CH669042A5 - Verfahren zum wiegen in bewegung befindlicher schienenfahrzeuge und mittel zu dessen ausfuehrung. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiegen in Bewegung befindlicher Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1 und Mittel zu dessen Ausführung nach Anspruch 7.

Waagen, die es gestatten, aneinandergekoppelte und in Bewegung befindliche Schienenfahrzeuge zu wiegen, gibt es seit mehr als zehn Jahren. Die erfolgreichste Konstruktion dieser Art besteht aus einer Brückenwaage, die etwa 1,52 m lang ist (weniger als der Abstand zwischen den Achsen) und auf vier Kraftmessdosen montiert ist. Die Brücke und die Kraftmessdosen befinden sich in einer Betonlagerung von etwa 1,22 m Tiefe. Die Zufahrtsschienen an beiden Enden der Brückenwaage sind auf einer Länge von 15,24 bis 30,48 m ebenfalls in Beton eingelassen, um eine Niveauangleichung zu schaffen.

An jedem Ende der bekannten Brückenwaage befinden sich Auflaufkontakte, die das Vorbeipassieren eines Radflansches abtasten und Signale an die elektronischen Regelschaltkreise abgeben, um das Gewicht der gerade passierenden Achse der Summe der zuvor gewogenen Achsengewichte hinzuzufügen. Nach dem von Hand vorgenommenen Einschalten des Systems zur Einleitung einer Wiegefolge registriert und addiert der elektronische Regelschaltkreis automatisch das Gewicht vier aufeinanderfolgender Achsen eines vierachsigen Schienenfahrzeugs und stellt den Speicher dann auf null zurück, um das Gewicht der nächsten vier Achsen des folgenden Schienenfahrzeugs zu ermitteln.

Diese bekannten Systeme leisten zwar das Gewünschte, haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Die Grube neigt dazu, Wasser zu sammeln, das die Kraftmessdosen und die damit zusammenhängenden elektrischen Anlagen beschädigen kann, was häufigere Wartung erfordert. Das übliche Erfordernis einer starren und festen Abstützung führt in der Praxis zu massiven und ausgedehnten Fundamenten. Zu den Ausgaben, die solche Fundamente erfordern, kommt noch hinzu, dass das Schienenstück, wo eine solche Einrichtung installiert werden soll, notwendigerweise für eine Periode von vier bis sechs Wochen für den Betrieb ausfällt.

Systeme, die eine Gewichtsmessung durch Abtastung der Biegung einer gewöhnlichen oder nur wenig modifizierten

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Schiene eines Eisenbahngleises durchführen, könnten diese Probleme beseitigen und die Voraussetzungen dafür schaffen, dass Waagen an mehr Stellen eingerichtet werden können. Systeme dieser Art sind bekannt. Ein System dieser Art ist im US-Patent 3 155 184 beschrieben. Dieses System bedient sich eines relativ kurzen Wiegeabschnittes einer Schiene, die an ihren Enden abgestützt und von der benachbarten Zufahrtsschiene in ihrem Aufbau abgesetzt ist. Auf der Unterseite der Wiegeschiene sind auf entgegengesetzten Seiten der Mitte Dehnungsmesser angebracht, die das Biegemoment der Schiene feststellen, das durch das von dem Schienenfahrzeugrad übertragene Gewicht erzeugt wird. Der Nachteil dieses Systems liegt darin, dass der Wiegeabschnitt von der benachbarten Anlaufschiene abgesetzt sein muss. Wenn der Zug dann über die am Ende des Wiegeabschnittes befindliche Lücke rollt, gibt es einen Stoss, der in den Federn und im Gerüst des Schienenfahrzeuges eine Oszillation erzeugt, die in den Sensoren zu falschen Ablesungen führt.

