DE19810090A1

DE19810090A1 - Dynamische Gleiswaage

Info

Publication number: DE19810090A1
Application number: DE1998110090
Authority: DE
Inventors: Henning Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine dynamische Gleiswaage, die während des Überfahrens einer Meßstrecke das Gewicht der Waggons ermittelt. Dabei wird ein Teil der Schwellen durch Meßschwellen ersetzt, die mehrmals in der Sekunde einen Meßwert ermitteln. Das eigentliche Gewichtssignal wird aus der Summe des Signals mehrerer Meßschwellen ermittelt. Die Meßschwellen sind vorzugsweise als Doppel-T-Träger gestaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine dynamische Gleiswaage, die in einem konventionellen Schienenstrang ohne große Umbaumaßnahmen am Unterbau der Gleisstrecke eingebaut werden kann. Die Gleiswaage besteht aus einer oder mehreren Meßschwellen zur resultierenden Kraftermittlung eines überfahrenden Zuges, eines Analog-Digital Wandlers zur Umwandlung des analogen Kraftmeßwertes in ein digitales Signal, einer Recheneinheit, die aus den digitalem Signal das Gewicht der Radachse rekonstruiert und daraus das Gesamtgewicht des Waggons bzw. der Lokomotive und des Zuges ausrechnet.

Bisherige Gleiswaagen beruhen auf dem Prinzip einer statischen Waage, auf dem getrennt vom übrigen Schienennetz ein Waggon des Zuges statisch auf einer Wägebrücke gewogen wird. Bei den bekannten dynamischen Waagen wird die Durchbiegung eines Gleisstückes gemessen und daraus das Waagengewicht berechnet. Nachteilig bei diesen Waagen ist, daß das Gleisstück durch ein Fundament hart abgestützt werden muß um die Einflüsse von Nebenkräften zu eliminieren, dies führt zu erheblichen Umbaumaßnahmen am Oberbau der Gleisstrecke und zur einer Veränderung des Fahrverhaltens für die Schienenfahrzeuge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Gleiswaage zu entwickeln, die ohne Umbaumaßnahmen am Oberbau und dem Schienenstrang das genaue Wiegen eines Eisenbahnwaggons oder einer Lokomotive gestattet.

Diese Aufgabe wird durch eine Wägeanlage mit Meßschwellen nach Anspruch 1 gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand lediglich einer bevorzugten Ausführungsform darstellender Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den Aufbau einer Meßstrecke mit den Wägeschwellen

Fig. 2 den Kraftverlauf über die Meßstrecke

Fig. 3 die bevorzugte prinzipielle Ausführung einer Meßschwelle

Fig. 4 die Aufbringung der Dehnungsmeßstreifen auf die Meßschwelle.

Fig. 1 zeigt den Aufbau der Meßstrecke, die Schwellen n = 0, n-1, n-2, n-3, n+1, n+2, n+3 eines bestehenden Gleiskörpers werden gegen Meßschwellen getauscht.

Fährt ein Zug über die Schiene so wird die Kraft über die Schwellen in den Unterbau übertragen. Eine Schwelle nimmt jedoch nicht die gesamte Last eines darüberfahrenden Rades auf, sondern die Last wird über mehrere Schwellen an den Unterbau übertragen. Fig. 2 zeigt die relative Kraftverteilung über mehrere Schwellen. Auf der x-Achse sind die Meßschwellen angegeben, das Rad eines Waggons befindet sich zum Zeitpunkt t0 an der Steile n = 0. Auf der y-Achse ist die relative Kraft auf den Schwellen aufgetragen. Die relative Kraft ist die. Teilkraft die sich Aufgrund der gesamten Kraft des Rades ergibt. Die Schiene ist elastisch und überträgt die Kraft auf die benachbarten Schwellen. Je nach Schiene ergibt sich eine unterschiedliche Kraftverteilung, in diesem Beispiel für den Schienentyp R65 und S49 aufgetragen. Nach insgesamt 7 Meßschwellen ist die Lastkurve abgeklungen. Wird über diese 7 Schwellen die Kraft addiert, dann erhält man die Radkraft. Die Meßschwellen messen die Kraft der auf ihr liegenden Schiene jeweils für die Seite links und rechts getrennt. Wird die linke und rechte Seite der Schwelle bzw. Schiene addiert erhält man die Achskraft und kann daraus das proportionale Achsgewicht ermitteln. Das addierte Achsgewicht aller Achsen eines Waggons ergibt das Waggongewicht. Durch zweimaliges Wiegen vor und nach dem Beladen wird das Ladegewicht bestimmt.

Das exakte Gewicht des Rades über die Summierung der Kräfte aller Meßschwellen ergibt sich auch, wenn zum Zeitpunkt t sich das Rad nicht genau über einer Schwelle befindet. Vorzugsweise wird das Radgewicht beim Überfahren der Meßstrecke mehrmals hintereinander ermittelt und daraus mit Hilfe geeigneter Filterverfahren eventuelle Störgrößen, sei es elektrischer oder mechanischer Art, herausgerechnet.

Die Meßschwelle besteht nach Fig. 3 vorzugsweise aus einen U-förmigen Trog 1 mit einem Doppel-T-Träger 2, auf dem die Schienen 3 montiert sind. Die Maße des Troges werden so gewählt, das er die selben Abmessungen wie die ersetzen Originalschwellen besitzt, dadurch werden umfangreiche Umbaumaßnahmen am Unterbau (Schotterbett) der Bahnstrecke vermieden. Am Doppel-T-Träger siehe Fig. 4 sind Dehnmeßstreifen 1 und 2 auf jeder Seite, oder nur an einer Seite, angebracht, die die Scherkraft im Träger ermitteln. Die Meßstellen sind zur Mitte des Trägers, zwischen Schienenanbringung 3, 4 und Befestigung des Trägers 5 auf dem Boden des Trogs, angebracht.

Die Signal der Dehnmeßstreifen werden wie bekannt mit entsprechenden Meßverstärkern und Analog-Digital-Wandlern ausgewertet.

Claims

1. Wiegeeinrichtung für Gleisfahrzeuge bestehend aus einer Meßschwellen, die eine ähnliche Form aufweisen wie die üblichen Schwellen im Gleisbau und die eine Kraftmeßeinrichtung besitzen, um die senkrechte Kraft, die von den Schienen auf die Schwelle wirkt, zu messen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, indem mehrere Meßschwellen zur einer Waage kombiniert werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, indem für jede der zwei Schienen getrennt die Kraft ermittelt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, indem für die Kraftmessung herkömmliche Biegestäbe oder Kraftmeßdosen oder Kraftmeßeinrichtungen verwendet werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, indem für die Kraftmeßeinrichtung handelsübliche Metallprofile mit verwendet werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, indem die Elektronik zur Ermittlung der Kraft in die Meßschwelle mit eingebaut wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5 indem als Metallprofil ein Doppelt-T-Träger verwendet wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 7, indem die Kraftmessung mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 8, indem die Querkräfte im Doppel-T-Träger ermittelt wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, die in einem U-förmigen Kasten eingebaut ist, der die Grundfläche und die Einbauhöhe einer gebräuchlichen Schwelle besitzt.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, daß zur genaueren Messung mehrere Meßschwellen zusammen geschaltet werden.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, daß ein nach geschalteter Rechner das Meßsignal der Meßschwelle mit dem Modell der Biegelinie einer Schiene verrechnet und daraus das genaue Gewichtssignal ermittelt.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, daß die Messung mehrmals wiederholt wird um eventuelle Meßfehler auszufiltern.