DE10229512A1 - Verfahren zum Erfassen von Radlasten von Schienenfahrzeugen und mobile Messeinrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von statischen und/oder dynamischen Radlasten bzw. Radaufstandskräften von Schienenfahrzeugen und eine mobile Messeinrichtung.
- Es ist bekannt, Radlasten bzw. Radaufstandskräfte von Schienenfahrzeugen zu erfassen. Diese Prüfarbeitsgänge sind nach genau festgelegten Kriterien in der Fahrzeuginstandhaltung durchzuführen und in der Lebenslaufakte eines jeden Schienenfahrzeuges zu dokumentieren. Durch diese Prüfungen wird der Nachweis zulässiger Rad- und Achslastdifferenzen eines Schienenfahrzeuges zur Vermeidung von Entgleisungen und der Verringerung von Schleuderneigungen erbracht.
- Weiterhin ist bekannt, mit derartigen Prüfeinrichtungen das Gesamt- bzw. das Betriebsgewicht eines Schienenfahrzeuges zu ermitteln, um Überladungen, die zu einer Überbeanspruchung des Schienennetzes führen, zu vermeiden. Die bekannten Wäge- bzw. Messsysteme finden stationär und mobil Anwendung.
- Aus der
DE 32 10 410 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wiegen rollender Schienenfahrzeuge bekannt. Ein Wiegeabschnitt gemäß dieser Schrift besteht aus zwei nicht unterstützten Abschnitten von konventionellen Schienen, in dem zwei nebeneinander liegende Schwellen entfernt sind. An der so entstandenen Schienenbrücke werden an deren Unterseite vier Dehnungsmesser, bestehend aus zwei Paaren von äußeren und inneren Messgeräten, in den jeweiligen Brückenhälften montiert. Die Ausgangssignale der vier Dehnungsmesser werden summiert, indem die Ausgangssignale der inneren Messgeräte addiert und die der äußeren Messgeräte subtrahiert werden. Diese Summe stellt einen konstanten Wert dar, der repräsentativ ist für die vom Gleis aufgenommene Last, während sich die Achs last zwischen den beiden inneren Messgeräten bewegt. Ein von einem Rad jeder Achse betätigter Begrenzungsschalter aktiviert einen Computer. Der Computer zählt eine Mehrzahl von Summenmessungen zusammen, während eine Achse sich zwischen den beiden inneren Messgeräten bewegt, bildet Durchschnittswerte der Summenmessungen, um einen Durchschnittslastwert für jede Wagenachse zu produzieren und wandelt die zusammengezählten Durchschnittswerte in das Gewicht des Wagens um. - Aus
DE 198 34 030 A1 ist eine Messschwelle für Gleisfahrzeuge, welche aus Biegestäben besteht, die parralel zu den Gleisen angeordnet sind und über Montageplatten die Auflagekraft der Schienen ermittelt, bekannt. Die Kraft der Schiene wird durch zwei Biegestäbe links und rechts der Schiene eines Schienenpaares ermittelt. Die Biegestäbe sind durch Quertraversen miteinander verbunden, wobei die Quertraversen sich auf den Schienen oder auf einer Platte für die Schienenbefestigung abstützen bzw. verbunden sind. - In der
DE 100 31 092 A1 wird eine Wägevorrichtung für Schienenfahrzeuge beschrieben, die auf herkömmlichen standardisierten Betonschwellen befestigt ist. Die Betonschwellen tragen eine Kraftmessvorrichtung bzw. Wägezellen, auf denen wiederum die Schienen fest verbunden lagern. Die mit der Kraftmessvorrichtung bzw. den Wägezellen versehenen Betonschwellen sind in ein durch Schotterverklebung stabilisiertes Schotterbett eingeklebt. Mit der beschriebenen Wägevorrichtung ist sowohl das statische als auch das dynamische Gewicht von Schienenfahrzeugen oder -teilen ermittelbar. - Die beschriebenen Wäge- und Messvorrichtungen sind zwar demontierbar und insofern auch unter Umständen mobil einsetzbar, sind aber von ihrer Konstruktion und der Art und Weise ihrer Verbindung mit dem Schienenkörper für den stationären Betrieb gedacht und finden auch so ihre Anwendung.
- In der
WO 01/18505 A1 - Im Gegensatz zu stationären Radlastmessvorrichtungen, deren Aufbau meist mit erheblichen Investitionskosten verbunden ist, stellen mobile Einrichtungen eine wesentlich preisgünstigere Lösung dar. Sie lassen sich nach der Durchführung der Messungen wieder entfernen, so dass ein durch keinerlei Einbauten behinderter Fahrbetrieb gewährleistet ist. Für mobile Einrichtungen spricht auch, dass sie an beliebigen Gleisabschnitten mit einer bestimmten Schienenüberhöhung bzw. Gleiskrümmung eingesetzt werden können, sofern die Notwendigkeit einer Messung der Radlasten unter derartigen Bedingungen gefordert ist.
