DE468816C

DE468816C - Procedure for remote checking and monitoring of railroad tracks

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Publication number: DE468816C
Application number: DESCH79866D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-08-21
Filing date: 1926-08-21
Publication date: 1928-11-23

Description

Die Überwachung der Eisenbahnschienenstränge, wie sie mit den heute bekannten Mitteln ausgeführt wird, bietet, wie die häufigen Unglücksfalle und Anschläge zeigen, keine befriedigende Sicherheit. Es sind elektromagnetische Einrichtungen gebaut worden, deren Magnetpole unmittelbar unter der Eisenbahnschiene angebracht wurden und beim Überfahren eines Zuges in bekaninter Weise einenThe monitoring of the railroad tracks, as they are known today As the frequent accidents and attacks show, no means are provided satisfactory security. Electromagnetic devices have been built, their Magnetic poles were attached directly under the railroad track and when being driven over of a train in a well-known way

ίο Wechselstrom erzeugten, der, fortgeleitet, Aufschluß über die Tatsache des Überfahrens gab, keineswegs aber darüber, ob ein paar hundert Meter weiter entfernt der Schienenstrang in Ordnung bzw. nicht schon unter - brechen ist. Weiterhin ist versucht worden', vom Zug aus elektrische Energie durch die Schienen zu senden und auf diese Weise auf größere Entfernung eine Bestätigung zu erhalten, daß der betreffende Schienenstrang nicht vollkommen unterbrochen ist. Es ist jedoch bekannt, daß beispielsweise die Verlaschung zweier Schienen so weit beschädigt oder zerstört sein kann, daß ein diese Stelle überfahrender Zug ver-Unglücken muß, ohne daß die elektrische, also rein metallische Verbindung deswegen unterbrochen zu sein braucht, d.h. also, auch mit diesen Mitteln kann one wirksame Überwachung über den Befund des dazwischenliegenden Schienenstranges nicht ausgeübt werden. So verbleibt als einziges Überwachungsmittel das heute noch übliche Abschreiten des Schienenstranges durch hierzu beauftragte Personen, dessen allgemein beikannte Mängel nicht besonders angeführt zu werden brauchen. Die Aufgabe, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden soll, besteht in einer Überwachung der Schienenstränge in bezug auf die Festigkeit und Innigkeit der einzelnen Verlaschungan. Sie beruht auf der neuen Erkenntnis, daß die Dämpfung der Verlaschung mit der Güte der Verbindung ab- und mit ihrer Lösung zunimmt. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft dementsprechend ein Fernprüfverfahren für Schienenstränge, d. h. eine Prüfung der gesamten, durch Verlaschung hervorgerufenen Dämpfung des Schienenstranges in bezug auf die Durchlässigkeit mechanischer (akustischer) Schwingungen. Die gute Ausbreitung akustischer Schwingungen in Eisenbahnschienensträngen ist durch die Tatsache bekannt, daß man durch Ohranlegen an einen Schienenstrang das Geräusch eines herannahenden Eisenbahnzuges aufzunehmen vermag. Schon die Lösung oder Verschlechterung einer einzigen Laschenverbindung erhöht die Dämpfung so außerordentlich, daß bereits die Einleitung eines solchen Vorganges bei der Prüfung deutlich erkannt werden muß. Der Schienenstrang selbst, der in allen Fällen vom schwingungstechnischen Standpunkt aus elastische und Masseneigenschaft in so hohem Maße aufweist, daß er für Schwingungen jeder Größenordnung als vorzüglicher Leiter angesehen werden kann, bildet im vorliegenden Fall den Schwingungsträger. Erregt man infolgedessen einen Schienenstrang etwa mitίο Generated alternating current which, forwarded, outcrop about the fact of driving over it, but by no means whether a few hundred meters further away the track is in order or not already below - break is. Attempts have also been made to generate electrical energy from the train To send rails and in this way to receive a confirmation from a greater distance that the rail track in question is not completely interrupted. However, it is known that, for example the lashing of two rails can be damaged or destroyed to such an extent that a train passing this point can fail must without the electrical, i.e. purely metallic, connection needing to be interrupted, i.e. also With these means, one can effectively monitor the findings of the intervening Rail tracks are not exercised. The only monitoring means that remains is the pacing of the, which is still common today Rail track by persons commissioned for this purpose, its generally known defects need not be specially quoted. The task carried out by the present Invention is to be achieved, consists in a monitoring of the rail lines with respect to the strength and intimacy the individual lashing. It is based on the new knowledge that the attenuation of the Lashing decreases with the quality of the connection and increases with its solution. The subject matter of the present invention relates to accordingly a remote test procedure for rail tracks, d. H. an examination of the total damping of the rail line caused by lashing with respect to the permeability of mechanical (acoustic) vibrations. The good spread acoustic vibrations in railroad tracks is known from the fact that by putting your ears on a track you can hear the sound of someone approaching Able to accommodate the train. Already the solution or deterioration of a single one Tab connection increases the damping so extraordinarily that the introduction such a process must be clearly recognized during the test. The track itself, which in all cases is from Vibration point of view from elastic and mass property in such a high way Dimensions shows that it is an excellent conductor for vibrations of any magnitude can be seen, forms the vibration carrier in the present case. You get excited as a result, a track with about

