DE10115490C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Eichen einer Überfahrwaage - Google Patents

Abstract

Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Eichen einer Überfahrwaage mit mehreren in Fahrtrichtung beabstandeten aktiven Meßstrecken, wobei die Achsen eines Fahrschemels eines Referenz-Fahrzeuges stillstehend so auf der Überfahrwaage positioniert werden, daß die einzelnen Achsen und deren Räder jeweils im Bereich einer aktiven Meßstrecke auf der Überfahrwaage aufliegen, der so positionierte Fahrschemel mittels der Überfahrwaage statisch verwogen wird, anschließend die Überfahrwaage mit dem bereits statisch verwogenen Fahrschemel des Referenz-Fahrzeuges überfahren wird und die Eichung der Überfahrwaage durch Abgleich des bei der dynamischen Verwiegung angezeigten Gewichts mit dem bei der statischen Verwiegung der gleichen Einheit ermittelten Gewicht erfolgt, wobei beim statischen Verwiegen des Referenz-Fahrzeuges fahrzeugseitig die Last jeder Achse bzw. jedes Rades des Fahrschemels ermittelt und die Eichung der Überfahrwaage für den dynamischen Wiegebetrieb durch Abgleich des bei der dynamischen Verwiegung an jeder Meßstrecke angezeigten Gewichts mit dem bei der statischen Verwiegung an jeder Meßstrecke fahrzeugseitig ermittelten Gewicht erfolgt.

Description

I. Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Eichen einer Überfahrwaage.

II. Technischer Hintergrund

Überfahrwaagen, sei es für Straßenfahrzeuge oder für Schienenfahrzeuge, in letzterem Fall eingebaut in den von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Schienenstrang, führen eine dynamische Verwiegung durch, das heißt eine Ver­ wiegung eines Fahrzeuges, während der das zu verwiegende Fahrzeug relativ zur Waage in Bewegung ist.

Gegenüber den in der Vergangenheit benutzten statischen Verwiegungen mit Hilfe einer Wiegebrücke, die so groß ist, daß ein gesamtes Fahrzeug darauf Platz fin­ det, weisen derartige Überfahrwaagen für eine dynamische Verwiegung den Vor­ teil auf, daß sie nur geringe Länge besitzen müssen, da bei der Überfahrt jedes einzelnen Fahrschemels dessen Gewicht Achs- oder Fahrschemel-weise durch dynamische Verwiegung ermittelt wird.

Insbesondere in Form von Schienen-Überfahrwaagen können solche Überfahr­ waagen an einem bestehenden Schienenstrang mit relativ begrenztem Aufwand nachgerüstet werden, indem - jeweils an beiden Schienen - zusätzlich aktive Meßstrecken ausgebildet werden durch zwei in Längsrichtung der jeweiligen Schiene beabstandete Sensoren, die die Durchbiegung dieses Schienenstückes messen und daraus das belastende Gewicht einer Achse oder eines Laufwerkes bzw. ei­ nes Drehschemels einer Transporteinheit ermitteln.

Die Überfahrwaage weist bei Achsweiser Verwägung mehrere solcher aktiver Meßstrecken auf. Die über eine in der Regel elektronische Auswerteschaltung miteinander gekoppelt sind, so daß die Überfahrwaage in der Lage ist, nach Überfahren eines z. B. kompletten Zuges das Gewicht einer Transporteinheit und dass Gesamtgewicht des Zuges auszuwerfen.

Die Länge der aktiven Meßstrecken, also der Abstand, der die aktive Meßstrecke bildenden beiden Sensoren entspricht dabei maximal dem Abstand, insbesondere dem lichten Abstand, zweier Schwellen, die als Auflagepunkte für die jeweilige Schiene dienen. Dabei darf aus Sicherheitsgründen der Abstandes der Schwellen gegenüber dem üblichen Abstand nicht wesentlich vergrößert werden.

Die Überfahr-Waage kann aber auch eine Messestrecke für Laufwerks-weise Verwägung aufweisen. Die Länge dieser Messstrecke entspricht dabei mindestens dem Abstand der Achsen eines Fahrschemels. Bei dieser Bauart von Überfahr- Waagen und Wäge-Zellen sind Wäge-Zellen zwischen Schwelle und Schiene oder in der Schwelle angeordnet, also die Schwellen als Wäge-Schwellen ausgebildet. Insbesondere sind dabei alle Schwellen über die gesamte Längserstreckung der Überfahr-Waage als derartige Wäge-Schwellen ausgebildet, so dass der Bereich jeder einzelnen solcher Wäge-Schwellen im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ebenfalls als separate Messstrecke betrachtet werden kann.

Zu diesem Zweck wurde bereits in der DE 199 25 891 vorgeschlagen, der Über­ fahrwaage für den dynamischen Verwiegebetrieb mittels Überfahren zu eichen durch eine statische Verwiegung, also indem ein Referenzfahrzeug ganz oder mit wenigstens einem Fahrschemel (Drehgestell) ruhig, also nicht fahrend, auf die Überfahrwaage gestellt wird, so daß die Räder der einzelnen Achsen im Bereich der Meßstrecken der Überfahrwaage stehen, und das dabei statisch ermittelte Gewicht dieses Fahrschemels bzw. ganzen Referenzfahrzeuges als Vorgabe für die spätere Angleichung des Ergebnisses bei der dynamischen Verwiegung des­ selben Fahrzeuges zu verwenden.

Allerdings wurde dabei naturgemäß nur die bei der statischen Verwiegung als Summe aller Meßstellen, also das Gesamtgewicht aller Achsen eines z. B. ge­ meinsam statisch verwogenen Fahrschemels, auch mit dem dynamisch ermittelten Gesamtgewicht derselben Einheit verglichen. Ein Einzelvergleich der Meßergeb­ nisse der einzelnen Meßstellen, z. B. also pro Rad oder pro Achse, zwischen dy­ namischer und statischer Verwiegung erfolgte dabei nicht.

