DD212803A1 - Kraftaufnehmer fuer radkraefte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftaufnehmer fuer Radkraefte von rollenden Schienenfahrzeugen, der in Messeinrichtungen zur Bestimmung der Masse von Schienenfahrzeugen eingesetzt werden kann. Das erfindungsgemaesse Ziel besteht in der Entwicklung einer konstruktiv einfachen Loesung fuer einen Kraftaufnehmer, der mit verringertem Aufwand hergestellt und montiert werden kann. Die Erfindung loest die Aufgabe einen Kraftaufnehmer fuer Radkraefte zu entwickeln, dessen messtechnisch relevante Baugruppe aus einer moeglichst geringen Anzahl von Bauelementen besteht und der eine definierte Krafteinleitung gewaehrleistet. Der erfindungsgemaesse Kraftaufnehmer besteht aus einem auf einer Schmalflaeche aufliiegenden Quader, der einen ausgearbeiteten Hohlraum zur Aufnahme der Dehnungsmessstreifen aufweist. Die Deckflaeche des Verformungskoerpers hat mittig ein Kraftfuehrungsprofil und an jeder Laengsseite ein Stuetzprofil. Der Hohlraum des Verformungskoerpers ist beidseitig mit Membranen und Deckeln verschlossen und die Grundflaeche weist eine Bohrung auf. Der Verformungskoerper ist in die Nut einer Auflageplatte aufgelegt und mit dieser auf einer keilfoermigen Grundplatte befestigt.

Description

Titel

Kraftaufnehmer für Radkräfte

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kraftaufnehmer für Radkräfte von rollenden Schienenfahrzeugen«, Sie ist allgemein auf dem Gebiet der elektrischen Messung von Kräften, insbesondere zur Bestimmung der Masse von Schienenfahrzeugen anwendbar«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist allgemein aus der Literatur bekannt, die Radlast oder Achslast rollender Schienenfahrzeuge mittels Brücken-Waagen, in denen als Wandlerelemente Kraftmeßdosen bekannter Bauart verwendet werden, zu bestimmen» Diese Meßeinrichtungen weisen zusätzlich zum Kraftaufnehmer mechanische Vorrichtungen auf, um die Radkräfte in den Kraftaufnehmer störungsfrei einzuleiten«

Andere Vorrichtungen, wie sie beispielsweise in DE-OS 2416540, DE-OS 2147096, DE-OS 2300337 oder DE-OS 2610645 beschrieben sind, benutzen speziell präparierte Abschnitte der Fahrschiene als Kraftaufnehmer, zum Teil mit zusätzlichen mechanischen oder elektrischen Einrichtungen. Aufgrund der wechselnden Geometrie der Berührungsflächen

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zwischen Radreifen und Schienenkopf existiert kein defilierter Erafteinleitungspunkt, was zu-Meßfehlern führt.

Eine weitere Möglichkeit zur Messung der Badkraft ist mit der in der Patentschrift OI)-W 65464·'beschriebenen Vorrichtung gegeben· Dieser Meßwertgeber hat den Nachteil, daß er über keinen exakt definierten Erafteinleitungspunkt verfügt und daß der aktive Teil des Eraftaufnehmers aus mehreren Elementen, wie Wagebalken und Stützen gebildet wird· Diese konstruktive Gliederung erfordert erhöhte Genauigkeit bei der Fertigung, um die Paßfähigkeit bei der Montage zu gewährleisten»

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Aufnehmer für Radkräfte von rollenden Schienenfahrzeugen zu schaffen, der in der Herstellung gegenüber bekannten Eraftaufnehmern einfacher ist und mit geringerem Aufwand montiert werden kann* Dabei soll der erfindungsgemäße Eraftaufnehmer die infolge von Verlagerungen des'Krafteinleitungspunktes auftretenden Wandlungsfehler vermeiden··

Darlegung des Wesens der Erfindung ·

Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen Eraftaufnehmer für Radkräfte zu entwickeln, dessen meßtechnisch relevante Baugruppe aus einer minimalen Anzahl mechanischer Bauelemente besteht und der eine definierte, örtlich konstante Krafteinleitung gewährleistet»

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kraftaufnehmer in seiner Grundform aus einem langgestreckten, auf einer Schmalfläche aufliegenden Quader gebildet wird, der an seinem Einbauort die Fahrschiene konstruktiv

und funktionell ersetzt und dessen Verformungskörper einerseits durch einen ausgearbeiteten Hohlraum in seinem mittleren Teil als Biegebalken ausgebildet ist und andererseits als Gehäuse zur Befestigung am Widerlager und für den Schutz der Dehnungsmeßstreifen-Meßstelle dient· Die Deckfläche des Verformungskörpers ist erfindungsgemäß in Längsrichtung als Kraftführungsprofil ausgebildet, welches mittig angeordnet ist« Beiderseits des Kraftführungsprofils sind Stützprofile zur Stabilisierung des Biegebalkens vorgesehen.