3o ooo Schwingungen in der Minute durch ein in dieser Frequenz schwingendes mechanisches System, am besten durch Longitudinalwellen, so überträgt der betreffende 'Schienenstrang diese Schwingung, die bekanntlich in die Tonskala fällt, je nach der ausgewendeten Energie auf eine größere oder geringere Entfernung, wobei jeder verlaschte Stoß ^eine gewisse dämpfende Wirkung auf ίο die sich ausbreitende Schwingung ausübt.30,000 oscillations per minute by a mechanical oscillating at this frequency The system in question transmits, preferably by means of longitudinal waves 'Rail track this vibration, which, as is well known, falls into the tone scale, depending on the expended energy at greater or lesser distance, each lashing Shock ^ has a certain dampening effect on ίο the spreading vibration.

Man kann daher annehmen;, daß von der Energie des genannten erregenden Systems bei Schienensträngen von ordnungsgemäßer Beschaffenheit für jedes Kilometer bzw. für ι ο km ein ganz bestimmter Betrag durch Dämpfung vernichtet wird. Hat man diesen Betrag durch mehrfache, leicht durchführbare Messungen einmal bestimmt, so kann man natürlich bei neuerlichen Versuchen, bei denen etwa eine Messung wesentlich größere Verluste ergeben würde, den Schluß ziehen, daß die Verlaschung des zwischenliegemden Schienenstranges ganz allgemein oder an einer einzelnen Stelle eine entsprechende Verschlechterung erfahren hat, bzw. man kann bei völligem Ausbleiben der abgesandten Schwingungen auf eine Unterbrechung des Schienenstranges schließen.One can therefore assume that from the Energy of the excitation system mentioned in the case of rails from proper Condition for each kilometer or for ι ο km a very specific amount Attenuation is destroyed. One has this amount through multiple, easily feasible ones Once measurements have been determined, you can of course make new experiments with those for example a measurement would result in much greater losses, draw the conclusion that the lashing of the intermediate rail line in general or on a single one Imagine a corresponding deterioration has experienced, or one can in the complete absence of the sent vibrations conclude that there is an interruption in the rail line.