Ein anderes System dieser Art ist aus dem US-Patent 3 734 216 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung bildet der Biegeabschnitt der Schienen an der Oberfläche eine Einheit mit den Zufahrtsschienen, um jede Bruchstelle in den Schienen zwischen dem Wiegeabschnitt und den Anlauf abschnitten zu vermeiden, aber der Wiegeabschnitt ist strukturell und funktionell von den Anlaufschienen getrennt, um jedes Biegemoment zwischen dem Wiegeabschnitt und den Anlaufschienen auszuschalten. Bei diesem bekannten System sind an den Seiten der Schienen Dehnungsmesser angebracht, die es gestatten, Scherkräfte an den Schienen zu messen (anstelle von Biegemomenten), wenn die Schiene nach unten gebogen wird. Es ist schwierig, die «Winkelpunkte» zu lokalisieren, wo die Dehnungsmesser angebracht werden müssen. In dem US-Patent 3 734 216 ist zwar dargelegt, dass die Lastmessung nicht erfordert, dass sich das Rad genau in der Mitte des Wiegeabschnittes befindet, doch scheint es, dass die Genauigkeit einer solchen Messung mit der Entfernung vom Mittelpunkt abnimmt. Ausserdem muss die Wiegeschiene, wenn das Gewicht abseits vom Mittelpunkt festgestellt werden soll, in wesentlichen Teilen mit versteifenden Elementen versehen werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Wiegen in Bewegung befindlicher Schienenfahrzeuge sowie Mittel zu dessen Ausführung zu schaffen, bei denen eine mit den beiden Anfahrschienen integral verbundene Schienenbrücke verwendet wird und die eine genaue Messung der Radlast erlauben, wobei die Messung über eine beträchtliche Länge der Wiegebrücke oder des Wiegeabschnitts präzise vorgenommen werden kann, wodurch Fehler, die bei der Einzelpunktmessung auftreten, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass an einer Brücke, deren Länge geringer ist als der Minimalabstand zwischen benachbarten Achsen des Schienenfahrzeuges und die aus zwei nicht unterstützten Schienen besteht, die Biegemomente, die durch die Last der Schienenfahrzeugräder einer Achse auf die Schienen ausgeübt werden, an jeweils vier Messpunkten von beiden Schienen bestimmt werden, wobei die Messpunkte aus jeweils zwei inneren Messpunktpaaren S2R, S2L und S3R, S3L und aus jeweils zwei äusseren Messpunktpaaren SIR, SIL und S4R, S4L bestehen und sich jeweils zwei Messpunktpaare SIR, S4R bzw. S2R, S3R und SIL, S4L bzw. S2L, S3L auf jeder Schiene befinden und wobei die Messpunktpaare annähernd den gleichen Abstand voneinander haben, und dass die Biegemomente der beiden Schienen zu einem Wert summiert werden, der der auf die Schienen ausgeübten Last der Schienenfahrzeugräder einer Achse entspricht, sowie durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch eine Brücke von nicht unterstützten Schienen 11R und 11L, die an jedem Ende der Brücke starr mit unterstützten Schienen verbunden sind, wobei die Länge der Brücke geringer ist als der Minimalabstand zwischen benachbarten Achsen der Schienenfahrzeuge, und durch an vier Messpunkten in jeder Schiene angebrachte Mittel zur Erzeugung elektrischer Signale in Abhängigkeit von den durch die Last der Schienenfahrzeugräder einer Achse ausgeübten Biegemomenten, wobei die vier Mêsspunkte jeweils längs der beiden Schienen aus zwei inneren Messpunktpaaren S2R, S2L und S3R, S3L und aus zwei äusseren Messpunktpaaren SIR, SIL und S4R, S4L bestehen und wobei die Messpunktpaare annähernd den gleichen Abstand voneinander haben.

Die Erfindung sei nunmehr anhand einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines Eisenbahngleises, das erfindungsgemäss ausgestaltet ist;

Fig. 2 A eine Seitenansicht einer der Schienen der Fig. 1, von der Innenseite der Schiene aus gesehen;

Fig. 2B ein Diagramm summierter Biegemomente in einem Teil der Schiene der Fig. 2A, verursacht durch eine längs der Schiene bewegte Achslast;

Fig. 2C eine Detailansicht der Anbringung des Auflaufschalters, wie von rechts in Fig. 2A gesehen; und

Fig. 3 ein schematisches Schaltdiagramm eines Teils des Wiegesystems.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Eisenbahngleises, das aus konventionellen Schienen 1 IL und 11R besteht, die auf konventionellen Schwellen 12,13,14 und 15 gelagert sind. In der Mitte des in Fig. 1 dargestellten Gleisabschnittes sind die Schienen über eine gewisse Spannweite hinweg, die durch die Entfernung zweier Schwellen dargestellt ist, zum Beispiel zwischen den dargestellten Schwellen 13 und 14, nicht unterstützt. Die Länge der nicht unterstützten Spannweite L der Schienen 1 IL und 11R beträgt etwa 1,63 m. Diese Spannweite wurde gewählt, da der Abstand geringer ist als der Minimalabstand zwischen benachbarten Rädern der zu wiegenden Schienenfahrzeuge, der z.B. 1,78 m beträgt. Durch diese Wahl der Länge der Spannweite L können sich zu einem gegebenen Zeitpunkt nur die Räder einer einzigen gemeinsamen Achse auf dem Brückenteil der beiden Schienen 1 IL und HR befinden.

Wie in den Zeichnungen dargestellt, sind die Schienen, die die Wiegebrücke L darstellen, kontinuierliche Schienen von bekannter Bauart, die mit anschliessenden Gleisabschnitten auf eine bekannte Art und Weise verbunden sind. Vorzugsweise sind die Schienen, die die Wiegebrücke L bilden, etwa 2,44 m lang, so dass die Nahtstellen zu den benachbarten Schienen etwa 1,22 m vom Mittelpunkt der Wiegebrücke entfernt sind. Bei dieser Länge ist sichergestellt, dass Messfehler vermieden werden, die darauf zurückgehen, dass eine benachbarte Achse bereits eine Verbindungsstelle passiert hat, während eine Achse, noch gewogen wird. Die Schienenlänge lässt sich ausserdem für die Herstellung einer Schienenbrückenwaage leicht handhaben.

