Ruchome urzadzenie do ustalania wysokosci wzniesienia lub polozenia torów Przedmiotem wynalazku jest ruchome urzadzenie do ustalania wysokosci wzniesienia lub polozenia torów, zwlaszcza do wykrywania nierównosci szyn w kierunku pionowym, na przyklad zlacz szyn, zaopatrzone w ru¬ chome elementy stykowe takie, jak kola z wiencowymi obrzezami, mechanizmy jazdy i podobne, do ustalania polozenia szyn oraz w urzadzenie czujnikowe do mierzenia zmian ruchu wzglednego tych elementów stykowych w stosunku do ramy wózka, w proporcjonalnych elektrycznych jednostkach pomiarowych, przy czym urzadzenie czujnikowe jest polaczone z mechanizmem wskaznikowym lub z urzadzeniem rejestrujacym.Znane sa urzadzenia do ustalania geometrycznej wysokosci wzniesienia lub stanu zlacz toru, które w celu skompensowania drgan ramy wózka urzadzenia oraz wyeliminowania szkodliwego wplywu tych drgan na wyniki pomiarów, posiadaja zamontowane urzadzenia czujnikowe na kazdej osi trójosiowego wózka. Takie urzadzenia czujnikowe sa wlaczone w ten sposób, ze obydwie skrajne osie stanowia baze pomiarowa, przy czym os srodkowa stanowi wlasna os pomiarowa ukladu, a jej odchylenia zostaja wskazane i zarejestrowane. Takie rozwiazanie, szczególnie ze wzgledu na duza liczbe urzadzen czujnikowych jest bardzo kosztowne i skom¬ plikowane.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymienionych niedogodnosci poprzez opracowanie takiego rozwia¬ zania konstrukcyjnego, w którym na kazdej szynie pracuje tylko jedno urzadzenie czujnikowe, lecz mimo tego pozwala na niezalezne ustalenie nierównosci szyny w kierunku pionowym, na przyklad na zlaczach szyn, przy wystepowaniu ruchów i drgan wózka. Urzadzenie wedlug wynalazku spelnia ten warunek dzieki temu, ze urzadzenie czujnikowe jest zamontowane miedzy dwoma pionowymi wzgledem plaszczyzny toru, obrotowymi dzwigniami katowymi o jednakowych proporcjach ramion dzwigni, przy czym dzwignie katowe sa'ulozyskowa¬ ne na ramie wózka, a jedno ramie kazdej dzwigni katowej jest polaczone z urzadzeniem czujnikowym, natomiast drugie ramie jednej dzwigni jest polaczone posrednio lub bezposrednio z glównym mechanizmem jazdy, który jest zamontowany elastycznie na ramie wózka, a drugie ramie drugiej dzwigni katowej jest polaczone z organem stykowym, na przyklad z osia pomiarowa lub z pomiarowym mechanizmem jazdy.Konce dzwigni wspólpracujace z urzadzeniami czujnikowymi nie przenosza drgan ramy wózka, to znaczy, ze ruchy wzgledne ramy wózka w stosunku do elastycznie posadowionego glównego mechanizmu jazdy nie sa przenoszone, a wiec drgania ramy zostaja calkowicie skompensowane i dlatego nie maja wplywu na dokladnosc2 70 921 pomiaru. Tylko przy pionowym ruchu wzglednym miedzy glównym mechanizmem jazdy i organem stykowym nastepuje wzajemne przesuniecie stykajacych sie ramion obydwu dzwigni katowych, co wywiera wplyw na wielkosci pomiarów przekazywanych przez urzadzenia czujnikowe.Ponadto urzadzenie wedlug wynalazku ma taka zalete, ze przy pomocy tego urzadzenia moga byc wykrywane i mierzone nie tylko geometryczne odchylenia wysokosci wzniesienia toru, lecz takze pomiary dotyczace aktualnego stanu toru, to znaczy zjawiska elastycznych deformacji lub osiadania zlacz toru pod wplywem obciazenia. Przy pomocy urzadzenia wedlug wynalazku mozna wykonywac dwa