Dies hat sich aus Gründen der Genauigkeit als nicht ausreichend erwiesen, da selbst bei einem in Fahrt absolut gleichmäßig belasteten Referenzfahrzeug bzw. Eich-Fahrzeug die Achslast oder auch die Radlast jedes einzelnen Rades bzw. jeder einzelnen Achse nicht gleich ist.

Unter Radlast bzw. Achslast wird dabei für den Zweck der vorliegenden Anmel­ dung diejenige Last, also das Gewicht, verstanden, mit welcher diese Achse bzw. dieses Rad auf die Schiene drückt, mithin also das Gewicht der Achse bzw. des Rades selbst einschließlich der darauf lastenden Gewichte.

Darüber hinaus ist zwar in Colijn, "Series on bulk materials handling", vol. 1, Nr. 1, 1975, ein Verfahren zum dynamischen Verwiegen auf einer Überfahrwaage ange­ geben, beider als Referenzwert das gemessene Gewicht verwendet wird, das in einem vorhergehenden statischen Wiegevorgang ermittelt wurde. Hier ist jedoch nicht einmal etwas darüber ausgesagt, ob dies mit der selben Waage (Überfahr­ waage) oder mit einer speziell für statische Gewichtsbestimmungen ausgelegten anderen Waage erfolgt.

Erst recht ist nichts darüber offenbart, wie bei der statischen Verwiegung das Ge­ wicht erfasst wird, insbesondere ob das Gewicht achsweise erfasst wird. Außer­ dem wird bei dem statischen Wiegevorgang ein einzelner Wagen gewogen, und danach die dynamische Überfahrwaage zehnmal mit einem Zug von zehn mitein­ ander gekoppelten Wägen überfahren.

Die unterschiedlichen, auch bei gleichmäßiger Belastung des Referenzfahrzeu­ ges, von den Rädern in die Schienen und damit in die Meßstrecken eingebrachten Belastungen haben ganz verschiedene Ursachen:
Zum einen ergeben sich bereits unterschiedliche Lasteinbringungen, wenn der Bereich der Meßstrecken nicht absolut horizontal - sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung - steht, und damit auch das darauf lastende Referenzfahr­ zeug nicht absolut horizontal steht.

Weitere Ursachen können in einer de Facto nicht gleichmäßigen Lastverteilung auf dem Referenzfahrzeug bestehen, beispielsweise durch nachträgliche Ge­ wichtsveränderungen wie Umwelteinflüsse (Luftfeuchtigkeit, Regen, Sonne, Schnee, Frost etc.) die unterschiedlich über die Länge des Referenzfahrzeuges einwirken oder auch unterschiedlich starker am Referenzfahrzeug aufgetretener Verschleiß und damit Gewichtsverlust.

Ebenso ist die Lasteinbringung in die Meßstrecken ungleichmäßig aufgrund ferti­ gungsbedingter Streuung und wegen der elastischen Bettung des Gleises bzw. des Gleisrostes. Außerdem können die Meßstrecken realisierenden Sensoren als auch der damit verbundenen Auswerteeinheit bzw. der dorthin führenden daten­ technischen Verbindung dazu führen, daß die einzelnen Meßstrecken bei der sta­ tischen Verwiegung trotz gleicher Belastung unterschiedliche, statisch ermittelte, Meßergebnisse anzeigen. Gleiches gilt für die Überfahr-Waagen mit Laufwerks­ weiser Verwägung von Fahrzeugen.

III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, das Eichen einer für die dy­ namische Verwiegung vorgesehenen Überfahrwaage mittels einer vorherigen sta­ tischen Verwiegung eines Referenzfahrzeuges, dessen Gewicht besonders genau bekannt ist, auf derselben Überfahrwaage zu verbessern.

b) Lösung der Aufgabe

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 und 10, 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird speziell eine Schienen-Überfahrwaage beschrieben und ge­ zeichnet, ohne den Schutzumfang hierauf zu beschränken. Das hier unter Schutz gestellte Verfahren bzw. Vorrichtung ist analog auch für Straßen-Überfahr- Waagen realisierbar.

Ein Problem der bisherigen statischen Verwiegung bestand darin, daß zum einen nur das Gesamtgewicht des Referenzfahrzeuges bekannt war, nicht jedoch die Kraft auf den einzelnen Auflagepunkten, also Kontaktpunkten der Räder zu den Schienen. Darüber hinaus ist selbst das Gesamtgewicht, wie bereits erwähnt z. B. durch Witterungseinflüsse, nicht exakt bekannt bzw. unterliegt großen Schwan­ kungen, die weit über die zulässigen Grenzwerte hinausgehen. Dies ergaben um­ fangreiche Versuche.

Damit war in der Vergangenheit auch nicht bekannt, welche Last tatsächlich auf jeder der einzelnen Meßstrecken bzw. Wiegeschwellen lastet, und somit konnte auch bereits die Relevanz der statisch ermittelten Gewichtswerte der einzelnen Meßstrecken nicht auf ihre Richtigkeit überprüft werden, was natürlich auch den Abgleich mit der späteren dynamischen Verwiegung im hohen Maße negativ be­ einflußt.

Wird dagegen fahrzeugseitig während oder unmittelbar vor der statischen Verwie­ gung des Referenzfahrzeuges die von jeder Achse bzw. von jedem Rad getragene Last des Fahrschemels als jeweils einzelne Referenzlast ermittelt, so kann da­ durch einerseits das statisch ermittelte Wiegeergebnis jeder Meßstrecke bzw. Wiegeschwelle für dieses Rad bzw. diese Achse abgeglichen werden, und bei dem anschließenden Überfahren der gesamten Meßstrecke mit diesem Refe­ renzfahrzeug kann der bei dynamischer Verwiegung von jeder der Meßstrecken ermittelte Meßwert derselben Achse oder desselben Rades, das ja alle Meßstrec­ ken derselben Schiene nacheinander überfährt, ermittelt und hieran angeglichen werden.

