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Diese
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige der Last, die durch
jede Achse und/oder jedes Rad eines Schienenfahrzeugs ausgeübt wird.
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Es
ist notwendig, solche Lasten statisch zu prüfen, beispielsweise nach der
Montage eines Drehgestells, da Gleissysteme für das Gewicht von Fahrzeugen
Grenzen setzen, um eine übermäßige Abnutzung
der Schienen zu vermeiden. Dazu war bisher eine ortsfeste Installation
erforderlich, gewöhnlich eine
Brückenwaage,
zu der das Drehgestell transportiert werden muss. Dies ist ein zeitaufwändiger Vorgang,
wobei eine Genauigkeit, die besser als 10 kg ist, nicht erreicht
werden kann. Außerdem
ist es wahrscheinlich, dass mit dem Aufkommen der Privatisierung
der Schiene Gleissystembetreiber Fahrzeugpark-Unternehmen Kosten
nach dem Gewicht eines Zuges statt wie derzeit nach seiner Länge in Rechnung
stellen, so dass die dynamische Prüfung der Lasten, die durch
alle Achsen eines fahrenden Zugs ausgeübt werden, erforderlich wird.
Es ist eine zeitaufwändige
und teure Arbeitsweise, einen ganzen Zug zu einer entfernten, ortsfesten
Wägeanlage zu
fahren.
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GB-A-2
315 559 offenbart eine lastanzeigende Vorrichtung, die mehrteilig
ist, so dass sie transportabel ist und an einem beliebigen Abschnitt
einer vorhanden, herkömmlichen
Gleisstrecke angebracht werden kann.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer mehrteiligen
lastanzeigenden Vorrichtung mit einer Steifigkeit, die besser als
jene der oben genannten Anmeldung ist. Eine weitere Aufgabe ist
die Schaffung einer solchen Vorrichtung, die sich noch leichter
transportieren lässt.
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Gemäß der Erfindung
umfasst die Vorrichtung zum Anzeigen der Belastung, die durch jede Radachse
und/oder jedes Rad eines Eisenbahnwagons ausgeübt wird, zwei im Wesentlichen
konvexe Trägerschuhe,
die so ausgelegt sind, um auseinander in verklammerte Positionen
entlang der benachbarten Seiten eines Schienenpaars gezwungen zu werden,
um so von den Umfängen
der Radflansche auf einer Radachse in Eingriff gebracht zu werden, wobei
die Radreifen der Räder
knapp von den Schienen abgehoben werden, ein lastfühlendes
Gerät, dass
am höchsten
Abschnitt jedes Schuhs angeordnet ist, und lastanzeigende Mittel,
die mit den Geräten
verbunden sind, wobei die Vorrichtung in Abschnitten vorliegt, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schuhe so ausgelegt sind, um auseinander
in ihre verklammerten Positionen mittels zweier Druckstreben gezwungen
zu werden, von denen sich jede zwischen den Schuhen erstreckt, um
die Steifigkeit der Vorrichtung zu verstärken, während sie jedoch leicht von
den Schuhen ablösbar
sind, um die Transportfähigkeit
der Druckstreben und der Schuhe zu gewährleisten.
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Vorzugsweise
stößt jede
Druckstrebe, wenn sie in Betriebsposition ist, an einem Ende gegen
einen der Schuhe und am anderen Ende gegen eine Mutter auf einem
mit Schraubgewinde versehenen Zapfen, der fest mit dem anderen der
Schuhe verbunden ist.
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Vorzugsweise
ist jede Druckstrebe rohrförmig
und passt an einem Ende eng auf einen glatten Zapfen, der fest mit
einem der Schuhe verbunden ist, und am anderen Ende über jenes
Ende des mit Schraubengewinde versehenen Zapfens entfernt vom anderen
der Schuhe.
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Vorzugsweise
besitzt jeder Schuh sowohl einen mit ihm fest verbundenen, mit Schraubgewinde versehenen
Zapfen und einen glatten Zapfen, wobei beide Schuhe dieselbe einheitliche
Konfiguration aufweisen.
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Jeder
Schuh weist vorzugsweise wenigstens einen Traghandgriff auf, der
fest mit diesem verbunden ist.