rózne pomiary szyn lub zlacz szyn, a mianowicie gdy glówny mechanizm jazdy jest obciazony mozna ljiierzyc nie tylko geometrycz¬ na wysokosc wzniesienia, lecz takze sprezysta deformacje szyny wystepujaca pod wplywem obciazenia, podczas gdy nieobciazony organ stykowy wskazuje tylko geometryczne odchylenia toru. Wtedy róznica tych wielkosci pomiarów pokazuje aktualny stan toru, to znaczy zostaje ustalona faktyczna deformacja toru w warunkach eksploatacji, przy przejezdzie pociagu z odpowiednim obciazeniem. W wyniku tych pomiarów moga byc oceniane rózne zajawiska, które moga decydowac o podjeciu okreslonych prac na torowisku, na przyklad potrzeba zageszczenia szutrowego podloza toru.Nastepna cecha wynalazku jest to, ze poprzecznie do kierunku wzdluznego toru sa zamontowane obrotowe osie, sluzace do zamocowania obydwu dzwigni katowych, przy czym osie sa usytuowane jedna nad druga, miedzy glównym mechanizmem jazdy i organem stykowym. Celem uzyskania urzadzenia o malych gabarytach korzystne jest, zeby ramiona kazdej dzwigni katowej posiadaly rózne dlugosci, przy czym krótsze ramiona zostaja polaczone z urzadzeniami czujnikowymi. Poza tym korzystne jest aby ramie dzwigni katowej wspólpra¬ cujace z glównym mechanizmem jazdy bylo krótsze od odpowiedniego ramienia dzwigni katowej wspólpracuja¬ cego z organem stykowym.Jako urzadzenie czujnikowe moze byc wykorzystany indukcyjny miernik odksztalcen liniowych, przy czym jego obudowa jest polaczona zjedna dzwignia katowa, a jego kotwa nurnikowa z druga dzwignia katowa.Szczególnie proste i korzystne rozwiazanie urzadzenia uzyskuje sie poprzez zastosowanie tensometru elektrooporowego, który jest zamontowany na wygietym precie, na przyklad na sprezynie wieloplytkowej miedzy ramionami dzwigni katowych, które przenosza odksztalcenia do czujnika. Korzystne jest kiedy krótsze ramie jednej dzwigni katowej, zwlaszcza wspólpracujacej z organem stykowym, posiada w obrebie punktu obrotu dzwigni wygiety, sprezysty pret, który jest polaczony z tensometrem elektrooporowym, przy czym swobodny koniec sprezystego preta jest polaczony z krótszym ramieniem drugiej dzwigni katowej, na przyklad przy pomocy rozwidlonego lba. Tensometr elektrooporowy jest zamontowany w obszarze najwiekszych odksztalcen, a mianowicie w obszarze naprezen wygietego preta.Indukcyjny miernik odksztalcen liniowych lub tensometr elektrooporowy w danym przypadku moga byc polaczone poprzez przelacznik mostkowy i wzmacniacz z urzadzeniem odczytu lub urzadzeniem rejestrujacym.Korzystne jest zamontowanie organu stykowego, wspólpracujacego z obciazonym, glównym mecha¬ nizmem jazdy, pod rama wózka w kierunku jazdy, z tylu glównego mechanizmu jazdy.Pod pojeciem rama wózka rozumie sie rame pojazdu do pomiarów torów lub rame maszyny do wyrównywania torów, zwlaszcza hydraulicznej maszyny taranowej. W tym ostatnim przypadku korzystne jest, zeby urzadzenie czujnikowe zostalo polaczone z napedem maszyny, co pozwala na zastosowanie automatyczne¬ go sterowania narzedzia podkopujacego.