Dies kann bei einer Schienen-Überfahrwaage für jede der Meßstellen bzw. Wie­ geschwellen entlang jeder der beiden Schienen separat geschehen - wobei einer Meßstrecke immer ein Rad des Fahrschemels zugeordnet ist, welches auf der Meßstrecke im statischen Verwiegebetrieb steht - oder es können die auf gleicher Längsposition angeordneten Meßstrecken beider Schienen meßtechnisch zu einer Einheit zusammengefaßt werden, und damit auch die beiden auf der gleichen Längsposition und damit einer Achse liegenden Räder.

Die fahrzeugseitige Ermittlung der von jedem einzelnen Rad bzw. von jeder ein­ zelnen Achse in die Schiene und damit die dortige Meßstrecke eingebrachte Bela­ stung erfolgt vorzugsweise durch Anordnung von Fahrzeug-Wiegevorrichtungen, bei achsweiser Betrachtung zwischen jeder Achse und dem darauf ruhenden Rest des Referenzfahrzeuges bzw. bei radmäßiger Betrachtung zwischen jedem Rad und dem darauf ruhenden Rest des Referenzfahrzeuges. Ähnliches gilt auch für Laufwerks-weise Betrachtung. Damit wird derjenige Teil des Referenzfahrzeuges, der gewichtsmäßig am ehesten einer Veränderung unterliegen kann, direkt im Fahrzeug und zeitlich während oder unmittelbar vor oder nach der statischen Ver­ wiegung und auch der dynamischen Verwiegung direkt statisch gewogen.

Weiterhin sind die Gewichte der Achsen bzw. der einzelnen Räder, also der nicht von der fahrzeugseitigen Wiegevorrichtung gewogenen Teile, bekannt, die erfah­ rungsgemäß nur geringen Gewichtsschwankungen unterliegen.

Auf diese Art und Weise kann - jeweils zeitaktuell - die durch jedes einzelne Rad bzw. jede einzelne Achse in die Meßstrecke eingebrachte Belastung genau er­ mittelt werden.

Hieran werden bei der statischen Verwiegung die von den einzelnen Meßstrecken ermittelten Gewichtswerte entweder einzeln angeglichen, oder die von den einzel­ nen Meßstrecken, z. B. entlang einer der Schienen, ermittelten Gewichtswerte werden in ihren Relationen zueinander zwar unverändert gelassen, in der absolu­ ten Höhe jedoch so verändert, daß sie im Durchschnitt mit den fahrzeugseitig er­ mittelten analogen Gewichten übereinstimmen.

Bei der anschließenden dynamischen Verwiegung des Referenzfahrzeuges wer­ den die für ein und dasselbe Rad bzw. dieselbe Achse von den unterschiedlichen Meßstrecken ermittelten dynamischen Gewichtswerte auf den absoluten Wert der tatsächlichen Belastung eingestellt und/oder auch wiederum so verändert, daß die Relation der von den einzelnen Meßstrecken ermittelten dynamischen Gewichts­ werte derjenigen der von den Meßstrecken ermittelten statischen Gewichtswerte entspricht.

Die Relation der von den einzelnen Meßstrecken sowohl statisch als auch dyna­ misch ermittelten Gewichtswerte kann für die spätere regelmäßige Überprüfung der Überfahrwaage, sowohl für deren statischen als auch deren dynamischen Wägebetrieb, dahingehend benutzt werden, daß dann zur Überprüfung auch an­ dere als das Referenzfahrzeug statisch und/oder dynamisch verwogen werden können und dabei die Einhaltung der ursprünglich bei der Eichung vorhandenen Relationen zwischen den Meßwerten der einzelnen Meßstellen überprüft wird, entweder im Falle eines einzelnen zu verwiegenden Objektes oder auch nur als statistischer Wert über eine größere Menge von Wiegevorgängen.

Dies beruht auf der Überlegung, daß entlang einer Überfahrwaage die hinterein­ ander angeordneten Meßstrecken zumindest keine gleichmäßige unzulässige Veränderung erfahren, sondern Veränderungen durch Alterungsprozesse der ein­ zelnen Sensoren, Beschädigungen der Sensoren, Absenken von einzelnen Schwellen oder ähnliches und damit ungleichmäßig über die Länge der Überfahr­ waage auftreten werden, was durch eine derartige Überprüfung feststellbar ist.

Hinsichtlich der Relation der von den einzelnen Meßstrecken - statisch oder dy­ namisch - ermittelten Gewichtswerte wird natürlich angestrebt, bei einem gleich­ mäßig beladenen Referenzfahrzeug, also bei theoretisch gleich hohen Radlasten bzw. Achslasten, die auf die Schiene wirken, auch eine Relation der entsprechen­ den Meßwerte von 1 : 1 . . ., also gleichlautende Anzeigen zu erhalten.

Dabei muß berücksichtigt werden, daß sowohl die statische als auch die dynami­ sche Verwiegung und auch die entsprechenden Eichvorgänge mit unterschiedlich schweren Referenzfahrzeugen, also mit Referenzfahrzeugen, die unterschiedlich stark mit Zusatz-Referenzgewichten bzw. Eichgewichten beladen sind, durchge­ führt wird.

