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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Weigh-in-Motion Sensor nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einbau eines solchen Weigh-in-Motion Sensor in eine Fahrbahn nach dem Oberbegriff des unabhängigen Verfahrensanspruchs.
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Stand der Technik
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Ein Weigh-in-Motion (WIM) Sensor ist in einer Fahrbahn eingebaut und misst eine Kraft von einem auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeug, wenn dieses über den WIM Sensor fährt. Der WIM Sensor erzeugt für die zu messende Kraft Messsignale. Die Messung der Kraft ist dynamisch, d.h. sie erfolgt bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs von 200km/h und mehr. Aus den Messsignalen lassen sich vielfältige Verkehrsinformationen wie eine Achslast, ein Gesamtgewicht, Achsabstände, eine Fahrzeuglänge, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, usw. ermitteln.
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Die Schrift
WO2017045656A1 zeigt einen solchen WIM Sensor. Der WIM Sensor weist einen balkenförmigen Körper mit mehreren Gruppen von Messelementen auf. Der balkenförmige Körper ist aus Metall und ist in der Fahrbahn eingebaut und verbiegt sich unter der Kraft eines darüber fahrenden Fahrzeugs. Mehrere Gruppen mit Messelementen sind über eine Länge des balkenförmigen Körpers verteilt angeordnet. Jede Gruppe von Messelementen weist zwei nahe zueinander angeordnete Messelemente auf. Dabei erfasst ein erstes Messelement die Verbiegung des balkenförmigen Körpers, und ein zweites Messelement erfasst die Verbiegung des balkenförmigen Körpers nicht. Beide Messelemente liefern Messsignale. Die Messsignale werden über Signalleiter zu einer Auswerteeinheit geleitet. Für die Messung der Kraft wird eine Differenz aus den Messsignalen gebildet. Messstörungen wie Temperaturänderungen der Fahrbahn, usw. wirken dabei im gleichen Masse auf beide Messelemente und haben aufgrund der Differenzbildung keinen Einfluss auf die Messung der Kraft.
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Die Messelemente der Schrift
WO2017045656A1 weisen optische Fasern zum Leiten von Licht auf. Die Verbiegung des balkenförmigen Körpers wirkt auf die optischen Fasern des ersten Messelements und dämpft eine Amplitude des Lichts. Die Dämpfung der Amplitude ist proportional zur Grösse der Verbiegung des balkenförmigen Körpers. Die Dämpfung der Amplitude wird von der Auswerteeinheit mit hoher zeitlicher Auflösung bestimmt.
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Der WIM Sensor der Schrift
WO2017045656A1 ist stabil in der Fahrbahn verankert. Dazu ist der balkenförmige Körper mit den Gruppen von Messelementen mechanisch mit einem Verankerungsbett verbunden. Das Verankerungsbett ist aus Metall. Die mechanische Verbindung mit dem Verankerungsbett erfolgt über Schrauben. Signalleiter zu den Gruppen von Messelementen sind in Kanälen im Verankerungsbett verlegt.
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Der WIM Sensor wird in einer Fabrik fertig hergestellt und danach an einen Einbauort transportiert. Am Einbauort wird der WIM Sensor in die Fahrbahn eingebaut. Dazu wird in der Fahrbahn eine Nut angelegt, welche Nut so gross bemessen ist, dass der WIM Sensor darin vollständig Platz hat und um den WIM Sensor Raum für Einbettmasse ist. Der WIM Sensor wird in die Nut eingelegt und Einbettmasse wird in den Raum für Einbettmasse gegossen. Die Nut, in der der WIM Sensor positioniert ist, wird vollständig mit Einbettmasse gefüllt. Die Einbettmasse besteht aus aushärtbarem Material und härtet aus und geht mit dem Verankerungsbett eine mechanisch stabile Verbindung ein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lebensdauer des WIM Sensors im eingebauten Zustand zu erhöhen.