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje urzadzenie wedlug wynalazku oraz inne zespoly sluzace do ustalania innych parametrów toru, zamontowane w wagonie do pomiaru torów, fig. 2 - uproszczony widok przykladowego rozwiazania wedlug wynalazku, fig. 3 - powiekszo¬ ny przekrój wzdluzny urzadzenia, fig. 4 - przekrój poprzeczny wzdluz linii IV-IV urzadzenia z fig. 3, fig. 5- schemat ukladu urzadzenia czujnikowego, w którym zastosowano indukcyjny miernik odksztalcen liniowych, fig. 6 - przekrój wzdluzny innego przykladu rozwiazania urzadzenia wedlug wynalazku, fig. 7 i 8 - powiekszone detale urzadzenia z fig. 6, przy czym fig. 7 przedstawia przekrój wzdluz linii VII-VII na fig. 8, a fig. 8 —' widok od strony strzalki VIII na fig. 7, fig. 9 - schematyczny uklad sterowania tensometru elektrooporowego, stanowiacego urzadzenie czujnikowe.Przedstawiony ogólnie na fig. 1 wagon do pomiaru torów posiada dwie biegnace po szynach glówne osie jazdy 2, 2\ na których opiera sie rama wózka 3 z nadwoziem wagonu*. Glówna os jazdy 2 moze byc osia napedzajaca, która jest polaczona ze schematycznie przedstawionym silnikiem napedowym 5, a wiec w tym przypadku wagon do pomiaru torów jest jednostka samojezdna. Miedzy osiami glównymi 2,2' oraz pod konco¬ wymi segmentami wagonu pomiarowego sa zamontowane dwuosiowe, pomiarowe mechanizmy jazdy 6, 6', 6", które sa polaczone z rama wózka 3 przy pomocy prowadnicy wysiegnika, przy czym pomiarowe mechanizmy jazdy sa podnoszone nad tor przy pomocy silowników hydraulicznych 8, w przypadku gdy zachodzi potrzeba zmiany kierunku jazdy. Jednoczesnie silowniki hydrauliczne sluza do dociskania osi odbiorczych 9a, 9b do3 70 921 szyny 1, kazdego pomiarowego mechanizmu jazdy, a wiec os odbiorcza 9a naciska na lewa, a os odbiorcza 9b na prawa szyne. Do odbioru bocznych odksztalcen kazdej szyny sa wykorzystane wszystkie trzy pomiarowe mechanizmy jazdy 6, 6\ 6", przy czym poprzeczne ruchy wzgledne poszczególnych osi 9a lub 9b w stosunku do ramy wózka 3 sa przenoszone przez obrotowo ulozyskowana dzwignie 10 i inne elementy polaczeniowe, do urzadzenia pomiarowego, a nastepnie poprzez urzadzenia czujnikowe Ha lub llb dla lewej lub prawej szyny, sa przekazywane w danym przypadku po wzmocnieniu w formie elektrycznych sygnalów do urzadzenia odczytu 12 lub urzadzenia rejestrujacego 13. Przedstawiony wagon do pomiaru torów posiada ponadto urzadzenie 14 do ustalania wysokosci wzniesienia lub stanu toru, zwlaszcza do wykrywania nierównosci szyny w kierunku piono¬ wym, na przyklad do mierzenia stanu zlacz szyn oraz nastepne urzadzenie 15 do pomiarów wichrowatosci oraz urzadzenie 16 do pomiaru szerokosci toru, przy czym te wszystkie urzadzenia sa polaczone z urzadzeniami czujnikowymi U, a z drugiej strony z urzadzeniem odczytu 12 lub z urzadzeniem rejestrujacym 13. W wagonie do pomiarów torów moga znajdowac sie rózne urzadzenia obliczeniowe 17 (komputer), sluzace do opracowywa¬ nia wyników pomiarów.Ponizej zostanie blizej omówione tylko urzadzenie 14 do ustalania nierównosci szyny 1 w kierunku pionowym.Srodkowy pomiarowy mechanizm jazdy 6* oraz jeden krancowy pomiarowy mechanizm jazdy 6", w wagonie do pomiarów toru 3, 4 sluza do mierzenia bocznego odchylenia szyny 1 od polozenia zadanego, a wiec do pomiaru strzalki ugiecia. Do ustalania geometrycznej wysokosci wzniesienia dla kazdej szyny 1 sluzy tylny pomiarowy mechanizm jazdy 6", który jest polaczony poprzez dzwignie katowa 14, ulozyskowana obrotowo w punkcie obrotu 18 na ramie wózka 3, z obudowa 19 indukcyjnego miernika odksztalcen