Bei einem Fahrschemel mit z. B. drei Achsen ist - bei in Längsrichtung betrachtet gleichmäßiger Belastung des Fahrschemels - in der Regel dennoch keine gleich hohe Krafteinleitung bei allen drei Achsen bzw. sechs Rädern in die Schienen zu erwarten, da der Fahrschemel eine in sich relativ starre, also nicht optimal biege­ weiche, Konstruktion ist und bei verschieden großen Abständen zwischen z. B. Ladefläche einerseits und Auflagepunkt des Rades auf der Schiene andererseits bei den einzelnen Rädern bzw. Achsen keine so große Durchbiegung erfolgt, die diese Unterschiede ausgleicht. Es werden also in der Regel ohne zusätzliche Maßnahmen unterschiedliche Radlast bzw. Achslasten vom selben Fahrschemel an den unterschiedlichen Achsen in die Schienen eingeleitet und dementspre­ chend an den einzelnen Meßstrecken auch unterschiedliche Meßwerte angezeigt.

Um hierbei gleich hohe Werte zu erzielen, kann unterschiedlich vorgegangen wer­ den:

• a) Die einzelnen Meßwerte werden durch entsprechenden Eingriff in die Aus­ werteeinheit oder auf andere Art und Weise auf dasselbe Niveau gebracht. Das Problem der unterschiedlich hohen Krafteinleitungen in die Schienen an den un­ terschiedlichen Meßstrecken wird dadurch jedoch nicht behoben.
• b) Bei den einzelnen Rädern bzw. Achsen des Fahrschemels wird eine Hö­ henausgleichsvorrichtung zwischen Rad und Aufbau, insbesondere Ladefläche, des Referenzfahrzeuges bzw. dessen Fahrschemel eingebaut, beispielsweise in Form eines vertikal wirkenden Hydraulikzylinders. Durch Verändern der Höhe zwi­ schen Aufbau und Rad, also durch Einbringen von Hydraulikmedium in den Hy­ draulikzylinder oder Ablassen von dort, kann erreicht werden, daß jede Achse bzw. jedes Rad die gleiche Kraft in die Schiene einbringt.
• c) Ein analoger Höhenausgleich kann statt auf Seiten des Referenzfahrzeuges auf Seiten des Schienenstranges vorgenommen werden, beispielsweise indem Distanzelemente zwischen Schiene und den Schwellen eingebracht werden oder auf andere Art und Weise die Höhe der Lauffläche der Schiene im Bereich der einen oder mehreren Meßstrecken gegenüber dem Untergrund so verändert wird, so daß die durch das Referenzfahrzeug über die einzelnen Räder bzw. Achsen in die Lauffläche der Schienen eingebrachten Belastungen jeweils gleich hoch wer­ den.

Dabei wird bei einer neu errichteten Schienen-Überfahrwaage so vorgegangen, daß die dort verbauten Sensoren bezüglich der Einbausituation nicht vorkalibriert sind, und erst eingestellt werden müssen.

In der Regel geschieht dies dadurch, daß - in der Regel im dynamischen Verwie­ ge-Betrieb, also mittels Überfahren durch das Referenzfahrzeug - eine Grobkali­ brierung der Meßstrecken vorgenommen wird, indem die dabei angegebenen, aufgrund der Nichtkalibrierung noch grob unterschiedlichen Meßwerte grob auf den Soll-Anzeigewert aufgrund des bekannten Gewichts des Referenzfahrzeuges eingestellt werden.

Anschließend wird dieses Referenzfahrzeug statisch wie vorbeschrieben durch Aufstellen der einzelnen Räder bzw. Achsen des Fahrschemels die einzelnen Meßstrecken und damit die gesamte Überfahrwaage für den statischen Verwiege- Betrieb geeicht, was bekanntermaßen beinhaltet, daß bei mehrfacher Wiederho­ lung dieses Vorganges ein reproduzierbares, innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegendes, Ergebnis erzielt werden muß.

Anschließend erfolgt eine dynamische Eichung der Überfahrwaage, also mittels Überfahren durch das Referenzfahrzeug. Diese drei Stufen werden für unter­ schiedliche Beladungen des Referenzfahrzeuges mittels Eichgewichten, also un­ terschiedlichen Gesamtgewichten des Referenzfahrzeuges, durchgeführt.

Die notwendige Feinkalibrierung der Meßstrecken, erzielt durch eine der drei vor­ beschriebenen Möglichkeiten (meßtechnische Anpassung der Meßstrecken an­ einander oder Höhenveränderung fahrzeugseitig oder schienenseitig) oder eine Mischung dieser drei Methoden kann zwar nach einer eventuell stattfindenen Grobkalibrierung, jedoch noch vor der nachfolgenden Feinkalibrierung, in jedem Fall also vor den Eichprozeduren, durchgeführt werden.

c) Ausführungsbeispiele

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a Seitenansicht einer Schienen-Überfahrwaage, starres Chassis

Fig. 2a Seitenansicht der analogen Waage, variables Chassis

Fig. 1b1, 1b2 die Ansicht der Waage gemäß Fig. 1a in Fahrtrichtung,

Fig. 2b1, 2b2 die Ansicht der Waage gemäß Fig. 2a in Fahrtrichtung,

Fig. 3 ein Meßdiagramm für statische Verwiegung.

Die Fig. 1a1 zeigt die Überfahrwaage 1 in der Seitenansicht. Dabei ist die zu der sichtbaren Schiene 7 der Fig. 1a parallel laufende andere Schiene 7' des gleichen Schienenstranges ebenso wie die sichtbare Schiene 7 mit aktiven Meßstrecken 2a, b, c und Sensoren 6, 6* ausgestattet, und zwar parallel zu den dargestellten Meßstrecken bzw. Sensoren, also in Fahrtrichtungen 10 an jeweils analog gleicher Position, wie die Längsansicht der Fig. 1b1 und 1b2 nahelegt.

