiachsiges, als Meßfahrzeug verwendet werden. Da zwischen
dem Aufnehmer und der Anzeige- und Registriereinrichtung bei der Vorrichtung gemäß
der Erfindung keine mechanischen Verbindungsglieder vorhanden sind, werden Fehlerquellen,
die ihre Ursache in zusätzlichen Eigenfrequenzen, Massenbeschleunigungen usw. solcher
Glieder haben, vermieden.
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Durch Anordnung mehrerer Schwingungsaufnehmer mit unterschiedlichen
Eigenfrequenzen können gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal die Aufzeichnungen
in kurz- und langwellige Abweichungen, gegebenenfalls mit weiterer Unterteilung,
aufgeteilt und getrennt registriert werden.
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Als Schwingungsaufnehmer können wie bereits erwähnt; Schwingweg- oder
auch Beschleunigungsaufnehmer verwendet werden. Die letzteren zeichnen eine Abweichung
ebenfalls auf. Ihre Aufzeichnungen sind zwar zufolge der Geschwindigkeitsabhängigkeit
nicht linear, geben jedoch bei bekannter Meßgeschwindigkeit ebenfalls Aufschluß
über die festgestellten seitlichen Abweichungen. Besonders vorteilhaft ist jedoch,
daß die Aufzeichnungen der Beschleunigungsaufnehmer, wenn die Masse der starr mit
ihnen verbundenen Tastorgane sowie die Meßgeschwindigkeit bekannt ist, unmittelbar
Aufschluß über die durch die seitlichen Auslenkungen hervorgerufenen Kräfte auf
Fahrzeug und Schiene geben. Wird daher ergänzend zu einem Schwingwegaufnehmer ein
Beschleunigungsaufnehmer vorgesehen, so erhält man eine Meßaufzeichnung, bei der
neben den festgestellten seitlichen Abweichungen auch die dadurch jeweils verursachten
Kräfte aufgezeichnet sind, wodurch sofort Ursache und Wirkung der registrierten
Abweichungen ermittelbar ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. An einem nicht dargestellten Meßfahrzeug beliebiger Bauart ist, gegen
Schwingungen des Fahrzeugs isoliert, ein Träger 1 angeordnet, an dem in Achsen 2
drehbar für jede Schiene 3 eines Gleises ein Tastorgan 4 gelagert ist. Die beiden
Tastorgane 4 werden durch eine Feder 5 seitlich an diejenige Schiene, der sie zugeordnet
sind, ; angedrückt und liegen dort mit einem Gleitstück 6 an. An Stelle des Gleitstücks
kann auch ein Rad, eine Rolle od. dgl. vorgesehen sein. Am oberen freien Ende ist
jedes Tastorgan mit den beweglichen Gliedern je eines Schwingwegaufnehmers 7 und
eines Beschleunigungsaufnehmers 8 formschlüssig verbunden. Die Schwingwegaufnehmer
7 und die Beschleunigungsaufnehmer 8 sind mit ihren feststehenden Teilen ebenfalls
starr mit dem Träger 1 verbunden. Seitliche Abweichungen der Schiene 3 von der ge-,
raden oder einer vorgeschriebenen Bogenlinie bewirken eine Schwenkbewegung der Tastorgane
4 um deren Achse 2, wobei die Auslenkungen der oberen freien Enden der Tastorgane
auf die Schwingwegaufnehmer 7 und die Beschleunigungsaufnehmer 8 übertragen werden,
die die Auslenkungen in Form von entsprechenden elektrischen Steuerkennzeichen über
die Leitungen 10 und 11 zur jeweiligen Anzeige- und/ oder Registriereinxichtung
weitergeben.
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Anstatt beide Tastorgane 4 an einem gemeinsamen Träger 1 anzuordnen,
kann jedes Tastorgan 4 mit seinem Schwingwegaufnehmer und/oder Beschleunigungsaufnehmer
auch für sich allein vorgesehen sein. Die dargestellte Zusammenfassung für die beiden
Schienen eines Gleises. hat jedoch den Vorteil einer gleichzeitigen Aufzeichnung
und gibt darüber hinaus die Möglichkeit, die beiden Tastorgane zusätzlich in an
sich bekannter Weise zum Feststellen der Spurweite des Gleises heranzuziehen. Hierzu
isst an dem einen Tastorgan ein Seilzug 12 befestigt, der über eine am anderen Tastorgan
vorgesehene Rolle 13 und eine weitere Rolle 14, die zur Drehachse 2 des anderen
Tastorgans koaxial angeordnet ist, sowie über weitere Rollen zu einer in, an sich
bekannter Weise die Spurweite anzeigenden Einrichtung geführt ist.