Ein maximales kraftproportinales Ausgangssignal wird dadurch erzielt, indem erfindungsgemäß die Dehnungsmeßstreifen an der Unterseite des Biegebalkens in der Mitte der diesseitig den Hohlraum begrenzten Fläche angeordnet werden· Dabei sind die Dehnu-ngsmeßstreifen jeweils paarweise in Längsrichtung des Biegebalkens und quer zur Längsrichtung mit ihren Hauptdehnungsrichtungen anzubringen· Die Mitten der Gitter der Dehnungsmeßstreifen können entweder auf einer Achse senkrecht zur Längsachse oder so auf drei parallelen Achsen senkrecht zur Längsachse angeordnet sein, daß die in Längsrichtung orientierten Dehnungsmeßstreifen auf der mittleren Achse und die in Querrichtung orientierten Dehnungsmeßstreifen jeweils auf parallelen Achsen beidseitig der mittleren Achse angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird die hermetische Kapselung der Dehnungsmeßstreifen-Meßstelle durch den Hohlraum im Verformungskörper der mit seitlichen Abdeckungen versehen ist erreicht· Die Abdeckungen bestehen aus dichtenden Membranen und mechanisch schützenden Deckeln· Pur die Kabeldurchführung ist an der Grundfläche des Verformungskörpers im Bereich des Hohlraumes eine hermetisch verschließbare Bohrung vorhanden.

Der komplette Kraftaufnehmer ist erfindungsgemäß für die Seitenführung in die Nut einer Auflageplatte eingesetzt und auf einer in Querrichtung keilförmig ausgebildeten Grundplatte befestigt. Dabei entspricht der Keilwinkel der Querneigung der Fahrschienen im Gleis.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig· 1: Seitenansicht des Verformungskörpers in Gebrauchslage

Fig. 2: Schnittdarstellung des Kraftaufnehmers Fig. 3a: Anordnung der Dehnungsmeßstreifen am Biegebalken

auf einer Achse

Fig. 3b: Anordnung der Dehnungsmeßstreifen am Biegebalken auf .'drei parallelen Achsen.

In der Figur 1 ist der Kraftaufnehmer in seiner Gebrauchslage als Seitenansicht dargestellt. Er ersetzt die Fahrschienen 9 an der Einbaustelle konstruktiv und funktionell und wird unmittelbar vom Rad des Schienenfahrzeuges überrollt. Der Kraftaufnehmer ist auf der Auflageplatte 7 und der keilförmigen Grundplatte 8 gelagert. Seine äußere Hülle ist gleichzeitig als Verformungskörper 1 ausgebildet. Durch den Hohlraum 2 wird ein Biegebalken 3 geschaffen, an dessen Unterseite die Dehnungsmeßstreifen 10; 11 appliziert sind. An der Oberseite des Verformungskörpers 1 und damit des Biegebalkens 3 sind mittig in Längsrichtung ein Kraftführungsprofil 4 und beidseitig dessen je ein Stützprofil 5 vorhanden.

Wenn ein Rad eines Schienenfahrzeuges den Kraftaufnehmer passiert, kommt es im Moment der Überrollung zu einer Durchbiegung des Biegebalkens 3· Dabei werden die Dehnungsmeß-' streifen 10 auf Längsdehnung und die Dehnungsmeßstreifen auf Querdehnung beansprucht, wobei sich ihre elektrischen " Werte in bekannter Weise ändern. Als Ausgangssignal erhält man eine der Dehnung proportinale elektrische analoge Punktione

Die weitere meßtechnische Verarbeitung des Ausgangssignals erfolgt in bekannten Auswerteeinrichtungen, vorzugsweise mit Unterstützung moderner-Rechentechnik,

Claims (6)

Erfindungsanspruch

1. Kraftaufnehmer für Eadkräfte von Schienenfahrzeugen, der die Fahrschiene an der Meßstelle konstruktiv und funktionell ersetzt und "bei dem die eingeleitete Kraft durch Dehnungsmeßstreifen in eine analoge elektrische Größe umgewandelt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Kraftaufnehmer nur aus einem quaderförmigen Verformungskörper (1) besteht, der quer zu seiner Längsachse (16) einen rechteckförmigen, beiderseits offenen Hohlraum (2) aufweist und dadurch in seinem darüberliegenden Teil zu einem Biegebalken (3) ausgebildet ist, der an seiner Deckfläche in Längsrichtung ein Kraftführungsprofil (4) sowie beiderseits davon Stützprofile (5) aufweist.

2· Kraftaufnehmer für Eadkräfte nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Grundfläche des Verformungskörpers (1) im Bereich des Hohlraumes (2) eine Bohrung (6) zur Aufnahme der Anschlußleitungen der Dehnungsmeßstreifen (10; 11) aufweist.

3· Kraftaufnehmer für Radkräfte nach den Punkten .1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Hohlraum (2) des Verformung skörpers (1) b.eidseitig Membranen (12) und Deckel (13) aufweist.

4. Kraf tauf nehmer für Eadkräfte nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Verformungskörper (1) in die Nut einer Auflageplatte (7) eingesetzt ist, die auf,einer keilförmigen Grundplatte (8) aufliegt deren Keilwinkel gleich der Querneigung der Fahrschienen (9) im Gleis ist«

5» Eraftaufnehmer für Radkräfte nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß Dehnungsmeßstreifen (10; 11) an der Unterseite des Biegebalkens (3) mittig auf einer Achse (14) paarweise und T-förmig senkrecht zueinander - 5 angeordnet sind.

6· Kraftaufnehmer für Badkräfte nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß Dehnungsmeßstreifen (10) an der Unterseite des Biegebalkens (3) mittig auf einer Achse (14) parallel zur Längsachse (16) angebracht sind und Dehnungsmeßstreifen (11) auf parallelen Achsen (15) quer zur Längsachse (16) befestigt sind, wobei der Abstand der parallelen Achsen (15) etwa 1/4 der Länge 1 des Biegebalkens (3) beträgt,

- Hierzu 2 Seiten Zeichnung -