liniowych, wykorzystanego w charakterze urzadzenia czujnikowego, którego kotwa nurnikowa 20 jest polaczona ze swobodnym koncem krótszego ramienia drugiej dzwigni katowej 21. Takze dzwignia katowa 21 jest ulozysko¬ wana na ramie wózka, ajej punkt obrotu 22 lezy powyzej punktu obrotu 18 drugiej dzwigni katowej, przy czym dzwignia katowa 21 jest polaczona przy pomocy wysiegnika prowadnicy 23 z osia glówna 2\ Zrozumiale, ze do ustalania wysokosci polozenia mozna wprowadzic oddzielny mechanizm jazdy lub oddzielna os pomiarowa, które pozwola na pomiar strzalki ugiecia mechanizmu jazdy 6".Jak to przedstawiono na fig. 3 stosunek dlugosci ramion dzwigni katowych 14, 21 jest calkowicie równy i dlatego ruch wzgledny ramy wózka 3 w stosunku do elastycznie osadzonej osi glównej 2', a wiec takze wzgledem pomiarowego mechanizmu jazdy 6" zostaja calkowicie skompensowane i dlatego nie wystepuje ruch wzgledny miedzy kotwa nurnikowa 20 i obudowa 19 indukcyjnego miernika odksztalcen liniowych. W wyniku polaczenia krótszych ramion kazdej dzwigni katowej 14 lub 21 z indukcyjnym miernikiem odksztalcen liniowych uzyskuje sie mala wysokosc calego urzadzenia pomiarowego.Podczas ruchu wózka 3 do przodu, to znaczy na fig. 3 przy ruchu z prawej strony na lewo, przez wadliwe miejsce przesuwa sie najpierw os glówna 2\ przy czym wskutek obnizenia osi glównej 2', a wiec i ramy wózka 3 wzgledem pomiarowego mechanizmu jazdy 6" nastepuje odpowiedni ruch wzgledny miedzy kotwa nurnikowa 20 i obudowa 19 indukcyjnego miernika odksztalcen liniowych. Z powodu obciazenia osi glównej 2' nastepuje nie tylko geometryczna zmiana polozenia szyny 1, lecz takze pod wplywem obciazenia szyny nastepuje dodatkowo sprezyste odksztalcenie szyny, natomiast w poruszajacym sie pomiarowym mechanizmie jazdy 6" wystepuje jedynie ruch wzgledny odpowiadajacy geometrycznemu polozeniu szyny, przy czym ruch wzgledny wystepuje miedzy kotwa nurnikowa 20 i obudowa 19 indukcyjnego miernika odksztalcen liniowych. Z róznicy otrzymanych wyników pomiarów miedzy obciazona osia glówna 2' i w znacznym stopniu odciazonym pomia¬ rowym mechanizmem jazdy 6" moze byc wyliczony stan toru, a mianowicie czy wywolane przez obciazenie odksztalcenie sprezyste szyny 1 miesci sie w dopuszczalnych granicach lub czy na przyklad nie jest potrzebne zageszczenie szutrowego podloza toru. Zrozumiale, ze mozna wykorzystac wyniki pomiarów lub ocene stanu torów do elektronicznego przetwarzania danych przy pomocy urzadzenia obliczeniowego 17.Do pomiaru kazdej szyny 1 jest zmontowany wlasny uklad pomiarowy, skladajacy sie z zespolu dzwigni katowych 14, 21 i indukcyjnych mierników odksztalcen liniowych 19, 20, a dzieki iemu pomiary polozenia i stanu lewej i prawej szyny moga byc wykonywane oddzielnie. Kazda dzwignia katowa 14 jest przy tym umieszczona na prowadnicy na pomiarowym mechanizmie jazdy 6" w poblizu obrzeza wienca kola 24 i sluzy do przenoszenia mchów pionowych obrzeza wienca kola.Miernik odksztalcen liniowych zawiera odbiornik majacy cylindryczna obudowe 19 ze stali nierdzewnej, w której znajduje sie dlawik róznicowy ze wspólosiowo przesuwna kotwa nurnikowa 20. Dwie cewki pomiarowe 25 sa wspólnie podlaczone do pólmostka indukcyjnego, który jest podlaczony do miernika czestotliwos¬ ci — wzmacniacza 26, a do tego ukladu