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Darstellung der Erfindung
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Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die Erfindung betrifft einen WIM Sensor; welcher WIM Sensor in eine Fahrbahn einbaubar ist oder eingebaut ist; welcher WIM Sensor im eingebauten Zustand eine Kraft von einem auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeug misst, wenn dieses Fahrzeug über den WIM Sensor fährt; welcher WIM Sensor einen balkenförmigen Körper mit mehreren Gruppen von Messelementen aufweist; welche Messelemente Messsignale liefern; welche Messsignale über Signalleiter zu einer Auswerteeinheit leitbar sind; welcher balkenförmige Körper mit einem Verankerungsbett verbunden ist; und welche Signalleiter im Verankerungsbett angeordnet sind; wobei das Verankerungsbett mit Einbettmasse bereichsweise stoffschlüssig verbindbar ist; und wobei eine erste Deckschicht am balkenförmigen Körper angeordnet ist, welche erste Deckschicht nach dem Einbau des WIM Sensors spanend bearbeitbar ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einbau eines WIM Sensor in eine Fahrbahn; welcher WIM Sensor im eingebauten Zustand eine Kraft von einem auf einer Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeug misst, wenn dieses Fahrzeug über den WIM Sensor fährt; welcher WIM Sensor einen balkenförmigen Körper mit mehreren Gruppen von Messelementen aufweist; welche Messelemente Messsignale liefern; welche Messsignale über Signalleiter zu einer Auswerteeinheit leitbar sind; welcher balkenförmige Körper mit einem Verankerungsbett verbunden ist; welche Signalleiter im Verankerungsbett angeordnet sind; wobei der WIM Sensor in die Nut eingelegt wird; wobei Einbettmasse in den Raum für Einbettmasse gegossen wird; wobei sich das Verankerungsbett bereichsweise stoffschlüssig mit der Einbettmasse verbindet; und wobei eine erste Deckschicht am balkenförmigen Körper angeordnet ist, welche erste Deckschicht nach der stoffschlüssigen Verbindung vom Verankerungsbett mit der Einbettmasse spanend bearbeitet wird.
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Nun weist der WIM Sensor der Schrift
WO2017045656A1 keine erste Deckschicht am balkenförmigen Körper auf, dort kommt der balkenförmige Körper im eingebauten Zustand direkt in der Fahrbahnoberfläche zu liegen. Der balkenförmige Körper ist aus Metall. Eine Anpassung der Einbaulage nach der stoffschlüssigen Verbindung mit der Einbettmasse ist nicht möglich. Denn bei spanender Bearbeitung vom balkenförmigen Körper aus Metall besteht die Gefahr der Beschädigung des WIM Sensors. Doch wenn der WIM Sensor im eingebauten Zustand nicht bündig mit der Fahrbahnoberfläche ist, insbesondere wenn der WIM Sensor im eingebauten Zustand geringfügig über die Fahrbahnoberfläche vorsteht, wirkt beim Fahren des Fahrzeugs über den WIM Sensor eine Radkraft direkt auf den WIM Sensor, welche Einwirkung der Radkraft eine Lebensdauer des WIM Sensors erniedrigt.
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Vergleichsweise ist der erfindungsgemässe WIM Sensor auf einfache Weise bündig mit der Fahrbahnoberfläche in die Fahrbahn einbaubar. Denn vorteilhafterweise wird der WIM Sensor derart in die Nut eingelegt, dass die erste Deckschicht über die Fahrbahnoberfläche vorsteht. Und vorteilhafterweise ist die erste Deckschicht aus Material, das weitgehend ähnlich bearbeitbar ist, wie das Material der Fahrbahn. So wird die erste Deckschicht nach der stoffschlüssigen Verbindung vom Verankerungsbett mit der Einbettmasse derart spanend bearbeitet, dass die erste Deckschicht bündig mit der Fahrbahnoberfläche ist.
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Vorteilhafterweise ist die erste Deckschicht aus Material, das weitgehend ähnlich altert wie das Material der Fahrbahn. Daher bilden sich auch Spurrillen in der ersten Deckschicht weitgehend ähnlich wie im Material der Fahrbahn, so dass die Deckschicht auch nach mehreren Jahren Lebensdauer immer noch bündig mit der Fahrbahnoberfläche ist.