Nach dieser neuen, der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis ist es somit nur nötig, einen Schienenstrang an einer beliebigen Stelle durch an sich bekannte Mittel zu mechanischen Schwingungen anzuregen, die in den Bereich der Tonskala fallen, und an einer weit entfernten Stelle ebenfalls durch an sich bekannte Mittel, Telephon, Mikrophon, Relais oder aufzeichnende Instrumente, diese Schwingungen aufzunehmen, um aus der mit der Dämpfung wechselnden Lautstärke bzw. den aufgenommenen Energiemengen auf den mechanischen Zustand, des zwischenliegenden Schienenstranges schließen zu können. .Die Feinfühligkeit der angewendeten Empfangsmittel, die mit Lautverstärkern bekannter Art ausgerüstet sein können, einerseits und die Möglichkeit andrerseits, ein Kilowatt und -mehr Energie ohne Gefahr zur Schwingungserregung verwenden zu können, gestatten, den Bereich der Entfernungen so zu wählen, wie es vom betriebstechnischen Standpunkt aus erwünscht sein kann. Daß ein solches ÜberwachungsverfahrenAccording to this new knowledge on which the present invention is based it is therefore only necessary to run a rail track at any point by means of known ones To stimulate means to mechanical vibrations that fall within the range of the tone scale, and at a distant place also by means known per se, telephone, Microphone, relay or recording instruments to pick up these vibrations from the volume, which changes with the attenuation, or the amount of energy absorbed to infer the mechanical condition of the rail track in between can. The sensitivity of the reception means used, which are known with loudspeakers Art can be equipped, on the one hand, and the possibility, on the other hand, of a kilowatt and more energy without danger To be able to use vibrational excitation allow the range of distances so to choose as it may be desirable from an operational point of view. The existence such surveillance procedure

i. ein dauernd klares Bild über den Zustand der Verlaschung der zwischenliegenden Strecke undi. a permanently clear picture of the state of the lashing of the intermediate ones Route and

2. eine auffällige Aufzeichnung an der Ernpfangsstelle im Gefolge haben muß, wenn etwa durch Beseitigung auch nur eimer Lasche eine Unterbrechung des Gesamtstranges ein-tritt, die in bekannter Wejisie durch Signale angezeigt werden kann, dürfte ohne weiteres verständlich sein. Denn die Erregerenergpe als auch die Empfindlichkeit der Empfangsanordnung kann in jedem Fall gleichbleibend gehalten werden, und die verhältnismäßig geringe Dämpfung des einzelnen Stoßes wächst bis unendlich, wenn die Lasche gelöst wird.2. a conspicuous recording at the reception center must have in the wake, if for example by removing even just a bucket of flap an interruption of the entire line occurs, which is known in the known manner by signals can be displayed should be easily understandable. Because the excitation energy as well as the sensitivity of the receiving arrangement can be constant in any case are held, and the relatively low attenuation of the individual shock increases to infinity when the tab is released.

Es ist sogar anzunehmen und kann bei den _A üblichen Entfernungen von Laschen genügend oft ausgeprobt werden, daß das immerhin einige Minuten dauernde Abnehmen einer Lasche sich deutlich als solches im akustischen "Empfänger verfolgen und erkennen läßt, daß also im Gefahrfalle sofort entsprechende Maßnahmen ergriffen; werden können.It is even to accept and can often be rehearsing enough for the _A usual distances of tabs that at least several-minute removal of a tab such can significantly than pursue receiver in the acoustic "and recognize that immediately relevant ie in the case of an emergency measures taken; be can.

Auf verhältnismäßig kleine Entfernung können die akustischen Signale mit entsprechend einfacheren Hilfsmitteln und selbst durch Ohranlegen in an sich bekannter Weise wahrgenommen werden. Es dürfte vorteilhaft sein, einen sich zwischen den Stationen .<4 und B ausdehnenden Strang so zu überwachen, daß man von A aus beispielsweise mit 30 000, von B aus mit 40 000 Schwingungen erregt. ' Beide Schwingungen lassein sich zeitlich durch Zeichengebung oder akustisch durch Tonfilter, Monotelephone oder andere bekannte Mittel voneinander scheiden.At a relatively short distance, the acoustic signals can be perceived in a manner known per se with correspondingly simpler aids and even by putting on ears. It would be advantageous to be between the stations. Monitor <4 and B-expanding strand so that one excited by A of example, with 30 000 of B from to 40,000 oscillations. 'The two vibrations can be temporally separated from one another by signaling or acoustically by sound filters, monotelephone or other known means.