Fig. 2A ist eine Seitenansicht der Innenfläche der Schiene 11R und der Stützschwellen. Die Schiene wird auf den Schwellen mit Hilfe konventioneller Ankerplatten 16 gehalten. Die Innenschwellen 13 und 14 definieren die Brük-kenlänge L und stellen ausserdem Drehpunkte für die Abwärtsbiegung der Schienenbrücke L unter dem Gewicht einer Achslast, die auf die Wiegebrücke wirkt, dar.

Es wurde festgestellt, dass, wenn die Biegemomente längs der Wiegebrücke L an vier Punkten gemessen werden, wie es später noch eingehend beschrieben wird, die Summe dieser

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Biegemomente über einen beträchtlichen Teil der Wiegebrücke in der Nähe von deren Zentrum (etwa ein Viertel der Wiegespannweite z.B.) einen konstanten Wert hat. Wenn man deshalb die Messung der Summe dieser Momente als ein Indiz für die aufgebrachte Last ansieht, dann kann die Messung dieser Last während einer endlichen Radbewegung längs der Brücke vorgenommen werden.

Es wurde weiterhin festgestellt, dass der oben erwähnte konstante Wert der Summe der Momente auftritt, wenn zwei Paare von Messgeräten an den jeweiligen Hälften der Wiegebrücke angebracht werden, wobei jedes Paar aus einem äusseren Messgerät, das mehr in der Nähe des Drehpunktes, und einem inneren Messgerät, das mehr in der Nähe des Zentrums der Brücke angeordnet ist, besteht. Dabei ist wesentlich, dass der Abstand zwischen den äusseren und den inneren Messgeräten der Paare annähernd der gleiche ist und dass die Summe durch Addition der gemessenen Werte der inneren Messgeräte und Subtraktion der gemessenen Werte der äusseren Messgeräte gebildet wird. Am vorteilhaftesten ist es, wenn der Abstand zwischen den Messgeräten der zwei Paare genau der gleiche ist, vorausgesetzt, dass die Schiene exakt einheitlich ist.

Dementsprechend sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, Dehnungsmesser SIL, S2L, S3Lund S4L an der Unterseite der mit 11L bezeichneten Schiene angebracht und Dehnungsmesser SIR, S2R, S3R und S4R an der Unterseite der mit 11R bezeichneten Schiene.

Fig. 2B zeigt eine Kurve C, die ein Diagramm der Summe der von den Dehnungsmessern SIL, S2L, S3Lund S4L angezeigten Biegemomente ist. Die Kurve ist senkrecht von der Seitenansicht der Schiene in Fig. 2A projektiert, um die Summe der Momente in bezug auf die Wiegebrücke L und die Lage der Dehnungsmesser auf der Wiegebrücke wiederzugeben, wenn eine Radlast die Wiegebrücke überquert. Die tatsächlichen Positionen der Dehnungsmesser können, relativ zur Wiegebrücke L, innerhalb der oben angegebenen und auch innerhalb später noch zu beschreibender Grenzen variieren. Wie bereits erwähnt, kann eine Wiegebrücke L, d.h. der Abstand zwischen den Drehpunkten, beispielsweise 1,63 m betragen. Die Abstände zwischen den äusseren Dehnungsmessern SIL und S4L und den zugehörigen Drehpunkten sind durch das Symbol Lf angedeutet. Die Abstände zwischen den jeweiligen äusseren und inneren Messgeräten der zwei Paare sind durch das Symbol Lg angedeutet und der Zentralabstand zwischen den beiden inneren Messgeräten S2L und S3L durch das Symbol Lc. Mit diesen Abständen werden die besten Resultate erreicht, was Genauigkeit und Empfindlichkeit anlangt. Ein Faktor, der berücksichtigt werden muss, ist eine Deformation, die als die St.-Venant's-Deformation bekannt ist und die in der Kurve C in Fig. 2B in Form der Ausbuchtungen VI, V2, V3 und V4 erscheint. Diese Deformationen stellen fehlerhafte Ablesungen dar, die erzeugt werden, wenn sich eine Radlast direkt über einem Dehnungsmesser befindet. Diese Ablesungen müssen bei der Auswahl der Ablesungen, die die Last auf der Wiegebrücke darstellen, ausser acht gelassen werden.