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Vorteilhafterweise ist die Deckschicht aus Material, das optisch weitgehend ähnlich aussieht, wie das Material der Fahrbahn. Daher ist der WIM Sensor im eingebauten Zustand für einen Fahrer eines Fahrzeugs auch optisch nicht erkennbar, so dass der Fahrer keine Ausweichmanöver oder Bremsmanöver vornehmen kann, um die Messung der Kraft des über den WIM Sensor fahrenden Fahrzeugs zu beeinflussen. Solche Ausweichmanöver oder Bremsmanöver nutzen die Fahrbahn und die Deckschicht übermässig ab, was wiederum die Lebensdauer des WIM Sensors erniedrigt.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Beizug der Figuren näher erklärt. Es zeigen
- 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer ersten Ausführungsform eines WIM Sensors vor dem Einbau in eine Fahrbahn;
- 2 einen Querschnitt durch einen Teil einer zweiten Ausführungsform eines WIM Sensors vor dem Einbau in eine Fahrbahn;
- 3 einen Querschnitt durch einen Teil einer dritten Ausführungsform eines WIM Sensors vor dem Einbau in eine Fahrbahn;
- 4 einen Querschnitt durch den Teil des WIM Sensors nach 1 nach dem Einbau in eine Fahrbahn;
- 5 einen Querschnitt durch den Teil des WIM Sensors nach 2 nach dem Einbau in eine Fahrbahn; und 6 einen Querschnitt durch den Teil des WIM Sensors nach 3 nach dem Einbau in eine Fahrbahn.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Die 1 bis 3 zeigen drei Ausführungsformen eines WIM Sensors 1 vor dem Einbau in eine Fahrbahn 7. Und die 4 bis 6 zeigen die drei Ausführungsformen von WIM Sensoren 1 nach dem Einbau in die Fahrbahn 7.
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Der WIM Sensor 1 weist einen balkenförmigen Körper 2 auf. Der balkenförmige Körper 2 besteht aus mechanisch beständigem Material wie aus Reinmetallen, Aluminiumlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen, Eisenlegierungen, usw. Im Querschnitt gesehen ist der balkenförmige Körper 2 T-förmig und weist eine maximale Höhe von beispielsweise 50mm und eine maximale Breite von beispielsweise 70mm auf. Eine Länge des balkenförmigen Körper 2 beträgt beispielsweise 1000mm oder mehr. Die Höhe erstreckt sich in vertikaler Richtung der Figuren. Die Breite erstreckt sich in horizontaler Richtung der Figuren. Die Länge erstreckt sich in einer Längsrichtung senkrecht zur Höhe und zur Breite.
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An einem oberen Ende des balkenförmigen Körpers 2 ist eine Krafteinleitfläche 24 angeordnet. In den vier dargestellten Ausführungsformen erstreckt sich die Krafteinleitfläche 24 in horizontaler Richtung als beispielsweise ebene Fläche über eine Breite von 50mm.
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An einem unteren Ende weist der balkenförmigen Körper 2 eine beispielsweise ebene Fläche auf, welche sich in horizontaler Richtung über eine Breite von 70mm erstreckt. Das untere Ende des balkenförmigen Körpers 2 weist aussenseitig zwei Absätze auf. Die Absätze begrenzen das untere Ende des balkenförmigen Körpers 2 in horizontaler Richtung aussenseitig.
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Der balkenförmige Körper 2 weist mindestens einen Hohlraum 20 auf. Im Hohlraum 20 sind über die Länge des balkenförmigen Körpers 2 verteilt, mehrere Gruppen mit Messelementen 13, 13' angeordnet. Beispielsweise sind im Hohlraum 20 vier Gruppen mit Messelementen 13, 13' über eine Länge des balkenförmigen Körpers 2 von 1000mm in einem gegenseitigen Abstand von 250mm angeordnet. In Längsrichtung gesehen ist der balkenförmige Körper 2 an zwei Enden verschlossen. Die Enden sind figürlich nicht dargestellt. Der Hohlraum 20 schützt die Messelemente 13, 13' vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Wasser, Feuchtigkeit, usw.
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Jede Gruppe von Messelementen 13, 13' weist zwei nahe zueinander angeordnete Messelemente 13, 13' auf. Beide Messelemente 13, 13' liefern Messsignale. Die Messsignale werden über Signalleiter 5 zu einer Auswerteeinheit geleitet. Im Querschnitt gesehen, sind die Signalleiter 5 als runde Kabel dargestellt. Die Auswerteeinheit ist figürlich nicht dargestellt.
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Beispielsweise führt je ein Signalleiter 5 zu einer Gruppe mit Messelementen 13, 13'. Der WIM Sensor 1 weist für vier Gruppen mit Messelementen 13, 13' also vier Signalleiter 5 auf. Eine Signalverbindung der Signalleiter 5 mit den Messelementen 13, 13' ist figürlich nicht dargestellt.