Da ■ die vorliegende Anordnung auf' akustische Erregung des ■ Sclüenenstranges an- go spricht; so muß auch das Geräusch -eines über den betreffenden; Schienenstrang fahrenden Eisenbahnzuges in der Aufiiiahmeeinrichtung feststellbar sein, und zwar wird sich das auf diese Weise hervorgerufene Geräusch dem verhältnismäßig hohen und reinen Sinuston überlagern. Man kann also auch den fahrenden Zug gewissermaßen von der Ferne her Überwachen und auf Grund der von ihm herrührenden;Lautstärke seine augenblicklichiei Stellung auf der Strecke bestimmen.Since ■ the present arrangement on 'acoustic Excitation of the ■ duct an- go speaks; so must also the noise - one over the relevant; Rail track moving Train in the reception facility be ascertainable, and indeed the noise produced in this way will be the superimpose relatively high and pure sine tone. So you can also do the traveling To a certain extent, monitor the train from a distance and on the basis of the volume resulting from it determine his current position on the route.

Die Erregung der mechanischen Schwingungen kann sowohl elektrisch unter Verwendung einer magnetischen losen Kopplung als auch mechanisch unter Verwendung 10g der bekannten vier mechanischen Koppelarten (elastische Kopplung, Massenkopplung, Widerstandskopplung und Zeitkopplung) ^erfolgen.The excitation of mechanical vibrations can be both electrical using a magnetic loose coupling as well as mechanically using 10g the known four mechanical coupling methods (elastic coupling, mass coupling, Resistance coupling and time coupling) ^ take place.

Der Bereich der anwendbaren Schwingungen erstreckt sich, soweit akustisch wirkende Empfänger benutzt werden sollen, über die gesamte Tonskala. Es ist aber auch möglich, noch mit Schwingungen zu arbeiten, für die das Ohr nicht unmittelbar empfänglich ist. ngThe range of applicable vibrations extends to the extent that they are acoustically effective Receivers should be used across the entire tone scale. But it is also possible still working with vibrations to which the ear is not immediately sensitive. ng

Bei Ausführung von Streckenarbeiten kann die durch den Schienenstrang dauernd übertragene mechanische Schwingung zur unmittelbaren Überwachung der ausgeführten Arbeiten, insbesondere der Güte der Stoßverbindüngen, ausgenutzt werden;. Femer kann auch in diesem Falle .ein herannahender Zug schonWhen performing line work, can the mechanical vibration continuously transmitted by the rail track to the immediate Monitoring of the work carried out, in particular the quality of the butt joints, be exploited;. Furthermore, in this case too, an approaching train can already do so

auf größere Entfernung überwacht und hiernach die vorzunehmenden Arbeiten, eingerichtet werden.Monitored from a distance and then set up the work to be carried out will.

Abb. ι zeigt die beispielsweise Ausführung eines Generators zur Erregung mechanischer Schwingungen auf mechanischem Wege.Fig. Ι shows the example of a generator for exciting mechanical excitation Mechanical vibrations.

Abb. 2 und 3 zeigen Beispiele für die Ausbildung des erregendem Teiles eines derartigen Generators.Fig. 2 and 3 show examples of the formation of the exciting part of such Generator.

Abb. 4 zeigt die beispielsweise Ausführung eines Generators zur Erzeugung mechanischer Schwingungen auf elektromagnetischem Wege.Fig. 4 shows the example of a generator for generating mechanical Electromagnetic vibrations.

Abb. 5 zeigt eine Empfangsanordnung zurFig. 5 shows a receiving arrangement for

Aufnahme mechanischer, durch einen· Schienenstrang weitergeleiteter Schwingungen.Absorption of mechanical vibrations transmitted through a rail track.