- Als nachteilig hat sich bei der Radlastmessvorrichtung nach der
WO 01/18505 A1 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik aufgezeigten Nachteile zu überwinden, ein Messverfahren und eine mobile Vorrichtung vorzuschlagen, um eine schnellere und einfachere Montage und Demontage unter gleichzeitiger Verringerung des Gewichts der Messeinrichtung zu erreichen. Mit dem vorzuschlagenden Messverfahren und der mobilen Vorrichtung sind Verkantungen und Verspannungen der Wäge- bzw. Messzelle und damit einhergehende Messwertfehler, insbesondere in problematischen Einbausituationen, auszuschließen. Die vorzuschlagende Vorrichtung ist in allen Schienenprofilen und Spurweiten und bei geringfügig gekrümmten Gleisabschnitten und bei einer Schräglage des Gleisprofils einsetzbar, wobei die Messeinrichtung so gestaltet ist, dass sie auch dauerhaft im stationären Einbau einsetzbar ist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 20 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung zum Erfassen von Radlasten von Schienenfahrzeugen ist mit mindestens zwei Lastaufnahmeblöcken und innenliegenden Messabschnitten sowie mit Elementen zum Halten und Verspannen der Lastaufnahmeblöcke in einer Gleisanlage ausgestattet, wobei in einem Lastaufnahmeblock kraftumleitende Elemente und mindestens zwei Stützmittel angeordnet sind. Auf den Stützmitteln sind jeweils die Endstücke von einem stabförmigen Messabschnitt gelagert, wobei die Stützmittel streifen- und/oder punktförmige Auflagen zur Arretierung in der Gleisanlage aufweisen. Die Elemente zum Verspannen von zwei Lastaufnahmeblöcken bestehen aus einer einarmigen Verspannvorrichtung.
- Die Lastaufnahmeblöcke sind jeweils als separate Messblöcke ausgebildet. In einem Messblock ist als ein kraftumleitendes Element eine u-förmige Brücke angeordnet, die in x-Richtung seitlich parallel zu einem Messabschnitt, vorzugsweise einer balken- bzw. stabförmigen Wägebrücke, verläuft und so angeordnet ist, dass die u-förmige Brücke Stützmittel verbindet, welche an Schienen anliegen. Die Brücke besteht aus einem in x-Richtung verlaufenden Schenkel, aus zwei äußeren Schenkeln mit je einem abgewinkelten Flansch, wobei die Flansche wiederum mit den Stützmitteln kraftübertragend verbunden sind. Als weiteres kraftumleitendes Element sind oberhalb und unterhalb der Brücke eine obere Versteifungsplatte und eine untere Versteifungsplatte angeordnet.
- Die am Messblock befindlichen Stützmittel sind als Auflagefüße ausgebildet. Sie sind von klauenförmiger Gestalt mit einer inneren Wange und einer äußeren Wange, wobei die innere Wange des Auflagefußes mit der u-förmige Brücke kraftschlüssig verbunden ist und die äußere Wange des Auflagefußes im montierten Zustand über Adapter an der Schiene anliegt. Zwischen der inneren Wange und der äußeren Wange der Stützmittel sind Endstücke der Wägebrücke um Führungszapfen bewegbar in schwimmender Ausführung angeordnet, so dass die Wägebrücke freihängend, nur auf ihren Endstücken lagernd, zwischen den Stützmitteln angeordnet ist. Oberhalb dieser Endstücke liegen Verschlussstücke als kraftumleitende Elemente auf.
- Bei der Wägebrücke handelt es sich um ein wägetechnisches Element, welches bei Verformung in Folge einer äußeren Krafteinwirkung seine Ausgangsspannung proportio nal zur eingebrachten Kraft verändert. Die Messung von statischen und/oder dynamischen Radlasten bzw. Radaufstandskräften von Schienenfahrzeugen erfolgt gemäß der Erfindung auf einem stabförmigen bzw. balkenförmigen Lastenaufnehmer also freihängend. Während des Wäge- bzw. Messvorganges verbiegt sich die stabförmige bzw. balkenförmige Wägebrücke über ein speziell behandeltes Biegelager in z-Richtung nach unten. Die Messgrößen oder der Verformungsweg aus einer Radaufstandskraftmessung werden über Dehnungsmessstreifen, Drucksensoren, Distanzsensoren, optische Sensoren oder andere Messmittel erfasst und ausgewertet. Die linke und rechte Radaufstandskraft wird addiert und ergibt die Achsaufstandskraft.
- Rampenplatten, Auffahrflächen, Distanzplatten und Verbindungsbrücken ermöglichen das Auffahren auf und über die Stützmittel und die stabförmige bzw. balkenförmige Wägebrücke. An der u-förmigen Brücke sind mittig Kupplungselemente zur Aufnahme einer einarmigen Verspannvorrichtung vorgesehen.