Die Überfahrwaage 1 besteht somit aus einem Abschnitt eines Schienenstranges, wobei in oder an den Schienen 7, 7', insbesondere in oder an dem vertikalen Steg des jeweiligen Schienenprofiles, in Fahrtrichtung 10 beabstandet jeweils zwei Sensoren 6, 6* an der gleichen Schiene zu einem Sensorpaar zusammengefasst sind, die gemeinsam eine aktive Meßstrecke 2a,b . . . bilden.

Da sich die zusammengehörigen Sensoren 6, 6* jeweils gemeinsam zwischen einem Paar von die Schiene 7, 7' abstützenden Schwellen 8 befinden, über wel­ che der Schienenstrang auf dem Untergrund 9 gelagert ist, ist die Länge einer sol­ chen aktiven Meßstrecke 2a,b . . . maximal der lichte Abstand oder der Mittenab­ stand zweier benachbarten Schwellen 8.

Dabei überlappen sich die einzelnen Meßstrecken 2a, 2b in Längsrichtung nicht.

Wenn dagegen die Sensoren z. B. in den Schwellen bzw. zwischen Schienen 7 und Schwellen 8 über den gesamten Bereich der Überfahrwaage bei jeder Schwelle angeordnet sind, würde zwar die einzelne Schwelle bzw. Wägezelle ebenfalls jeweils eine Meßstrecke darstellen, diese Meßstrecken überlappen sich dann jedoch, da ein Rad, welches z. B. zwischen zwei Schwellen auf der Schiene aufliegt, eine Belastung an den Wägezellen beider benachbarter Schwellen dar­ stellt und darüber hinaus in der Regel auch noch bei ihren weiter entfernten Schwellen.

Der Abstand der Achsen 4a, b, c des Fahrschemels 5, welcher insbesondere nicht nur Teil eines Referenzfahrzeuges (Eichnormal) 20, sondern selbst das gesamte Referenzfahrzeug 20 ist, entspricht den Abständen der Meßstrecken 2a, b, c zumindest so weitgehend, daß jedes der Räder 3a, b . . . jeweils im Meßbereich der zugehörigen Meßstrecke 2a, b . . . bei der statischen Verwiegung liegt und auf ins­ besondere jeder der Meßstrecken 2a, b, c auch ein Rad bzw. eine Achse des Re­ ferenzfahrzeuges 20 lastet.

Unter Eichnormal wird dabei der Abgleich des tatsächlichen Gewichts des Refe­ renzfahrzeuges, und zwar in mehreren Gewichtsklassen, also mit unterschiedlich starker Beladung durch Gewichte, mit einem sehr genau geeichten Referenzge­ wicht verstanden. Das so hinsichtlich seines Gewichts genau bestimmte Refe­ renzfahrzeug kann damit selbst als Referenz-Gewicht bei einem Eichvorgang die­ nen.

Dabei ist es ausreichend, wenn - bei achsweiser Betrachtung - zwischen jeder Achse 4 und dem darüberliegenden Teil des Referenzfahrzeuges 20 eine Fahr­ zeugwägevorrichtung 12 angeordnet ist, wie in Fig. 1b1 dargestellt. Zwar wird zu dem von dieser Fahrzeugwägevorrichtung 12 angezeigen Gewicht meßtechnisch das darunter liegende Gewicht der Achse 4 mit den Rädern 3a, 3a' hinzuaddiert, jedoch ist die Verteilung dieser Achslast auf die beiden Auflagepunkte der Räder 3a, 3a' auf den Schienen 7, 7' nicht bekannt.

Dagegen zeigt Fig. 1b2 eine radweise Lösung, bei der also zwischen jedem Rad 3a, 3a' und dem darauf lastenden Rest 20' des Referenzfahrzeuges 20 eine Fahr­ zeugwägevorrichtung 12a, a' vorhanden ist. Da in diesem Fall das Gewicht des einzelnen Rades 3a, 3a' bzw. der dieses Rad tragenden Teile des Referenzfahr­ zeuges 20, welches unterhalb der jeweiligen Wägevorrichtung 12a, b liegt und von dieser nicht mitgewogen wird, bekannt ist, sind die Radlasten der einzelnen Räder 3a, 3a' auf den Schienen 7, 7' bekannt.

Damit ist eine statische Verwiegung des gesamten Fahrschemels 5, insbesondere des gesamten Referenzfahrzeuges 20, möglich, welches eine vorzugsweise so­ wohl in Längsrichtung 10 als auch in Querrichtung gleichmäßige Beladung auf­ weist, welche auch eine gleichmäßige Beaufschlagung jedes der Räder 3a, 3a', 3b, 3b' bewirken sollte, indem dieser Fahrschemel 5 auf der Überfahrwaage 1 in der dargestellten Position stillsteht und statisch verwogen werden kann, wofür eine Verschaltung der Meßstrecken 2a, b . . . der Überfahrwaage 1 in einem statischen Betriebsmodus notwendig ist, was insbesondere über eine Auswertungseinheit 11 erfolgt, mit der alle Sensoren aller Meßstrecken verbunden sind.

Insbesondere kann mittels der gleichen Auswerteeinheit 11 auch eine Verschal­ tung der Sensoren zum Zwecke einer dynamischen Verwiegung also während des Überfahrens eines Schienenfahrzeuges, durchgeführt werden, wobei dann die Auswerteeinheit das Gesamtgewicht eines über die Überfahrwaage 1 gefahrenen Zuges, also einer Mehrheit von Fahrgestellen bzw. Wagons, auswirft.

Selbstverständlich werden die Gewichte bzw. Signale der in beiden Schienen 7, 7' angeordneten Sensoren 6 und Meßstrecken 2, 2' in die Auswerteeinheit 11 einge­ geben, wie in Fig. 1b dargestellt.