In Abb. ι bedeutet 1 eine Eisenbahnschiene, die mit ihrer Nachbarschiene durch Laschen 2 verbunden ist. Die Erregung des Schienenstranges erfolgt erßndungsgemäßi da-In Fig. Ι 1 means a railroad track, which is connected to its neighboring rail by tabs 2. The excitation of the rail line takes place according to the

ao durch, daß ein Schwingungserreger 6 in an sich bekannter Weise ein schwingungsfähiges, aus Masse 5 und einem elastischen Mittel 4 bestehendes Gebilde in Schwingungen von hoher Frequenz und kleiner Amplitude versetzt, die durch die Masse 3 auf den Schienenstrang übertragen werden. Die Frequenz kann so gewählt werden, daß sie in die durch das menschliche Ohr wahrnehmende Tonskala fällt, sie kann aber auch höher liegen als die Tonskala, so daß sie nur durch entsprechende Empfangseinrichtungen in bekannter Weise aufgenommen bzw. aufgezeichnet wird.ao by that a vibration exciter 6 in a manner known per se is an oscillatable, from mass 5 and an elastic means 4 existing structure in vibrations of high frequency and small amplitude offset by the mass 3 on the rail track be transmitted. The frequency can be chosen so that it fits into the The tone scale perceived by the human ear falls, but it can also be higher than that Tone scale, so that it can only be used in a known manner by appropriate receiving devices is recorded or recorded.

Abb. 2 stellt eine beispielsweise Ausführung für den Schwingungserreger dar. Rotierende Unbalancen 6 werden durch einen Motor 14 unter Anwendung eines Übersetzungsgetriebes 11, 12 und 13 und unter Zwischenschaltung eines nachgiebigem Mittels 8 in eine der Eigenperiode des schwingungsfähigen Systems 4, 5 entsprechende Umlauf zahl gesetzt. Abb. 3 zeigt .eine andere der vielen möglichen mechanischen Erregungsvorrichtungen. Die Masse 3 des schwingungsfähigen Systems wird von den an der in,· der Pfeilrichtung angetriebenen Scheibe 21 sitzenden beweglichen Hebeln 22 angeschlagen, wodurch eine sogenannte Stoßerregung zustande kommt.Fig. 2 shows an example of an embodiment for the vibration exciter. Rotating Imbalances 6 are caused by a motor 14 using a transmission gear 11, 12 and 13 and with the interposition a resilient means 8 in one of the natural period of the vibratory system 4, 5 corresponding circulation number set. Fig. 3 shows another of the many possible mechanical excitation devices. The mass 3 of the vibratory system is determined by the in, · the direction of the arrow driven disk 21 seated movable levers 22 posted, whereby a so-called shock excitation comes about.

In Abb. 4 ist die Erregung des Schienenstranges unter Benutzung des ebenfalls an sich bekannten elektromagnetischen Erregungsverfahrens zur Darstellung gebracht. Die zwei Massen 3 und 5 sind hier durch ein ineinandergestecktes, als elastisches Mittel dienendes Röhrensystem 4 miteinander verbunden. Die Masse 5, welche auf diese Weise in die Nähe der Masse 3 zu liegen kommt, trägt ein Elektrosystem 23, welches, mit Wechselstrom von entsprechender Periode beschickt, das schwingungsfähige Gebilde 4, S in mechanische Schwingungen versetzt. Hierbei macht die größere Masse 3 die kleinere Schwingungsamplitude, die infolge der Verbindung dieser Masse mit der Schiene 1 bei dem Schienenstrang auf diese übertragen, wird.In Fig. 4, the excitation of the rail line using the is also on known electromagnetic excitation method brought to the display. the two masses 3 and 5 are here by a nested, serving as an elastic means Tube system 4 connected to one another. The mass 5, which in this way comes to lie in the vicinity of the mass 3, carries an electrical system 23, which, charged with alternating current of the appropriate period, the vibratable structure 4, S set in mechanical vibrations. Here makes the larger mass 3 the smaller oscillation amplitude, which as a result of the connection this mass is transferred to the rail 1 in the rail section on this, will.