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Der WIM Sensor 1 weist ein Verankerungsbett 4 auf. Das Verankerungsbett 4 besteht aus mechanisch beständigem Material wie aus Reinmetallen, Aluminiumlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen, Eisenlegierungen, usw. Im Querschnitt gesehen ist das Verankerungsbett 4 U-förmig und weist eine maximale Höhe von beispielsweise 70mm und eine maximale Breite von beispielsweise 100mm auf. Eine Länge des Verankerungsbetts 4 beträgt beispielsweise 1000mm oder mehr.
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Das Verankerungsbett 4 weist eine innere Fläche auf, welche beispielsweise eine ebene Fläche ist und sich in horizontaler Richtung über eine Breite von 70mm erstreckt. Die innere Fläche des Verankerungsbetts 4 nimmt das untere Ende des balkenförmigen Körpers 2 formschlüssig auf. Beispielsweise liegt die ebene Fläche des unteren Endes des balkenförmigen Körpers 2 im flächigen Kontakt auf der inneren Fläche des Verankerungsbetts 4 auf.
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Das Verankerungsbett 4 weist zwei seitliche Wände 40 auf, zwischen welchen der balkenförmige Körper 2 aufgenommen ist. In vertikaler Richtung beträgt eine Höhe der seitlichen Wände 40 beispielsweise 70mm. Die seitlichen Wände 40 weisen zwei Aussenflächen 47 auf, welche das Verankerungsbett 4 in horizontaler Richtung begrenzen.
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Die Signalleiter 5 verlaufen in Längsrichtung im Verankerungsbett 4. In den vier dargestellten Ausführungsformen verlaufen die Signalleiter 5 in Kanälen 41 auf der inneren Fläche des Verankerungsbetts 4. Die Signalleiter 5 verlaufen in Längsrichtung des Verankerungsbetts 4. Die Kanäle 41 sind nutenförmig. Eine Durchführung der Signalleiter 5 zu den Messelementen 13, 13' ist figürlich nicht dargestellt. Beispielsweise ist die Durchführung eine Querbohrung im balkenförmigen Körper 2 und im Verankerungsbett 4, durch welche Querbohrung ein Signalleiter 5 zu einer Gruppe von Messelementen 13, 13' geführt ist. Die Querbohrung weist einen Innendurchmesser von der Grösse des Aussendurchmessers des Signalleiters 5 auf. Die Querbohrung weist Dichtmittel wie einen Dichtring, Dichtmasse, usw. auf und verhindert so das Eindringen von schädlichen Umwelteinflüssen wie Wasser, Feuchtigkeit, usw. in den Hohlraum 20.
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Eine Verankerung 42 ist an einem unteren Ende des Verankerungsbetts 4 angeordnet. Die Verankerung 42 erstreckt sich am unteren Ende in horizontaler Richtung als beispielsweise ebene Verankerungsfläche 45 über eine Breite von 100mm. In den vier dargestellten Ausführungsformen endet die Verankerung 42 in horizontaler Richtung in zwei Stegen 46. Die Verankerungsfläche 45 und die Stege 46 weisen eine grosse Aussenoberfläche auf.
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In den dargestellten Ausführungsformen weist der WIM Sensor 1 zwei Halterungen 3 auf. Die Halterungen 3 bestehen aus mechanisch beständigem Material wie aus Reinmetallen, Aluminiumlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen, Eisenlegierungen, usw. Im Querschnitt gesehen ist jede Halterung 3 rechteckig und weist eine maximale Höhe von beispielsweise 70mm und eine maximale Breite von beispielsweise 15mm auf. Eine Länge der Halterungen 3 beträgt beispielsweise 1000mm oder mehr.
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Die Halterungen 3 sind zwischen dem balkenförmigen Körper 2 und den seitlichen Wänden 40 des Verankerungsbetts 4 angeordnet. Die Halterungen 3 liegen mit ihren unteren Enden bereichsweise auf den Absätzen des balkenförmigen Körpers 2 auf. In horizontaler Richtung gesehen, können sich zwischen den Halterungen 3 und den seitlichen Wänden 40 des Verankerungsbetts 4 kleine schlitzförmige Hohlräume mit einer Breite von jeweils 1-2mm befinden.