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Vorzugsweise
umfasst jede Vorrichtung eine lastfühlende Zelle, die fest nahe
an beiden ihrer Enden auf Stegen in einer Vertiefung im zugeordneten Schuh
angebracht ist, und eine Lastplatte, die darüber angeordnet und fest an
einer Mittelzone der Zelle befestigt ist, wobei die obere Oberfläche der
Lastplatte im Wesentlichen bündig
mit dem höchsten
Abschnitt des Schuhs liegt.
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Das
die Last anzeigende Mittel kann ein Computer sein, der in der Lage
ist, die Last, welche durch die einzelnen Radachsen und/oder die
einzelnen Räder
ausgeübt
wird, anzuzeigen und aufzeichnen.
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Alternativ
kann das die Last anzeigende Mittel ein digitales Anzeigegerät sein,
das in der Lage ist, die Last, welche durch die einzelnen Radachsen und/oder
die einzelnen Räder
ausgeübt
wird, anzuzeigen und aufzuzeichnen.
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Vorzugsweise
ist wenigstens ein Tragelement an jedem Schuh befestigt, um so wirksam
die äußere und
untere Fläche
des Schuhs zu umfassen, wobei das oder jedes Tragelement in der
Höhe einstellbar
ist, um sich den Querschnittprofilen verschiedener Schienentypen
anzupassen.
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Vorzugsweise
sind außerdem
zwei beabstandete Tragelemente an jedem Schuh befestigt.
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Die
Schuhe sind vorzugsweise mit austauschbaren Abnützungsstreifen ausgestattet,
die mit den lastfühlenden
Geräten
zum Eingriff mit den Umfängen
der Radflanken gefluchtet sind.
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Es
wird nun lediglich beispielhaft eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnung beschrieben, worin:
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1 ein
Grundriss einer transportablen Vorrichtung zur Anzeige der Last
ist, die durch jede Achse und/oder jedes Rad eines Schienenfahrzeugs bzw.
Eisenbahnwagons ausgeübt
wird, wobei herkömmliche
elektrische Bauelemente weggelassen sind;
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2 in
einem größeren Maßstab ein Grundriss
eines lastfühlenden
Geräts
ist, das Bestandteil der Vorrichtung ist;
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3 eine
Seitenansicht des lastfühlenden Geräts in der
Richtung des Pfeils 3 in 2 ist; und
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4 eine
Seitenansicht des lastfühlenden Geräts in der
Richtung des Pfeils 4 in 3 ist, die zeigt,
wie das Gerät
mit einer Schiene zusammenwirkt.
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Wie
nun aus 1 der Zeichnung hervorgeht,
ist die Vorrichtung zur Anzeige der Last, die durch jede Achse und/oder
jedes Rad eines Schienenfahrzeugs bzw. Eisenbahnwagons ausgeübt wird,
mehrteilig, damit sie leichter transportiert werden kann, und umfasst
zwei massive Trägerschuhe 10.
Jeder Schuh 10 ist kurz genug, um zwischen benachbarte
Schienenanker an einem Abschnitt eines herkömmlichen Gleises zu passen,
und ist im Wesentlichen konvex, in dem Sinne, dass seine Oberseite
ebene Endabschnitte 12 aufweist, die von ihrem mittigen,
höchsten,
ebenen Abschnitt 14 unter einem Winkel von ungefähr zwei
bis fünf
Grad abfallen, wie in 3 gezeigt ist. Die Schuhe 10 sind
dafür ausgelegt,
auseinander gezwungen zu werden, so dass sie mittels zweier mit
Zwischenraum angeordneter, paralleler Druckstreben 22,
die von den Schuhen 10 leicht entfernt werden können, mit
einem sehr hohen Grad an Steifigkeit längs der anliegenden Seiten
eines Schienenpaares, wie etwa 16, und gegen diese festgeklemmt
werden (siehe 4). Dazu stößt jede Druckstrebe 22,
wenn sie in ihrer Betriebs position ist, die in 1 gezeigt
ist, an einem Ende gegen einen der Schuhe 10 und an dem
anderen Ende gegen eine Unterlegscheibe 24 und eine Mutter 26 an
einem mit Schraubgewinde versehenen Zapfen 28, der durch Schweißen an dem
anderen der Schuhe 10 biegesteif befestigt ist. Jede Druckstrebe 22 ist
rohrförmig und
an einem Ende über
einem glatten Zapfen 30, der an einem der Schuhe 10 durch
Schweißen
biegesteif befestigt ist, und an dem anderen Ende, über jenem
Ende des mit Schraubgewinde versehenen Zapfens 28, das
von dem anderen der Schuhe entfernt ist, in einer engen Passung.