In den Fig. 1a bzw. 1b1 und 1b2 ist von einer starren Konstruktion des Chas­ sis des Referenzfahrzeuges 20 ausgegangen. Das bedeutet, daß eine Höhenver­ änderung zwischen dem Kontaktpunkt zwischen Rad 3 und Schiene 7, also der Lauffläche 14 der Schiene im Bereich des Rades 3, und dem Aufbau, insbesonde­ re der Ladefläche, des Referenzfahrzeuges 20 nur aufgrund der elastischen Durchbiegung des stählernen Chassis gegeben ist, und damit nur in sehr be­ schränktem Umfang.

Im Gegensatz dazu ist bei den analogen Darstellungen der Fig. 2a und 2b1, 2b2 eine Höhenausgleichsvorrichtung 13 bzw. 13a, 13a' zwischen jeweiliger Ach­ se und dem Aufbau des Referenzfahrzeuges 20 bzw. dem Rad 3a, 3a' und dem jeweiligen darauf lastenden Aufbau des Referenzfahrzeuges 20 vorhanden.

Die Höhenausgleichsvorrichtung 13 besteht aus einem vertikal zwischen Rad und Chassis angeordneten Hydraulikzylinder, so daß durch Einpressen oder Ablassen von Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder die Höhenlage des Rades relativ zum Auf­ bau verändert werden kann.

Wie in Fig. 2a dargestellt, ist es ausreichend, wenn eine solche Höhenausgleichs­ vorrichtung an allen Achsen des Fahrschemels 5 bis auf eine Achse vorhanden ist, da nur die Verstellung der Höhenlage der einzelnen Achsen relativ zueinander von Bedeutung ist.

Bei gleichmäßiger Beladung des Referenzfahrzeuges bzw. Fahrschemels 5 und horizontaler Meßstrecke, also Schienen, werden die Höhenausgleichsvorrichtun­ gen 13 so eingestellt, daß jede Achse bzw. jedes Rad eine gleich hohe Kraft bei statischer Verwiegung in die Schiene 7 und damit die jeweilige Meßstrecke 2a, 2b, . . . einleitet. Aus diesem Grund ist jeder Höhenausgleichsvorrichtung 13 eine Fahr­ zeug-Wiegevorrichtung 12 zugeordnet.

Im Gegensatz zu dieser achsweisen Betrachtung gemäß Fig. 2b1, bei der pro Achse nur eine Fahrzeugwiegevorrichtung 12 und nur eine Höhenausgleichsvor­ richtung 14 vorhanden ist, ist bei der radweisen Betrachtung gemäß Fig. 2b2 bei jeder der mit Höhenausgleichsvorrichtungen 14 ausgestatteten Achse pro Rad 3a bzw. 3a' nicht nur eine Fahrzeugwägevorrichtung 12a, 12a', sondern auch eine Höhenausgleichsvorrichtung 14b, 14b' vorhanden. Dementsprechend wird bei Einstellung des Druckes in den Höhenausgleichsvorrichtungen mit dem Ziel mit Druckmedium beaufschlagt, bei beiden auf gleicher Längsposition, also quasi eine Achse bildenden, Rädern 3a, 3a' den gleichen Anzeigewert bei den Fahrzeug- Wägeeinrichtungen 12a, 12a' zu erreichen.

Fig. 3 zeigt ein Meßdiagramm für die drei Meßstrecken nur einer der beiden Schienen bei der statischen Verwiegung. Dabei werden für die drei Räder 3a, b, c über die Fahrzeug-Wiegevorrichtungen 12a, b, c die von diesen Rädern in die Schiene eingebrachten Lasten unter Hinzuaddierung der unterhalb der Fahrzeug­ wiegevorrichtung 12 liegenden und damit nicht mitgewogenen Gewichtsanteile bestimmt in Form der fahrzeugseitig ermittelten Radlasten A*, B*, C*.

Gleichzeitig werden mit Hilfe des statischen Wiegemodus durch die drei zugeord­ neten Meßstrecken 2a, b, c, Meßstrecken-Meßwerte A, B, C des selben Refe­ renzfahrzeuges 20 ermittelt. Diese decken sich naturgemäß nicht mit den fahrzeugseitig ermittelten Gewichten A*, B*, C*, sollten jedoch in aller Regel unterein­ ander (A: B: C:) die gleichen Relationen besitzen wie die fahrzeugseitig ermittelten Gewichtswerte (A*: B*: C*:).

Sofern dies der Fall ist, werden die Meßstrecken-Meßwerte A, B, C jeweils um den gleichen Faktor verändert und dadurch der zunächst statische Wiegemodus der Überfahrwaage geeicht, indem die meßstreckenseitigen Meßwerte den tatsächli­ chen, fahrzeugseitig ermittelten Meßwerten angeglichen werden.

Sollten die Relationen der meßstreckenseitig ermittelten Meßwerte A: B: C: eine unterschiedliche Relation gegenüber der Relation der fahrzeugseitigen Meßwerte besitzen, können die Relationen der meßstreckenseitig ermittelten Meßwerte auch untereinander gleich gelassen werden, und um einen Faktor erhöht werden, der die meßstreckenseitigen Meßwerte im Durchschnitt auf die Höhe der tatsächli­ chen, fahrzeugseitig ermittelten Gewichte bringt.

In gleicher Weise können zusätzlich oder auch statt dessen mit den im statischen Zustand fahrzeugseitig ermittelten Meßwerten die bei dynamischer Verwiegung meßstreckenseitig ermittelten Meßwerte verglichen werden, wobei wiederum die­ selben Möglichkeiten zur Angleichung der meßstreckenseitigen Meßwerte an die tatsächlichen fahrzeugseitig ermittelten Meßwerte besteht.