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Jede Halterung 3 hält eine Mehrzahl von Schrauben 31. Die Schrauben 31 bestehen aus mechanisch beständigem Material wie aus Reinmetallen, Aluminiumlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen, Eisenlegierungen, usw. Jede Halterung 3 weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf, welche sich in vertikaler Richtung erstrecken. Jede Öffnung nimmt eine Schraube 31 auf. Jede Öffnung ist so bemessen, dass ein Kopf der Schraube 31 formschlüssig in der Halterung 3 gehalten ist, und dass ein Gewinde der Schraube 31 in vertikaler Richtung gesehen aus dem unteren Ende der Halterung 3 ragt und mit einer Gewindebohrung im Verankerungsbett 4 kraftschlüssig verbindbar ist. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung der Schrauben 31 mit dem Verankerungsbett 4, werden die unteren Enden der Halterungen 3 bereichsweise gegen die Absätze des balkenförmigen Körpers 2 gepresst. Der balkenförmige Körper 2 ist so im Verankerungsbett 4 mechanisch stabil befestigt.
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Die 4 bis 6 zeigen den in die Fahrbahn eingebauten WIM Sensor 1. Im eingebauten Zustand misst der WIM Sensor 1 eine Kraft K von einem auf einer Fahrbahnoberfläche 70 fahrenden Fahrzeug, wenn dieses über den WIM Sensor 1 fährt. In den 4 bis 6 ist das Fahrzeug nicht dargestellt. Die Kraft K ist schematisch als Pfeil dargestellt. Die Kraft K wirkt in vertikaler Richtung auf die Krafteinleitfläche 24 des balkenförmigen Körpers 2. Unter der Wirkung der Kraft K verbiegt sich der balkenförmige Körper 2. Die Verbiegung des balkenförmigen Körpers 2 erfolgt als Verbiegung der Krafteinleitfläche 24 im Bereich des Hohlraums 20.
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Der balkenförmige Körper 2 weist einen Kontakt 21 auf. Der Kontakt 21 erstreckt sich in vertikaler Richtung in den Hohlraum 20. Ein erstes Messelement 13 ist mechanisch mit dem Kontakt 21 verbunden. Beispielsweise ist das erste Messelement 13 in vertikaler Richtung gesehen zwischen dem Kontakt 21 und einem Boden des Hohlraums 20 mechanisch eingespannt. Bei Verbiegung des balkenförmigen Körpers 2 drückt der Kontakt 21 auf das erste Messelement 13, das erste Messelement 13 erfasst die zu messende Kraft K als Verbiegung des balkenförmigen Körpers 2. Ein zweites Messelement 13' ist mechanisch nicht mit dem Kontakt 21 verbunden oder das zweite Messelement 3' ist mechanisch anders mit dem Kontakt 21 verbunden. Beispielsweise ist das zweite Messelement 13' in vertikaler Richtung gesehen nicht zwischen dem Kontakt 21 und dem Boden des Hohlraums 20 mechanisch eingespannt. Das zweite Messelement 13' erfasst daher die Verbiegung des balkenförmigen Körpers 2 nicht oder das zweite Messelement 13' erfasst die Verbiegung des balkenförmigen Körpers 2 anders als das erste Messelement 13.
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Die Messelemente 13, 13' weisen optische Fasern zum Leiten von Licht auf. Die Verbiegung des balkenförmigen Körpers 2 wirkt auf die optischen Fasern des ersten Messelements 13 und dämpft eine Amplitude des Lichts. Die Dämpfung der Amplitude ist proportional zur Grösse der Verbiegung des balkenförmigen Körpers 2. Die Dämpfung der Amplitude wird von der Auswerteeinheit mit hoher zeitlicher Auflösung bestimmt.
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Für die Messung der Kraft K wird eine Differenz aus den Messsignalen gebildet. Messstörungen wie Temperaturänderungen der Fahrbahn 7, usw. wirken dabei im gleichen Masse auf beide Messelemente 13, 13' und haben aufgrund der Differenzbildung keinen Einfluss auf die Messung der Kraft K.
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Die 4 bis 6 zeigen im Querschnitt einen Teil der Fahrbahn 7 mit einer Fahrbahnoberfläche 70. Die Fahrbahnoberfläche 70 erstreckt sich in horizontaler Richtung. Die Fahrbahn 7 besteht aus abriebfestem Material wie Asphalt, Beton, usw.