Aus Kurve C in Fig. 2B ist ersichtlich, dass die Messspanne Lm, in der der oben erwähnte konstante Wert der Summe der Momente auftritt, wesentlich kürzer ist als die Mittelspanne Lc zwischen den inneren Messgeräten S2L und S3L. Der Grund hierfür liegt in der St.-Venant's-Deformation. Es ist indessen wünschenswert, dass die Messspanne Lm so lang wie möglich ist, so dass eine möglichst grosse Anzahl von Durchschnittswerten aus Ablesungen gewonnen werden kann, während ein Rad 20 diese Spanne durchmisst. Es liegt auf der Hand, dass mit länger werdender Spanne auch die Geschwindigkeit eines passierenden Schienenfahrzeugs gesteigert werden kann, wobei trotzdem eine hinreichende

Anzahl von Ablesungen vorgenommen werden kann, um einen sehr genauen Durchschnittswert zu erhalten. Dementsprechend sollte die Distanz Lc so gross wie möglich sein, wünschenswert wäre mindestens ein Drittel der Wiegespanne oder Wiegebrücke L. Die Abstände Lg sind nicht kritisch. Sie haben jedoch einen gewissen Einfluss auf die Empfindlichkeit der Wiegeleistung («scale output»). Vergrössert sich der Abstand Lg, dann steigt die Gesamtleistung pro Gewichtseinheit. Demzufolge ist die Wiegeleistung, wenn sie verstärkt wird, genauer. Die Abstände Lf sind ebenfalls nicht kritisch, abgesehen davon, dass die äusseren Messgeräte SIL und S4L in einem hinreichenden Abstand von den jeweiligen Drehpunkten angeordnet sein müssen, um jeden Einfluss der St.-Venant's-Deformation zu vermeiden.

Wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt, läuft die Wahl der Anbringungsorte der Messgeräte zur Erzielung optimaler Ergebnisse auf eine Abwägung der Vor- und Nachteile hinaus. So können beispielsweise die Abstände Lf 20,32 cm, die Abstände Lg 25,40 cm und der Mittelabstand Lc 71,12 cm betragen. Unter Berücksichtigung eines hinreichenden Abstandes für den Effekt der St.-Venant's-Deformation an den Punkten V2 und V3 beträgt die Messspanne Lm mindestens 35,56 cm.

Die Kurve C, die die Summierung der Momente in Fig. 2B darstellt, wurde über die Wiegebrücke L hinaus verlängert, um auch Teile der Anfahrgleise an jedem Ende der Wiegebrücke zu umfassen. Wie experimentell festgestellt wurde, bleibt die Summe der in der Wiegebrücke gemessenen Momente konstant, während ein Rad 20 auf der Schiene 1 IL (vgl. Fig. 2A) von links nach rechts rollt, und zwar über eine Strecke, die links von der Schwelle 13 der Spanne L und rechts von der Schwelle 13 und ihrer Drehplatte 16 einigen Zoll entspricht. Diese Summe wird nicht durch Radlasten links der Schwelle 13 oder rechts der Schwelle 14 beeinflusst. Wenn die Radlast direkt über den Dehnungsmesser SIL rollt, gibt es eine leichte Einbuchtung VI in der Summierung der Kurve. Dies ist eine fehlerhafte Anzeige, die auf die St.-Ve-nant's-Deformation zurückzuführen ist, die auftritt, wenn die Last sich direkt über einem Dehnungsmesser befindet. Wenn sich die Last zwischen dem äusseren Dehnungsmesser SIL und dem inneren Dehnungsmesser S2L bewegt, steigt die Summe der Momente auf einen Maximalwert, der wieder durch die St.-Venant's-Deformation V2 wiedergegeben wird, wenn die Last direkt über das innere Messgerät S2L rollt. Wenn sich die Last von einem Punkt leicht jenseits des Messgerätes S2L auf einen Punkt in der Nähe des inneren Messgerätes S3L zu bewegt, dann ist die Summe der Momente konstant und wird von Lasten ausserhalb der Wiegebrücke nicht beeinflusst. Diese Schienenspannweite, wo die Summe der Momente konstant ist, wird als Messspanne Lm bezeichnet. In dem beschriebenen Beispiel hätte die Messspanne Lm eine Länge von mindestens 35,56 cm, abhängig von dem Effekt der St.-Venant's-Deformation. Wenn sich die Last weiter nach rechts bewegt, dann wiederholt sich die Summe der Momente in einer symmetrischen Weise relativ zu den inneren und äusseren Messgeräten S3L und S4L und den Anfahrschienen rechts der Schwelle 14 und der zugehörigen Kronenplatte 17.

Da die Summe der Momente konstant ist, während die Last die Messspanne Lm überquert, könnte theoretisch eine genaue Messung der Last an jedem Punkt dieser Messstrecke erfolgen.