Abb. 5 zeigt eine beispielsweise Anordnung zur Aufnahme der Schwingungen an entfernter Stelle.Fig. 5 shows an example of an arrangement for absorbing the vibrations remote point.

Die auf die Schiene 1 übertragenen mechanischen Schwingungen werden durch Vermittlung der Laschen 2 auf die Nachbarschiene, von dieser auf die nächste usw. fortgeleitet und erfahren durch die Dämpfung jedem einzelnen Laschenpaares eine gewisse Abschwächung, die um so größer wird, je schlechter die Verlaschung ausgeführt ist. Immerhin· kann bei der Empfindlichkeit der Empfangseinrichtung in einem Mikrophon 16, welches mittels eines Winkels 15 am Schienenstrang befestigt ist und durch eine Masse 17 noch belastet werden kann, ein Prozentsatz , der Schwingungsenergie durch einen durch Leitungen 18 damit verbundenen Empfänger 20 unter etwaiger Verwendung einer örtlichen Verstärkeranordnung 19 in bekannter Weise aufgenommen werden.The mechanical transferred to the rail 1 Vibrations are passed on to the neighboring rail, from this to the next, and so on, through the intermediary of the straps 2 and experience a certain weakening due to the damping of each individual plate pair, which becomes larger, the worse the lashing is carried out. Anyway· can with the sensitivity of the receiving device in a microphone 16, which by means of an angle 15 on the rail track is attached and can still be loaded by a mass 17, a percentage that Vibrational energy through a receiver 20 connected thereto by lines 18 possibly using a local amplifier arrangement 19 in a known manner be included.

Die Einrichtung kann, so getroffen sein, daß beim Überschreiten einer bestimmten zulässigen Dämpfung der Laschen besondere akustische oder optische Signale abgegeben werden, die das überwachende Personal zur Außerbetriebsetzung der Strecke veranlassen, oder es kann auch durch Relais in. diesem Fall die betreffende Strecke selbsttätig abgeschaltet werden.The device can be made so that when a certain permissible limit is exceeded Damping of the tabs emitted special acoustic or optical signals which cause the supervising personnel to decommission the route, or the relevant route can also be automatically switched off by relays in this case will.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for remote testing and monitoring of iron rail lines, characterized in that in the rail tracks from individual points from mechanical vibrations preferably of high frequency and small amplitude excited and at distant Provided by receiving facilities (telephone, relay and recording instruments) for the purpose of remote monitoring be included.

2. The method according to claim 1, characterized in that the two adjacent Points emitted signals for the purpose of their differentiation by appropriate interruption of the vibration excitation at time-defining intervals, for example after the Morseaiphabet, be delivered.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the of two Vibration excitation outgoing from neighboring points for the purpose of differentiation the reception directions in different audio frequencies (pitch)

follows and can accordingly be recorded in both directions at the same time.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that by measurement detectable damping effect that the individual rail connection or the individual rail joint has on the flowing through or transmitted mechanical vibrations, is used to determine the quality and condition of the mechanically

'Binding (screwing) of the single joint or many or all of them connected in series Continuously monitor and check shocks remotely.

5. Device for performing the method according to claim 1 to 4, characterized characterized in that the mechanical or acoustic noises that the driving Pull the generated mechanical longictudinal waves' superimposed, in association, with these longitudinal values by instruments, which are set separately for both acoustic processes on the monitoring station be included so that simultaneously with the examination of the concerned Schienielnstranges also the location of the moving train can be established is.

6. The method make claim 1 to 4, characterized in that rail tracks remotely by machine as required with one frequency which falls within the range of the tone scale and accordingly when building a route by simply listening to it acoustic, mechanical vibrations transmitted through the chain at any point along the route, a review of the quality of the repair work carried out, in particular the Quality of the joints allowed directly by the executing workers.

1 sheet of drawings