An jeden Schuh 10 sind ein mit Schraubgewinde versehener
Zapfen 28 und ein glatter Zapfen 30 geschweißt, wodurch
beide Schuhe 10 die gleiche einheitliche Konfiguration
besitzen. Auch trägt
jeder der mit Schraubgewinde versehenen Zapfen eine Sicherungsmutter 32,
die gegen die Mutter 26 angezogen werden kann. Außerdem sind
an jedem Schuh 10 zwei Traghandgriffe 34 durch
Schweißen
biegesteif befestigt. Wenn die Vorrichtung abgespannt ist, erleichtert
die Abnehmbarkeit der Druckstreben 22 von den Schuhen 10 die Transportierbarkeit
der Vorrichtung dadurch, dass es möglich ist, jede Druckstrebe
und jeden Schuh einzeln zu handhaben. Es können Druckstreben 22 mit verschiedenen
Längen
vorgesehen sein, die verschiedenen Spurweiten, d.h. verschiedenen
Abständen
zwischen Schienenpaaren, entsprechen.
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Wie
nun aus 4 der Zeichnung ersichtlich ist,
sind zwei mit Zwischenraum angeordnete Tragelemente oder Verankerungen 36 mit
L-förmigen Querschnitt
an jedem Schuh 10 mit entsprechenden (nicht gezeigten)
Spannschrauben be festigt, wovon jede einen vertikalen Schlitz 42 in
dem zugeordneten Element 36 durchquert und in dem Schuh 10 in
Eingriff gelangt, derart, dass die wirksame Höhe des Schuhs einstellbar ist.
Der horizontale Fußabschnitt 38 jedes
Elements 36 passt in eine Kerbe 40 in dem zugeordneten
Schuh, wenn, wie gezeigt ist, die minimale Höhe erforderlich ist. Der Schuh 10 und
das Element 36 sind mit komplementären Außen- und Innenradien 44 ausgebildet,
um für
eine Spannungsentlastung und folglich für eine maximale Festigkeit des
Elements 36 zu sorgen. Um die Vorrichtung an eine höhere Schiene
anzupassen werden nach Bedarf (nicht gezeigte) Füllstücke oder Beilegscheiben zwischen
dem horizontalen Fußabschnitt 38 jedes Elements 36 und
der damit zusammenwirkenden Fläche
der Kerbe 40 eingefügt.
Es können
Elemente 36 mit einem anderen äußeren und/oder unterem Profil
und/oder in anderen Größen vorgesehen
werden, um für
verschiedenen Typen von Schienen passend zu sein. Die Anordnung
ist derart, dass jedes Element 36 ungeachtet des Profils
der Schiene am Fuß dieser
zur Anlage kommt und die Außen-
und Unterseite des zugeordneten Schuhs 10 umfasst.
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Wie
nun wieder aus 2 und 3 ersichtlich
ist, ist ein lastfühlendes
Gerät,
das allgemein mit 46 bezeichnet ist, am höchsten Abschnitt 14 jedes Schuhs 10 angeordnet
und umfasst eine lastfühlende Zelle 48,
die in der Nähe
ihren beiden Enden mittels Spannschrauben 52 in einer Vertiefung 54 in
jedem Schuh 10 an zwei Stegen 50 fest angebracht
ist, wobei eine Lastplatte 56 über der Zelle 48 angeordnet und
mittels zweier Schrauben 58 an einer Mittelzone der Zelle
biegesteif befestigt ist, wobei die obere Oberfläche der Lastplatte 56 mit
dem höchsten
Abschnitt 14 des Schuhs im Wesentlichen bündig ist,
so dass die Lastplatte 56 nur auf der Mittelzone der Zelle 48 aufliegt
und die Endzonen 60 der unteren Oberfläche der Lastplatte, wie in 3 gezeigt
ist, schräg sind.
Folglich kann die Lastplatte 56' nur auf der Mittelzone der Zelle 48 aufliegen,
ohne Spannungserhöhungen
an ihrer Unterseite hervorzurufen. Zwischen die Mittelzone der Zelle 48 und
die Lastplatte 56 eingefügt ist eine Beilegscheibe 62 gezeigt,
um die Kalibrierung der Vorrichtung zu unterstützen. Die Köpfe der Schrauben 58 sind
durch Spanlöcher 64 im
Fuß des
Schuhs 10 geschützt.