Wenn man annimmt, dass ein Schienenfahrzeug sich über die Wiegebrücke mit einer Geschwindigkeit von 4,827 km/h («three miles per hour») oder 134,62 cm/sek («53 inches/ sec») bewegt, dann beträgt die Zeit, die das Rad benötigt, um die Messspanne Lm zu überschreiten, etwa 0,26 Sekunden. Es stehen somit mindestens 0,26 Sekunden zur Verfügung,

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während denen eine theoretisch genaue Messung der überschreitenden Last vorgenommen werden kann. Man muss jedoch berücksichtigen, dass es externe Faktoren gibt, die die Belastung auf der Schiene in jedem Moment beeinflussen können. Dazu gehören beispielsweise vertikale Oszillationen des Rades relativ zum Wagen und Schlagbeanspruchungen, die auf flache Oberflächenstücke der Räder zurückgehen. Wegen dieser externen Faktoren ist es unwahrscheinlich,

dass eine einzige Momentanablesung, vorgenommen zu irgendeiner Zeit, während der sich die Last über der Messstrecke befindet, eine exakte Wiedergabe der Last wäre. Es ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung, die bedeutsame Distanz von mindestens 35,56 cm zu schaffen, innerhalb derer eine genaue Messung möglich ist, und eine Anzahl von Ablesungen der Last oder des Moments vorzunehmen, während die Last die Messstrecke Lm überschreitet und dann einen Durchschnittswert dieser Abmessungen zu nehmen, um einen wahren Anhalt für die tatsächliche Last zu erhalten. Dies sei im folgenden näher beschrieben.

Fig. 3 zeigt ein elektronisches Schaltschema und System zur Abnahme von Ablesungen, die die von einem Schienenfahrzeug verursachten Lasten darstellen, und zur Bestimmung des Gesamtgewichtes dieses Fahrzeugs.

Die acht Dehnungsmesser S1L bis S4L und S1R bis S4R sind in geeigneter Weise in einer Brückenschaltung vereinigt, die ein Ausgangssignal erzeugt, das die gesamte Last auf den beiden Schienen 1 IL und 11R wiedergibt, die durch zwei Räder auf einer gemeinsamen Achse erzeugt wird. Am Brük-kenschaltkreis 31 ist an den Punkten 32 und 33 eine von einer Gleichstromspannungsquelle 30 erzeugte Gleichspannung angelegt. Die Ausgangsleistung der Brückenschaltung wird an entgegengesetzten diagonalen Brückenpunkten 34 und 35 abgenommen. Sie wird in einen Computer 40 eingegeben. Die Eingangsleistung von der Brückenschaltung zum Computer wird durch einen Auflaufkontakt45 geregelt.

Wie aus den Fig. 1, 2A und 2C hervorgeht, ist der Auflauf-kontakt 45 an der Schiene 1 IL mit Hilfe einer Schelle 46 angebracht. Dieser Schalter enthält einen Angriffsschenkel 47 mit dazugehörigem Roller, in den der Flansch eines Rades 20, das die Schiene überquert, eingreift. Wie am besten aus Fig. 2A hervorgeht, ist der Schaltschenkelroller, in den der Radflansch eingreift, etwa in der Mitte der Wiegebrücke L angebracht. Der Schenkel 47 hat eine obere Grenzposition, die der in Fig. 2A dargestellten Position entspricht. Dieser Schalter ist so eingerichtet und angeordnet, dass der Computer ein Ausgangssignal von der Brücke erhält, solange das Rad 20 die Messstrecke Lm der Wiegebrücke überquert. In Fig. 2A hat das in durchbrochenen Linien dargestellte Rad 20 gerade den Dehnungsmesser S2L passiert und tritt in die Führungsseite der Messstrecke ein, an welchem Punkt der Schenkel 39 von dem Radflansch nach unten gedrückt wird, wodurch der Schalter schliesst. Der Schalter 45 bleibt geschlossen, während sich das Rad von dieser Stelle zu dem Punkt bewegt, der in ausgezogenen Linien dargestellt ist, wo der Radflansch es dem Schenkel 47 erlaubt, aufgrund einer inneren Vorspannung in seine Grenzposition zurückzukehren, wo der Schalter geöffnet wird. Wie man sieht, ist dieser Schalter 45 im wesentlichen die ganze Zeit geschlossen, die das Rad benötigt, um die Messspanne Lm zu überqueren. Dies geschieht unabhängig davon, in welcher Richtung das Rad 20 die Schiene 11L überquert. Mit anderen Worten, das System funktioniert identisch, ohne Rücksicht auf die Richtung, in der ein Schienenfahrzeug die Wiegebrücke des Systems überquert.

Die Erfassung des Brückenausgangssignals und die Umwandlung des Signals in das Gewicht eines kompletten Schienenfahrzeugs erfolgt durch den Computer, der auf die von dem Schalter 45 kontrollierten Eingangssignale reagiert,

vorausgesetzt dass ein Wiegezyklus von Hand initiiert wurde, um sicherzustellen, dass der Wiegezyklus mit der ersten Achse eines Schienenfahrzeugs beginnt.