jest podlaczony nie pokazany na rysunku mostek pelnoplytkowy z dwoma precyzyjnymi opornikami. Natomiast wzmacniacz 26 jest polaczony poprzez stabilizator napiecia roboczego 27 z siecia pradu. Przesuniecie kotwy nurnikowej 20 powoduje rozstrojenie uprzednio zrównowazo-4 70921 nego mostka Wheatstone'a. Otrzymany z odbiornika sygnal pomiarowy w postaci napiecia lub natezenia jest proporcjonalny do przesuwu kotwy nurnikowej i dlatego wskazuje wymiar przesuniecia wzglednego swobodnego konca dzwigni katowej 21 polaczonej z kotwa nurnikowa 20 w stosunku do swobodnego konca dzwigni katowej 14 polaczonej z obudowa 19. Pomiarowy sygnal po wzmocnieniu we wzmacniaczu 26 i po wyprostowaniu zostaje przeslany do urzadzenia odczytu 12 lub do pisaka urzadzenia rejestrujacego 13 lub w okreslonym przypadku do urzadzenia obliczeniowego 17.Fig. 6 przedstawia rozwiazanie indukcyjnego miernika odksztalcen liniowych 19, 20jako urzadzenia czuj¬ nikowego U ztensometrem elektrooporowym 28 wspólpracujacego ze sprezystym pretem 29. Ponadto rozwiazanie z tego rysunku rózni sie od postaci z fig. 3 tym, ze posiada tylko jedna os pomiarowa.Fig. 7 i 8 przedstawiaja tensometr elektrooporowy 28 ze wspólpracujacym z nim sprezystym pretem. Pret sprezysty, korzystnie wykonany ze stali sprezynowej jest osadzony jednym koncem na krótszym ramieniu dzwigni katowej 14 i w poblizu punktu obrotu 18 dzwigni jest przymocowany przy pomocy zacisku 30. Do swobodnego konca preta sprezystego 29 jest przymocowany rozwidlony leb 31, który poprzez zazebienie sie z wystajacym czopem 32 laczy sie z krótszym ramieniem drugiej dzwigni katowej 21, która jest ulozyskowana na czopie lozyskowym 22. W celu zapewnienia bezluzowego przenoszenia ruchów dzwigni katowej 21 polacze¬ nie miedzy czopami 32 i lbem rozwidlonym 31 jest wykonane w formie lozyska przegubowego 33. Takze dzwignia katowa 14 w punkcie obrotu 18 posiada kompensacje bocznych ruchów pomiarowego mechanizmu jazdy 6" lub osi pomiarowej 9, która zapewnia lozyko przegubowe 34, z czopami lozyskowymi 35, przy czym lozysko przegubowe jest polaczone z rama wózka 3 przy pomocy lacznika 36. Tensometry elektrooporowe 28 sa zamontowane w obrebie naprezenia sprezystego preta 29, a wiec w miejscu najwiekszego odksztalcenia, na przyklad poprzez przyklejenie, przy czym na kazdym boku sprezystego preta sa przewidziane dwa tensometry elektrooporowe. Wzgledne wydluzenie lub wzgledne skrócenie metalowych drutów ulozonych wewnatrz tensometrów elektrooporowyeh wywoluje zmiane opornosci elektrycznej, a dzieki temu na przelaczniku mostkowym mozna uzyskac proporcjonalne wartosci pradu, który stanowi informacje o odksztalceniach preta sprezystego 29, a wiec posrednio o oddzialywujacych na niego ruchach wzglednych dzwigni katowych 14 i 21.Tensometr elektrooporowy sklada sfe z mostka pomiarowego, który z jednej strony jest polaczony ze stabilizatorem napiecia roboczego 37, a z drugiej strony z miernikiem czestotliwosci — wzmacniaczem, który jest takze zasilany przez stabilizator napiecia roboczego 37 oraz prostownika i w danym przypadku równiez z do¬ datkowym zespolem 39, jak przedwzmacniacz, filtr itp., a nastepnie caly ten uklad jest polaczony z urzadze¬ niem odczytu 12 lub z pisakiem urzadzenia rejestrujacego 13 albo z urzadzeniem obliczeniowym 17. PL