Für die
Zelle 48 sind keine Überlastungsschutzmittel
vorgesehen, da der Raum zwischen der Zelle und der Grundfläche der
Vertiefung 54 mehr als ausreichend ist, um eine Biegung der
Zelle, die durch die Maximallast herbeigeführt wird, der die Lastplatte 56 ausgesetzt
ist, aufzunehmen. Jede Zelle 48 ist an eine (nicht gezeigte)
Steckerbuchse in dem zugeordneten Schuh 10 angeschlossen,
wobei die Buchse mittels eines (nicht gezeigten) Steckers an einer
Verdrahtung 66 mit einem herkömmlichen (nicht gezeigten)
lastanzeigenden Mittel, einschließlich einer digitalen Anzeige
oder eines Personalcomputers, angeschlossen werden kann. Der Stecker
und die Buchse sind gegen physische Beschädigung und jegliches Eindringen
von Wasser durch eine metallische Abdeckung 68, die mit
geeigneten (nicht gezeigten) Gummidichtungen versehen ist, geschützt. Auf
den Schuh 10 werden verhältnismäßig kleine Biegemomente ausgeübt, weshalb
es möglich
ist, die Grundfläche
der Vertiefung 54 verhältnismäßig flach
zu gestalten, ohne dass die Gefahr einer Verformung besteht, was
wiederum ermöglicht,
unter Berücksichtigung
der Begrenzung der Gesamthöhe,
die durch das Querschnittsprofil einer Schiene bestimmt ist, die
Lastplatte 56 verhältnismäßig tief
und folglich stark auszulegen. Es gibt keine Schraubenköpfe, die
ungeschützt an
der oberen Oberfläche
der Lastplatte 56 angeordnet sind. Die Endabschnitte 12 der
Schuhe 10 sind mit austauschbaren, gehärteten Einlage-Abnützungsstreifen 70 versehen,
die mittels Spannschrauben 72 zu den lastfühlenden
Geräten 46 gefluchtet befestigt
sind. Für
eine größtmögliche Härte, Festigkeit
und Abnutzungsbeständigkeit
wird, wo immer es angebracht ist, Werkzeugstahl und/oder Panzerplattenstahl
verwendet.
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In
Betrieb ist die Vorrichtung an irgendeinem geeigneten Ort zwischen
ein vorhandenes Paar Schienen geklemmt, wobei sie jedoch von diesen entfernt
ist, derart, dass ihre Tragelemente 36 am Fuß der Schienen
anliegen (siehe 4), während die Oberseiten ihrer
Schuhe 10 und genauer die Lastplatten 66 darin
mit den Außenflächen der
der Spurkränze
oder Vorsprünge
der Räder
an einer Achse eines Schienenfahrzeugs bzw. Eisenbahnwagons in Eingriff
gelangen können,
wodurch die Radreifen der Räder
knapp, d.h. ungefähr
4 mm, von den Schienen emporgehoben werden, und die von der Achse
ausgeübte
Last mittels der Zellen 48 erfasst wird. Wenn sie sich
den Lastplatten 56 nähern
und sich von diesen wegbewegen, laufen die Außenflächen der Spurkränze der
Räder auf
den oben erwähnten
Abnützungsstreifen.
Die Spurkränze
bleiben immer sicher zwischen den Schienen. Die statische Last und
die dynamische Last können
gleich gut genau gemessen werden, wobei eine digitale An zeigevorrichtung
in der Lage ist, die Lasten anzuzeigen, die von einzelnen Achsen
und/oder einzelnen Rädern
ausgeübt
werden, und ein Computer in der Lage ist, die Lasten anzuzeigen
und auch aufzuzeichnen. Wenn die Lasten, die durch die Achsen und/oder
die Räder
eines Drehgestells ausgeübt
werden, zu messen sind, wird ein typisches Drehgestell mit einem Gesamtgewicht
von rund 5 Tonnen einfach von vier Leuten in eine Prüfposition
auf die Vorrichtung geschoben.
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Bei
einer Abwandlung ist die Beilegscheibe 62 weggelassen,
und die Lastplatte 56 liegt direkt auf der Zelle 48 auf.