Die Funktionen des Computers können folgendes beinhalten:

1. Zählung der Eingangsimpulse («input cycles»), erzeugt vom Schalter 45 für jede der vier Achsen.

2. Nach Initiierung des ersten Eingangsimpulses Aufnahme und Zusammenzählung von N (z.B. 128) aufeinanderfolgenden intermittierenden Ablesungen der Brückenausgangsleistung während einer Periode von etwa 0,26 sek, während die Achse die Messspanne Lm überquert und der Schalter 45 geschlossen ist.

3. Teilung der zusammengezählten N Ablesungen durch N, um einen durchschnittlichen Lastwert für die Achse zu bestimmen.

4. Speicherung des Achslastwertes.

5. Zählung des zweiten Eingangsimpulses, initiiert durch die Auslösung des Schalters 45 durch ein Rad der zweiten Achse.

6. Wiederholung der Schritte 2,3 und 4.

7. Zählung des dritten Eingangsimpulses, initiiert durch die Schliessung des Schalters 45 durch ein Rad der dritten Achse.

8. Wiederholung der Schritte 2,3 und 4.

9. Zählung des vierten Eingangsimpulses, initiiert durch die Schliessung des Schalters 45 durch die vierte Achse.

10. Wiederholung der Schritte 2,3 und 4.

11. Summierung der gespeicherten Lastwerte für die vier Achsen.

12. Multiplikation der Summe mit einem Faktor, um die Messergebnisse in das Gesamtgewicht des Schienenfahrzeugs umzuwandeln.

13. Ausdrucken.

Das System ist ausserordentlich genau in der Messung der Lastwerte für jede Achse, da es einen Durchschnittswert von zahlreichen Ablesungen bildet, wodurch in einer Gruppe auftretende fehlerhafte Messungen beseitigt werden.

Wie aus dem Folgenden hervorgeht, kann ein Wiegesystem wie beschrieben in einer sehr kurzen Zeit in ein bereits bestehendes Eisenbahngleis eingebaut werden. Ein Schienenabschnitt von etwa 2,44 m Länge mit daran angebrachten Dehnungsmessern wird anstelle einer bestehenden Schiene eingesetzt und mit Hilfe konventioneller Eckschienen mit dem angrenzenden Gleis verbunden. Zwei benachbarte Schwellen werden entfernt, wodurch eine Brücke von etwa 1,63 m Länge zwischen den nunmehr weiter voneinander entfernten Nachbarschwellen gebildet wird. Der im Bereich der entfernten Schwellen befindliche Schotter wird ebenfalls teilweise entfernt, um Platz für die an der Unterseite der Schiene befindlichen Dehnungsmesser zu schaffen. Der Schalter 45 wird mit Hilfe einer geeigneten Schelle an der Schiene befestigt, um den Angriffsschenkelroller an der geeigneten Stelle im Zentrum der Brücke L in Position zu bringen. Danach ist es nur noch notwendig, die verschiedenen Dehnungsmesser und den Schalter 45 an den elektronischen Teil des Wiegesystems anzuschliessen. Wie festgestellt werden konnte, funktioniert dieses System in der oben beschriebenen Weise, auch wenn die Schienen der Wiegebrücke L zwischen den Drehschwellen überhaupt nicht unterstützt werden.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es möglich ist, dass die Schienen 11L und 11R aufgrund einer plötzlichen Beschleunigung der Lokomotive oder des Abbremsens des Zuges sich relativ zu den Schwellen längs verschieben, kann es wünschenswert sein, Schienenanker 18 vorzusehen, die solch eine Längsbewegung im Bereich der Wiegebrücke vermindern. Die Schienenanker sind an der Unterseite der Schiene befestigt und stossen seitlich an ausgewählte

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Schwellen an. Zwei solcher Anker sind in Fig. 2 dargestellt. Wie man sieht, stossen sie seitlich an den Schwellen 12 und 15 an und verringern so eine Längsbewegung der Schienen in beiden Richtungen. Es ist auch möglich, weitere Schienenanker an die Schienen anzuklemmen und sie an mehreren benachbarten Schwellen an beiden Enden der Wiegebrücke anstossen zu lassen.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich, kann ein Wiegesystem der erfindungsgemässen Art in ein bestehendes Eisenbahngleis innerhalb von Stunden eingebaut werden, so dass die Verwendung dieses Gleisabschnittes für den regulären Verkehr nur für eine sehr kurze Zeit unterbrochen wird.

Das oben beschriebene System erlaubt es, Schienenfahrzeuge in Bewegung zu wiegen. Im folgenden werden die Verfahrensschritte geschildert, die zur Ausführung eines solchen Verfahrens notwendig sind.