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In einem ersten Verfahrensschritt zum Einbau des WIM Sensors 1 in die Fahrbahn 7 wird in der Fahrbahn 7 eine Nut 71 angelegt. Die Nut 71 wird mit einem geeigneten Werkzeug wie eine Schleifmaschine, Fräse, usw. hergestellt. Die Nut 71 erstreckt sich unterhalb der Fahrbahnoberfläche 70. Die Nut 71 ist so gross bemessen, dass der WIM Sensor 1 darin vollständig Platz hat und dass um den WIM Sensor 1 Raum für Einbettmasse 8 ist. Beispielsweise hat die Nut 71 einen rechteckigen Querschnitt. Die Nut 71 weist einen Grund auf. Die Nut 71 weist zwei seitliche Innenflächen auf, welche sich jeweils in vertikaler Richtung erstrecken.
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In einem zweiten Verfahrensschritt zum Einbau des WIM Sensors 1 in die Fahrbahn 7 wird der WIM Sensor 1 in die Nut 71 gelegt und in der Nut 71 positioniert.
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In einem dritten Verfahrensschritt zum Einbau des WIM Sensors 1 in die Fahrbahn 7 wird die Nut 71 vollständig mit Einbettmasse 8 gefüllt. Der Ausdruck „vollständig gefüllt“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Nut 71 in vertikaler Richtung bis zu einem oberen Rand der Nut 71 zur Fahrbahnoberfläche 70 hin mit Einbettmasse 8 gefüllt ist.
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Die Einbettmasse 8 besteht aus mechanisch beständigem, aushärtbarem Material wie Polyesterharz, Epoxidharz, usw. Die Einbettmasse 8 wird im viskosen Zustand in die Nut 71 gefüllt und bedeckt den Grund der Nut 71 und die seitlichen Innenflächen der Nut 71 direkt.
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Der zweite und der dritte Verfahrensschritt lassen sich in beliebiger zeitlicher Reihenfolge realisieren. So kann der WIM Sensor 1 zeitlich zuerst in der Nut 71 positioniert werden und zeitlich danach wir der in der Nut 71 positionierte WIM Sensor 1 mit Einbettmasse 8 vergossen und die Nut 71 wird vollständig gefüllt. Oder die Nut 71 wird zeitlich zuerst mit Einbettmasse 8 gefüllt und der WIM Sensor 1 wird zeitlich danach in der mit Einbettmasse 8 gefüllten Nut 71 positioniert. Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Nut 71 zeitlich zuerst teilweise mit Einbettmasse 8 zu füllen, zeitlich danach den WIM Sensor 1 in der mit Einbettmasse 8 teilweise gefüllten Nut 71 zu positionieren und zeitlich danach die Nut 71 mit dem darin positionierten WIM Sensor 1 mit Einbettmasse 8 vollständig zu füllen.
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Nach dem dritten Verfahrensschritt bedeckt die Einbettmasse 8 das Verankerungsbett 4 weitgehend vollständig. Der Ausdruck „weitgehend vollständig bedeckt“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Einbettmasse 8 die Verankerungsfläche 45 und die Stege 46 sowie die Aussenflächen 47 der seitlichen Wände 40 des Verankerungsbetts 4 direkt bedeckt.
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Nach dem dritten Verfahrensschritt bedeckt die Einbettmasse 8 die Verankerung 42 grossflächig. Der Ausdruck „grossflächig bedeckt“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die grosse Aussenoberfläche der Verankerungsfläche 45 und der beiden Stege 46 der Verankerung 42 direkt mit Einbettmasse 8 bedeckt ist.
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Die Einbettmasse 8 härtet temperaturabhängig in weniger als 1h bis 2h aus. Die Einbettmasse 8 geht beim Aushärten mit dem Grund der Nut 71 und den seitlichen Innenflächen der Nut 71 eine stoffschlüssige Verbindung ein. Die Einbettmasse 8 ist so mechanisch stabil mit der Fahrbahn 7 verbunden. Die Einbettmasse 8 geht bereichsweise eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Verankerungsbett 4 ein. Die Einbettmasse 8 geht beim Aushärten mit der Verankerungsfläche 45 und den Stegen 46 und den Aussenflächen 47 der der seitlichen Wände des Verankerungsbetts 4 eine stoffschlüssige Verbindung ein. Das Verankerungsbett 4 ist so mechanisch stabil mit der Einbettmasse 8 verbunden. Die Einbettmasse 8 schützt den WIM Sensor 1 so vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Korrosion, usw.
