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.Device for determining lateral deviations in a rail
The invention relates to a device for determining lateral deviations
a rail from the straight line or from a prescribed curved line by means of
a measuring vehicle, each with a sensing element per side that scans the rail
Rail.
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.It is already known to have rail defects in the form of lateral deviations
from the continuous line of the rail through continuous measurement of the rail curvature
to investigate. For this purpose, the angle is measured in known devices that the
Longitudinal axis of a measuring vehicle with the longitudinal axis of a bogie of the same vehicle;
on which a pair of the rail laterally scanning tactile organs are attached, includes.
Different curvatures that are determined in this way provide information
about existing deviations from the prescribed track line. As given
Curvature the angle serving as a measure for the curvature is greater the longer
the measuring vehicle or the larger its wheelbase, on the other hand the length of the measuring vehicle
is limited, the curvature values to be determined in this way are that
only express in small angles or small changes in angle, relatively imprecise.
In addition, the measurement results become more and more imprecise as the radius of curvature increases
so that the devices, especially with an infinitely large radius of curvature,
that is, in a straight line, are practically useless. Furthermore, since each of the two straight lines,
which enclose the angle to be measured, deflected in the event of a lateral deviation
every existing lateral deviation is recorded twice, whereby
the recording becomes relatively confusing.
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.It is also already known to determine lateral deviations
to scan the rail from the side by means of three touch organs guided one behind the other. Here
the two outer tactile organs form a measurement base, against the deviations of the
intermediate tactile organ can be determined. The deflections of the tactile organs
are in these known devices via mechanical links, such as
Cables, levers and the like, transferred into the interior of the measuring vehicle and there with one another
compared and recorded. Existing deviations are recorded three times,
since the tactile organs forming the measuring base are also deflected by the deviations
which leads to one record each, that of the middle branch organ
is in the opposite direction (so-called counter-point). This will record the measurement
very confusing. In addition, according to the mechanical transmission means, there is a
certain inertia of the measuring device, the only a very low driving speed
of the measuring vehicle, making measurements at normal train speeds impossible
are. Furthermore, the mechanical transmission means have high friction losses
result, which adversely affect the measurement results, and require a great deal of effort
of maintenance.
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.Furthermore, measuring vehicles are already known for measuring the track width,
which have a tactile organ per rail that scans the rail laterally. Also is
it is known for measuring the height of rails, a tactile organ with a seismic
Mass to use.
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.The invention is based on the problem of one of the disadvantages of the known
To create devices avoiding device. This object is achieved according to the invention
solved by the fact that the tactile organ with the movable part of a, in itself known
Connected to a vibration sensor with a seismic mass,
with which the deflections of the feeler element in electrical control indicators for
Controlling display and registration devices are transformed. The vibration sensor
are used to record vibrations or accelerations: Such vibration sensors
are known per se. Due to its inertia, its seismic mass tends to
to remain in their position, and forms so when the natural frequencies of the vibration sensor
enough
is deep, the measurement base against which the deflections are to be determined. the
Device according to the invention allows a speed for the measuring vehicle,
which is only limited by the inertia of the tactile organs themselves, since the rest
Device parts work practically inertia. You still save the extra
Tactile organs to form a measuring base and thus avoid the annoying opposing jags
in the record, so that it is clear and true to the deviations
corresponding recording becomes possible. In this way, any vehicle,
For example, a two-axle vehicle can also be used as a measuring vehicle. Between
the transducer and the display and registration device in accordance with the device
the invention there are no mechanical connecting links, sources of error
which are caused by additional natural frequencies, mass accelerations, etc. such
Limbs have avoided.
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.By arranging several vibration sensors with different
According to a further feature of the invention, the recordings can use natural frequencies
into short- and long-wave deviations, if necessary with further subdivision,
divided and registered separately.
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.As already mentioned, vibration sensors can be used; Displacement or
accelerometers can also be used. The latter draw a deviation
also on. Your records are based on the speed dependency
not linear, but also provide information if the measuring speed is known
about the detected lateral deviations. However, it is particularly advantageous
that records the accelerometer when the mass of the rigid with
their associated tactile organs and the measuring speed is known directly
Information about the forces caused by the lateral deflections
Give vehicle and rail. It is therefore used in addition to a displacement transducer
Accelerometer provided, a measurement record is obtained in which
In addition to the identified lateral deviations, also those caused by them
Forces are recorded, creating immediate cause and effect of the recorded
Deviations can be determined.
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.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing
shown. On a measuring vehicle of any type, not shown, against
Vibrations of the vehicle are isolated, a carrier 1 is arranged on which axles 2
a sensing element 4 is rotatably mounted for each rail 3 of a track. The two
Sensing organs 4 are laterally attached to the rail to which they are assigned by a spring 5
are, ; pressed against it and rest there with a slider 6. Instead of the slider
A wheel, a roller or the like can also be provided. At the top free end is
each tactile organ with the movable members each one Schwingwegaufnehmer 7 and
an acceleration sensor 8 is positively connected. The displacement transducers
7 and the accelerometers 8 are also with their fixed parts
rigidly connected to the carrier 1. Lateral deviations of the rail 3 from the
straight lines or a prescribed curved line cause the tactile organs to pivot
4 around its axis 2, the deflections of the upper free ends of the tactile organs
are transferred to the displacement transducers 7 and the acceleration transducers 8,
the deflections in the form of corresponding electrical control codes
the lines 10 and 11 to the respective display and / or registration device
pass on.
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.Instead of arranging both tactile organs 4 on a common carrier 1,
can each sensing element 4 with its vibration displacement transducer and / or acceleration transducer
also be provided on its own. The presented summary for the two
Rails of a track. however, it has the advantage of simultaneous recording
and also gives the option of using the two tactile organs in addition
to use a known way to determine the gauge of the track. For this
eats a cable 12 attached to one tactile organ, the one on the other tactile organ
provided roller 13 and another roller 14, the axis of rotation 2 of the other
Sensing organ is arranged coaxially, as well as further roles to one in, per se
known way the gauge indicating device is performed.