Sollte sich in der Zukunft herausstellen, daß sich ein bestimmter der Meßstrec­ kenseitigen Meßwerte so verändert, daß die Relation A: B: C unter den meßstrec­ kenseitigen Meßwerten über einen vorgegebenen Toleranzwert hinaus verändert wird, so deutet dies eine Veränderung in der entsprechenden Meßstrecke, in die­ sem Fall b, an und erfordert dort eine Nachbesserung oder Reparatur, entweder mechanisch durch z. B. Zwischenlegen von Distanzplatten oder meßtechnische Kompensierung des entsprechenden meßstreckenseitigen Meßwertes in der Aus­ werteschaltung, um den meßstreckenseitig veränderten Meßwert 8' auf dessen meßstreckenseitigen Sollwert B zu bringen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Überfahrwaage

2

a, b, c Meßstrecke

3

a, b, c Rad

4

a, b Achse

5

Fahrschemel

6

Sensor

7

Schiene

8

Schwelle

9

Untergrund

10

Fahrtrichtung

11

Auswertungseinheit

12

Fahrzeug-Wiegevorrichtung

13

Höhenausgleichs-Vorrichtung

14

Lauffläche

20

' Rest

Claims (14)

1. Verfahren zum Eichen einer Überfahrwaage, insbesondere einer Schie­ nenfahrzeug-Überfahrwaage, die mehrere in Fahrtrichtung (10) beabstandete akti­ ve Meßstrecken (2a, 2b, . . .) umfaßt, wobei

• a) die Achsen (4a, b, c) eines Fahrschemels (5) eines Referenz-Fahrzeuges (20) stillstehend so auf der Überfahrwaage (1) positioniert werden, daß die ein­ zelnen Achsen (4a, b, c) und deren Räder (3a, b, c) jeweils im Bereich einer aktiven Meßstrecke (2a, b, c) auf der Überfahrwaage (1) aufliegen,
• b) der so positionierte Fahrschemel (5) mittels der Überfahrwaage (1) statisch verwogen wird,
• c) anschließendes die Überfahrwaage (1) mit dem bereits statisch verwogenen Fahrschemel des Referenz-Fahrzeuges (20) überfahren wird und
• d) die Eichung der Überfahrwaage (1) durch Abgleich des bei der dynamischen Verwiegung angezeigten Gewichtes mit dem bei der statischen Verwiegung der gleichen Einheit ermittelten Gewicht erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. beim statischen Verwiegen des Referenzfahrzeuges (20) fahrzeugseitig die Last jeder Achse (4a, 4b, . . .) bzw. jedes Rades (3a, 3b, . . .) des Fahrsche­ mels (5) ermittelt und
• 2. die Eichung der Überfahrwaage für den dynamischen Wiegebetrieb durch Abgleich des bei der dynamischen Verwiegung an jeder Meßstrecke (2a, 2b, . . .) angezeigten Gewichts mit dem bei der statischen Verwiegung an jeder Meßstrecke fahrzeugseitig ermittelten Gewicht erfolgt.

2. Verfahren zum Eichen einer Überfahrwaage, insbesondere einer Schie­ nenfahrzeug-Überfahrwaage, die mehrere in Fahrtrichtung (10) beabstandete akti­ ve Meßstrecken (2a, 2b, . . .) umfaßt, wobei