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Erfindungsgemäss ist eine erste Deckschicht 6 am balkenförmigen Körper 2 angeordnet, welche erste Deckschicht 6 spanend bearbeitbar ist. Vorteilhafterweise ist eine zweite Deckschicht 6' am Verankerungsbett 4 angeordnet, welche zweite Deckschicht 6' spanend bearbeitbar ist. Vorteilhafterweise ist eine dritte Deckschicht 6'' an jeder Halterung 3 angeordnet, welche dritte Deckschicht 6" spanend bearbeitbar ist.
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Die erste Deckschicht 6, die zweite Deckschicht 6' und die dritte Deckschicht 6'' werden auch einfach als Deckschicht 6, 6', 6" bezeichnet. Die Deckschicht 6, 6', 6" ist aus abriebfestem Material wie Beton, Glasfaser, Glasfaser-Klebstoffverbund, usw. Vorteilhafterweise ist die Deckschicht 6, 6', 6" aus Material, das weitgehend ähnlich bearbeitbar ist, wie das Material der Fahrbahn 7. Vorteilhafterweise ist die Deckschicht 6, 6', 6'' aus Material, das weitgehend ähnlich altert, wie das Material der Fahrbahn 7. Vorteilhafterweise ist die Deckschicht 6, 6', 6" aus Material, das optisch weitgehend ähnlich aussieht, wie das Material der Fahrbahn 7.
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Vorteilhafterweise wird die Deckschicht 6, 6', 6" bereits bei der Herstellung des WIM Sensors 1 in einer Fabrik am balkenförmigen Körper 2, am Verankerungsbett 4 und an den Halterungen 3 angeordnet.
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Die erste Deckschicht 6 ist stoffschlüssig auf der Krafteinleitfläche 24 des balkenförmigen Körpers 2 befestigt. Beispielsweise bedeckt die erste Deckschicht 6 die Krafteinleitfläche 24 vollständig. Der Ausdruck „vollständig bedeckt“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die erste Deckschicht 6 die Krafteinleitfläche 24, welche sich in horizontaler Richtung als ebene Fläche erstreckt, direkt und vollständig bedeckt.
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Die zweite Deckschicht 6' ist stoffschlüssig auf oberen Enden 44 der seitlichen Wände 40 des Verankerungsbetts 4 befestigt. Die zweite Deckschicht 6' bedeckt beispielsweise die oberen Enden 44 der seitlichen Wände 40 des Verankerungsbetts 4 vollständig. Der Ausdruck „vollständig bedeckt“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die zweite Deckschicht 6' die oberen Enden 44 der seitlichen Wände 40 des Verankerungsbetts 4, welche sich in horizontaler Richtung als ebene Fläche erstrecken, direkt und vollständig bedeckt.
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Die dritte Deckschicht 6'' ist stoffschlüssig auf oberen Enden 34 der Halterungen 3 befestigt. Die zweite Deckschicht 6' bedeckt beispielsweise die oberen Enden der Halterungen 3 vollständig. Der Ausdruck „vollständig bedeckt“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die dritte Deckschicht 6'' die oberen Enden 34 der Halterungen 3, welche sich in horizontaler Richtung als ebene Fläche erstrecken, direkt und vollständig bedeckt.
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Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung lassen sich schlitzförmige Hohlräume zwischen den Halterungen 3 und den seitlichen Wänden 40 des Verankerungsbetts 4 vor der Befestigung der dritten Deckschicht 6'' auf oberen Enden 34 der Halterungen 3 mit Füllmaterial füllen. Auch lassen sich die Öffnungen in den Halterungen 3 nach der kraftschlüssigen Verbindung vom balkenförmigen Körper 2 mit dem Verankerungsbett 4 über die Schrauben 31 und die Halterungen 3 mit Füllmaterial füllen. Das Füllmaterial besteht aus mechanisch beständigem Material wie Polyesterharz, Epoxidharz, usw.
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In der ersten Ausführungsform nach 1 und 4 sind die erste Deckschicht 6 und die zweite Deckschicht 6' und die dritte Deckschicht 6'' einstückig. Vorteilhafterweise wird die Deckschicht 6, 6', 6" nach der mechanischen Verbindung vom balkenförmigen Körper 2 mit dem Verankerungsbett 4 über die Schrauben 31 und die Halterungen 3 am balkenförmigen Körper 2, am Verankerungsbett 4 und an den Halterungen 3 angeordnet.