Ganz grob besteht das Verfahren aus folgenden Schritten:

1. Einrichtung einer Brücke aus nicht unterstützten Schienen, die an jedem Ende der Brücke starr mit unterstützten Schienen verbunden sind, wobei die Freilänge der Brücke geringer ist als der kleinste Abstand zwischen benachbarten Achsen der Schienenfahrzeuge.

2. Messung der Biegemomente, die durch die Last eines Schienenfahrzeugrades auf die nicht unterstützte Schiene ausgeübt werden, an vier Messpunkten längs der Brücke, wobei die Messpunkte aus zwei Paaren von inneren und äusseren Messpunkten bestehen und ein Paar sich in jeder Hälfte der Brücke befindet und wobei die Messpunkte der Paare annähernd den gleichen Abstand voneinander haben.

3. Summierung der Biegemomente der vier Messpunkte zu einem Wert, der die Schienenfahrzeugradlast darstellt.

Genauer gesagt werden die Momente an den vier Messpunkten in der Weise summiert, dass die inneren Momente addiert und die äusseren Momente subtrahiert werden und dass die Biegemomente dann summiert werden, wenn die Radachse sich zwischen den zwei inneren Messpunkten bewegt.

Hinsichtlich des Abstandes der inneren Messpunkte ist erfindungsgemäss vorgesehen, diese Punkte in einem Abstand voneinander anzubringen, der etwa ein Drittel der Länge der Wiegebrücke beträgt oder zweimal so gross ist wie der Abstand des St.-Venant's-Deformationsbereichs.

Ein weiterer besonderer Verfahrensschritt der Erfindung besteht darin, zwischen den zwei inneren Messpunkten eine Wiegespannweite zu bestimmen, die frei ist von den an den inneren Messpunkten auftretenden St.-Venant's-Deforma-tionen, und die Biegemomente zu summieren, wenn die Radachse sich im Bereich dieser Wiegespannweite bewegt.

Gemäss einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens werden die summierten Momente in einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Messungen aufgenommen, zusammengezählt und daraus ein Durchschnittswert gebildet, um eine Durchschnittssumme von Momenten Zugewinnen, die das von einem Rad getragene Gewicht darstellen, worauf die Durchschnittssummen der Momente für jedes Rad eines Schienenfahrzeugs zusammengezählt werden und die zusammengezählte Summe das Gesamtgewicht eines Schienenfahrzeugs darstellt.

Während bei den oben beschriebenen Schritten nur die Messung von Momenten in einer einzigen Schiene ins Auge gefasst wurde, was naturgemäss nur die Ermittlung des Gewichtes eines Schienenfahrzeugs gestatten würde, das um eine Zentrallinie zwischen den zwei Schienen ausbalanciert ist, ist es erfindungsgemäss vorgesehen, nicht unterstützte Wiegebrücken in jeder von einem Paar nebeneinander befindlicher Schienen vorzunehmen, die gleichzeitig von den zwei Rädern einer gemeinsamen Schienenfahrzeugachse überquert werden. In der gleichen Weise werden auch die Biegemomente beider Brücken gemessen.

Gemäss einer noch anderen Ausbildung des Erfindungsgedankens sind auf der Unterseite jeder Wiegebrücke Dehnungsmessgeräte montiert, und zwar an jedem der vier Messpunkte, um elektrische Ausgangssignale zu produzieren, die den Biegemomenten an den Messpunkten entsprechen, worauf die Ausgangssignale elektrisch summiert werden. Weiterhin ist vorgesehen, dass die nicht unterstützte Brücke und die daran starr befestigten unterstützten Schienen ein kontinuierliches Längsstück einer konventionellen Schiene bilden und dass zur Festlegung der Enden der nicht unterstützten Brücke Drehpunkte in Form von konventionellen Schwellen und Schwellenplatten für die unterstützte Schiene dienen.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsge-mässe Vorrichtung besitzen eine Reihe von Vorteilen. Die Messung der einer Achslast entsprechenden Werte kann eine hinreichend lange Zeit vorgenommen werden, so dass Mehrfachmessungen möglich sind, aus denen Durchschnittswerte berechnet werden können, die ein sehr genaues Mass für die Achslast bilden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Wiegesystem von konventionellen Schienen Gebrauch macht, die Schienen eines bereits bestehenden Gleises, gegebenenfalls in leicht modifizierter Form, sein können. Dadurch werden die Herstellungskosten und die Installationszeit für das System verringert. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass das System in ein bestehendes Gleis mit minimalen strukturellen Änderungen am Gleis, am Gleisunterbau und an der Gleisbettung eingebaut werden kann, mit dem Ergebnis, dass die Bauelemente des Systems mit Leichtigkeit installiert werden können, verglichen mit den bekannten Systemen, und dass die Installationszeit sehr kurz ist. Um die baulichen Änderungen am Gleis vorzunehmen, genügen lediglich wenige Stunden. Damit verbunden ist die Tatsache, dass die Kosten des Systems viel geringer sind als die bekannten Systeme und dass daher doppelte Wiegesysteme an verschiedenen Stellen, z.B. in einem Eisenbahnbetriebshof, installiert werden können.