• a) die Achsen (4a, b, c) eines Fahrschemels (5) eines Referenz-Fahrzeuges (20) stillstehend so auf der Überfahrwaage (1) positioniert werden, daß die ein­ zelnen Achsen (4a, b, c) und deren Räder (3a, b, c) jeweils im Bereich einer aktiven Meßstrecke (2a, b, c) auf der Überfahrwaage (1) aufliegen,
• b) der so positionierte Fahrschemel (5) mittels der Überfahrwaage (1) statisch verwogen wird,
• c) anschließendes die Überfahrwaage (1) mit dem bereits statisch verwogenen Fahrschemel des Referenz-Fahrzeuges (20) überfahren wird und
• d) die Eichung der Überfahrwaage (1) durch Abgleich des bei der dynamischen Verwiegung angezeigten Gewichtes mit dem bei der statischen Verwiegung der gleichen Einheit ermittelten Gewicht erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. beim statischen Verwiegen des Referenzfahrzeuges (20) fahrzeugseitig die Last jeder Achse (4a, 4b, . . .) bzw. jedes Rades (3a, 3b, . . .) des Fahrsche­ mels (5) ermittelt und
• 2. mit den beim statischen Verwiegen des Referenzfahrzeuges messstrecken­ seitig ermittelten Lasten jeder Achse (4a, 4b, . . .) bzw. jedes Rades (3a, 3b, . . .) des Fahrschemels (5) verglichen werden und
• 3. die messstreckenseitig ermittelten Werte den fahrzeugseitig ermittelten Werten angepasst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassen der Werte durch
rechnerische Anpassung dieser Werte, oder/und
Höhenausgleich zwischen dem Rad bzw. der Achse und dem Aufbau des Referenzfahrzeuges, insbesondere hydraulischen Höhenausgleich, und/oder
durch Höhenausgleich der Lauffläche der Schiene gegenüber dem Unter­ grund, insbesondere durch Unterlegen von Distanzelementen zwischen Schwelle und Schiene, erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Schienenfahrzeug-Überfahrwaage die in Schienenrichtung auf gleicher Längsposition liegenden Meßstrecken (2a, b) und damit auf gleicher Achse (4a, b) liegenden Räder (3a, a', b, b') jeweils meßtechnisch als eine Einheit betrachtet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrzeugseitige Ermittlung der Lasten erfolgt durch Anordnung wenigstens je einer Fahrzeugwiegevorrichtung (12a, 12b, . . .) zwischen jeder Achse (4a, 4b, . .) und dem Rest (20') des Referenzfahrzeuges sowie Berechnung der Ist-Achslast aus dem Meßergebnis der jeweiligen Fahrzeugwiegevorrichtung (12a, 12b, 12c, . . .) und Addition des bekannten Gewichts der Achse abwärts von der jeweiligen Fahrzeugwiegevorrichtung (12a, 12b, . . .).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrzeugseitige Ermittlung der Lasten radvereinzelt als Radlast erfolgt, und insbesondere eine Fahrzeugwiegevorrichtung (12a, 12a', 12b, 12b') zwischen je­ dem Rad (3a, 3a', 3b, 3b') und dem Rest (20') des Referenzfahrzeuges (20) ange­ ordnet ist und bei der Berechnung der Ist-Radlast das Rad-vereinzelte Gewicht der Achse (4a, 4b, . . .) hinzuaddiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abgleich der durch die Meßstrecke ermittelten Gewichte mit den fahrzeug­ seitig ermittelten Gewichten für jede Meßstrecke einzeln deren Meßwert an den fahrzeugseitig ermittelten Meßwert angeglichen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abgleich der durch die Meßstrecken ermittelten Gewichte mit den fahrzeug­ seitig ermittelten Gewichten die Relationen der durch die einzelnen Meßstrecken ermittelten Meßwerte zueinander unverändert gelassen wird, jedoch deren Abso­ lutwerte jeweils um den gleichen Faktor zur Angleichung an die fahrzeugseitig er­ mittelten Gewichte erhöht wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur laufenden Überprüfung der Meßgenauigkeit der Überfahrwaage im dynami­ schen Verwiegebetrieb
nach der Eichung für die dynamische Verwiegung mittels Überfahren das Gewicht eines Rades bzw. einer Achse an den unterschiedlichen Meßstrec­ ken (2a, 2b, . . .) der Überfahrwaage (1) ermittelt und die Relation der so er­ mittelten Meßwerte für dieselbe Achse ermittelt wird, und
später die Relationen der durch die unterschiedlichen Meßstrecken festge­ stellten Gewichte derselben Achse eines anderen Fahrzeuges mit der an­ fänglichen Relation verglichen werden, und
bei signifikanter Abweichung einzelner Meßwerte über einen Toleranzwert hinaus die Relation dieses Meßwertes, also dieser Meßstrecke, kompensiert oder eine Neueichung der Überfahrwaage (1) durchgeführt wird.

10. Eichvorrichtung, bestehend aus
einer Überfahrwaage (1), insbesondere Schienenfahrzeug-Überfahrwaage, mit mehreren in Fahrtrichtung (10) beabstandeten aktiven Meßstrecken, die eine Justiervorrichtung für die Gewichtsanzeige der dynamischen Verwie­ gung umfassen und außer zur dynamischen Verwiegung auch zur statischen Verwiegung geeignet sind, und
einem Referenzfahrzeug mit wenigstens einem Fahrschemel (5) und wenig­ stens zwei Achsen (2a, 2b),
dadurch gekennzeichnet, daß
im Referenzfahrzeug (20) zwischen jeder Achse und dem darauf lastenden Teil des Aufbaus des Referenzfahrzeuges eine Fahrzeugwiegevorrichtung (12a, 12b, . . .) angeordnet ist, die den darauf lastenden Teil des Gewichts des Aufbaus mißt, und
der unterhalb dieser Fahrzeug-Wiegevorrichtung (12a, 12b), liegende und von dieser nicht mitgewogene Teil des Referenzfahrzeuges (20), also ins­ besondere die jeweilige Achse (4a, 4b, . . .), hinsichtlich ihres Gewichts be­ kannt ist.

11. Eichvorrichtung, bestehend aus
einer Überfahrwaage (1), insbesondere Schienenfahrzeug-Überfahrwaage, mit mehreren in Fahrtrichtung (10) beabstandeten aktiven Meßstrecken, die eine Justiervorrichtung für die Gewichtsanzeige der dynamischen Verwie­ gung umfassen und außer zur dynamischen Verwiegung auch zur statischen Verwiegung geeignet sind, und
einem Referenzfahrzeug mit wenigstens einem Fahrschemel (5) und wenig­ stens zwei Achsen (2a, 2b),
dadurch gekennzeichnet, daß
im Referenzfahrzeug (20) zwischen jeder Achse und dem darauf lastenden Teil des Aufbaus des Referenzfahrzeuges eine Höhenausgleichsvorrich­ tung (13a, 13b, . . .) angeordnet ist, die die Höhe zwischen dem jeweiligen Rad bzw. der Achse und dem Aufbau des Referenzfahrzeuges verändern kann.

12. Eichvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenausgleichsvorrichtung (13a, 13b, . . .) eine hydraulische Höhenaus­ gleichsvorrichtung (13a, 13b, . . .) ist.

13. Eichvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrzeug-Wiegevorrichtungen (12) und/oder Höhenausgleichsvorrichtungen (13a, 13b, . . .) zwischen jedem Rad (3a, 3a', 3b, 3b, 3b', . . .) und dem darauf lastenden Teil des Aufbaus des Referenzfahrzeuges (20) angeordnet ist und der Gewichtsanteil des darunter liegenden Teiles der Achse insbesondere des jeweiligen Ra­ des (3a, 3a', . . .) bekannt ist.

14. Eichvorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Wiegevorrichtungen (12a, 12b, . .) und/oder Höhenausgleichsvor­ richtungen (13a, 13b, . . .) wenigstens für den Fall der statischen Verwiegung des Referenzfahrzeuges auf der Überfahrwaage (1) mit der Auswertungseinheit (11) zum Zwecke des Datenaustausches in Verbindung stehen.