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In der zweiten Ausführungsform nach 2 und 5 sind die zweite Deckschicht 6' und die dritte Deckschicht 6'' einstückig, während die erste Deckschicht 6 nicht einstückig mit der zweiten Deckschicht 6' und der dritten Deckschicht 6'' ist, sondern separat von der zweiten Deckschicht 6' und der dritten Deckschicht 6'' ist. In horizontaler Richtung liegt die erste Deckschicht 6 weitgehend spaltfrei an der einstückigen zweiten und dritten Deckschicht 6', 6" an. Vorteilhafterweise wird die erste Deckschicht 6 vor der mechanischen Verbindung vom balkenförmigen Körper 2 mit dem Verankerungsbett 4 über die Schrauben 31 und die Halterungen 3 am balkenförmigen Körper 2 angeordnet. Vorteilhafterweise wird die einstückige zweite und dritte Deckschicht 6', 6" nach der mechanischen Verbindung vom balkenförmigen Körper 2 mit dem Verankerungsbett 4 über die Schrauben 31 und die Halterungen 3 an den Halterungen 3 und am Verankerungsbett 4 angeordnet.
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In einer figürlich nicht dargestellten Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, die einstückige zweite und dritte Deckschicht 6vor der mechanischen Verbindung vom balkenförmigen Körpermit dem Verankerungsbett über die Schrauben und die Halterungen an den Halterungen und am Verankerungsbett anzuordnen. In dieser Ausführungsform weist die zweite Deckschicht Durchgangsöffnungen auf, welche im Bereich der Öffnungen der Halterungen liegen, so dass die Schrauben durch die Durchgangsöffnungen in die Öffnungen der Halterungen einführbar sind und mit den Gewindebohrungen im Verankerungsbett kraftschlüssig verbindbar sind.
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In der dritten Ausführungsform nach 3 und 6 sind die erste Deckschicht 6 und die zweite Deckschicht 6' und die dritte Deckschicht 6'' nicht einstückig, sondern drei separate Deckschichten 6, 6', 6". In horizontaler Richtung liegt die erste Deckschicht 6 weitgehend spaltfrei an der zweiten Deckschicht 6' an und die zweiten Deckschicht 6' liegt in horizontaler Richtung weitgehend spaltfrei an der dritten Deckschicht 6'' an. Vorteilhafterweise wird die erste Deckschicht 6 vor der mechanischen Verbindung vom balkenförmigen Körper 2 mit dem Verankerungsbett 4 über die Schrauben 31 und die Halterungen 3 am balkenförmigen Körper 2 angeordnet. Vorteilhafterweise wird die zweite Deckschicht 6' vor der mechanischen Verbindung vom balkenförmigen Körper 2 mit dem Verankerungsbett 4 über die Schrauben 31 und die Halterungen 3 an den Halterungen 3 angeordnet. Vorteilhafterweise wird die dritte Deckschicht 6'' am Verankerungsbett 4 angeordnet, zeitlich nachdem der balkenförmige Körper 2 über die Schrauben 31 und die Halterungen 3 mit dem Verankerungsbett 4 kraftschlüssig verbunden ist.
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In einem vierten Verarbeitungsschritt zum Einbau des WIM Sensors 1 in die Fahrbahn 7 wird die Deckschicht 6, 6', 6" derart spanend bearbeitet, dass die Deckschicht 6, 6', 6" bündig mit der Fahrbahnoberfläche 70 ist. Dies erfolgt mit einem geeigneten Werkzeug wie mit einer Schleifmaschine, Fräse, usw.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- WIM Sensor
- 2
- balkenförmiger Körper
- 3
- Halterung
- 4
- Verankerungsbett
- 5
- Signalleiter
- 6
- erste Deckschicht
- 6'
- zweite Deckschicht
- 6''
- dritte Deckschicht
- 7
- Fahrbahn
- 8
- Einbettmasse
- 13, 13'
- Messelemente
- 20
- Hohlraum
- 21
- Kontakt
- 24
- Krafteinleitfläche
- 31
- Schrauben
- 34
- oberes Ende der Halterung
- 40
- seitliche Wand des Verankerungsbetts
- 41
- Kanäle
- 42
- Verankerung
- 44
- oberes Ende des Verankerungsbetts
- 45
- Verankerungsfläche
- 46
- Stege
- 47
- Aussenfläche
- 60
- Deckfläche
- 70
- Fahrbahnoberfläche
- 71
- Nut
- K
- Kraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2017045656 A1 [0003, 0004, 0005, 0011]