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1 Blatt Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Wiegen von in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Brücke, deren Länge geringer ist als der Minimalabstand zwischen benachbarten Achsen des Schienenfahrzeuges und die s aus zwei nicht unterstützten Schienen besteht, die Biegemomente, die durch die Last der Schienenfahrzeugräder einer Achse auf die Schienen ausgeübt werden, an jeweils vier Messpunkten von beiden Schienen bestimmt werden, wobei die Messpunkte aus jeweils zwei inneren Messpunktpaaren io (S2R, S2L und S3R, S3L) und aus jeweils zwei äusseren Messpunktpaaren (SIR, SIL und S4R, S4L) bestehen und sich jeweils zwei Messpunktpaare (SIR, S4Rbzw. S2R, S3R und SIL, S4L bzw. S2L, S3L) auf jeder Schiene befinden und wobei die Messpunktpaare annähernd den gleichen Abstand is voneinander haben, und dass die Biegemomente der beiden Schienen zu einem Wert summiert werden, der der auf die Schienen ausgeübten Last der Schienenfahrzeugräder einer Achse entspricht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 20 dass die Biegemomente summiert werden, während sich die Radachse zwischen den zwei inneren Messpunkten bewegt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Summe der Biegemomente an den vier Messpunkten dadurch gebildet wird, dass die inneren Momente addiert 2s und die äusseren Momente subtrahiert werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass die inneren Messpunkte einen Abstand voneinander haben, der mindestens einem Drittel der Freilänge der Brücke entspricht. 30
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass die summierten Biegemomente durch eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Messungen ermittelt werden,

   indem die Messwerte zusammengerechnet und verdurch-schnittlicht werden, um eine Durchschnittssumme von Bie- 35 gemomenten zu bilden, die das von den beiden Rädern getragene Gewicht darstellen.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass auf den Unterseiten der Schienen der Brücke an jedem der vier Messpunkte ein Dehnungsmesser montiert wird, der 40 elektrische Ausgangssignale erzeugt, die den Biegemomenten an den Messpunkten entsprechen, und dass die elektrischen Ausgangssignale summiert werden.
7. 7. Mittel zur Durchführung des Verfahrens zum Wiegen von in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeugen nach 45 Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Brücke von nicht unterstützten Schienen (11R und 11L), die an jedem Ende der Brücke starr mit unterstützten Schienen verbunden sind, wobei die Länge der Brücke geringer ist als der Minimalabstand zwischen benachbarten Achsen der Schienenfahr- so zeuge, und durch an vier Messpunkten in jeder Schiene angebrachte Mittel zur Erzeugung elektrischer Signale in Abhängigkeit von den durch die Last der Schienenfahrzeugräder einer Achse ausgeübten Biegemomenten, wobei die vier Messpunkte jeweils längs der beiden Schienen aus zwei 55 inneren Messpunktpaaren (S2R, S2Lund S3R, S3L) und aus zwei äusseren Messpunktpaaren (SIR, SIL und S4R, S4L) bestehen und wobei die Messpunktpaare annähernd den gleichen Abstand voneinander haben.
8. 8. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass 60 Mittel vorgesehen sind, die es gestatten, die Signale der vier signalerzeugenden Mittel zu einer konstanten Summe zu summieren, während sich die Achse eines Schienenfahrzeugs zwischen den zwei inneren Messpunkten bewegt.
9. 9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Summiermittel Mittel umfassen, die es gestatten, die Signale der inneren signalerzeugenden Mittel zu addieren

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   und die Signale der äusseren signalerzeugenden Mittel zu subtrahieren.
10. 10. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Messpunkte einen Abstand voneinander haben, der mindestens einem Drittel der Freilänge der Brücke entspricht.
11. 11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpunkte durch Dehnungsmesser an den Unterseiten der Schienen der Brücke gebildet sind.
12. 12. Mittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmesser beider Schienen in einem Brückenschaltkreis zusammengeschlossen sind, der es gestattet, die Ausgangsleistungen zu summieren und eine Brückenschalt-kreisausgangsleistung zu produzieren, die dem durch die auf einer Achse befindlichen beiden Räder getragenen Gewicht entspricht.
13. 13. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die die in einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Messungen summierten Momente anzeigen, während sich die beiden Räder zwischen den inneren Messpunkten bewegen, wobei andere Mittel vorgesehen sind, die die Messungen verdurchschnittlichen und eine Durchschnittssumme von Momenten erzeugen, die das von den beiden Rädern getragene Gewicht darstellen.