- Es liegt im Bereich der Erfindung, die Messeinrichtung zu kombinieren, indem mindestens zwei Messeinrichtungen hintereinander in einem Gleisbett angeordnet und durch Verbindungsbrücken miteinander zu einer Mehrfachmesseinrichtung verbunden werden.
- Das Verfahren zum Erfassen von Radlasten von Schienenfahrzeugen erfolgt unter Verwendung von mindestens zwei Lastaufnahmeblöcken, von Elementen zum Halten und Verspannen der Lastaufnahmeblöcke in einer Gleisanlage, unter Verwendung von Stützmitteln und zwischen den Stützmitteln angeordnete Messabschnitten nach folgenden Verfahrensschritten:
-
- – Verbinden mindestens zweier Lastaufnahmeblöcke mittels Elementen zum Halten und Verspannen, wobei die Lastaufnahmeblöcke je eine an ihren Endstücken gelagerte Wägebrücke in Stützmitteln aufnehmen,
- – Einsetzen und Verspannen mindestens zwei miteinander verbundener Lastaufnahmeblöcke in einer Gleisanlage, wobei die beim Verspannen auftretende Kraft von einer einarmigen Verspannvorrichtung auf deren Kugelzone in eine kugelzonenförmige Einstecköffnung auf eine Brücke mit Schenkeln, äußeren Schenkeln und Flansche auf Stützmittel und auf Schienen übertragen wird,
- – Aufsetzen von Lasttragelementen und/oder Auf- und Abfahrtschrägen auf die Stützmittel und Messabschnitte, wobei die Lasttragelemente und/oder Auf- und Abfahrtschrägen aus Rampenplatten und/oder Auffahrflächen und/oder Verbindungsbrücken bestehen,
- – Auffahren eines Fahrzeuges über die Rampenplatten auf die Auffahrfläche,
- – Messen der Radlast mittels stabförmiger Wägebrücke, wobei diese eine Brücke bildend, frei hängend angeordnet und an ihren Endstücken in einem definierten Bereich von einem Führungszapfen arretiert, schwimmend gelagert ist, wobei die Wägebrücke sich während des Wäge- bzw. Messvorganges über ein Biegelager nach unten verbiegt und die Messgrößen oder der Verformungsweg über Dehnungsmessstreifen, Drucksensoren, Distanzsensoren, optische Sensoren und/oder andere Messmittel erfasst und ausgewertet werden.
- Zum Messen mehrerer Achsen gleichzeitig, beispielsweise eines mehrachsigen Drehgestells, werden mehrere Messeinrichtungen hintereinander, beispielsweise in einer Wartungsgrube, gekoppelt und in einem Gleisbett zu einer Mehrfachmesseinrichtung angeordnet. Zwischen den einzelnen Messeinrichtungen sind Verbindungsbrücken aufgelegt, die ein unproblematisches Überfahren der Achsen über die einzelnen Messeinrichtungen gewährleisten.
- Die Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungne hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen schutzfähige Ausführungen darstellen, für die hier Schutz beansprucht wird.
- Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
-
1 Draufsicht mit Teilschnitten der Messeinrichtung im demontierten Zustand, -
2 Seitenansicht mit Teilschnitten der Messeinrichtung im montierten Zustand zwischen den Schienen, -
3 Draufsicht mit Teilschnitten auf einen Block einer Messeinrichtung mit entfernter oberer Versteifungsplatte, -
4 vereinfachter Schnitt A – A nach1 , -
5 Ansicht B – B nach3 eines Blockes der Messeinrichtung, -
6 Schnitt C – C nach3 , -
7 Schnitt durch eine Verspannhülse. -
8 Draufsicht auf eine kombinierte Messvorrichtung für drei Achsen im montierten Zustand zwischen den Schienen, -
9 Schnitt D – D nach8 . - Beispiel 1
- In
1 ist eine Messeinrichtung in Draufsicht im demontierten Zustand dargestellt. Sie besteht aus einem linken und einem rechten Messblock1 mit innenliegender Wägebrücke2 (2 ) und einer einarmigen Verspannvorrichtung3 . Zur Vorbereitung des Messvorganges werden die beiden Messblöcke1 außerhalb des Gleisbettes mit der Verspannvorrichtung3 vormontiert, danach zwischen die Schienen4 verbracht und durch weiteres Spannen der Verspannvorrichtung3 zwischen den Schienen4 fest arretiert (2 ). - Der Messblock
1 besteht aus einer etwa u-förmigen Brücke5 (3 ), die in x-Richtung seitlich parallel zur Wägebrücke2 angeordnet ist und zwei Auflagefüße8 des Messblockes1 verbindet. Die Brücke5 besteht aus einem parallel zu den Schienen4 verlaufenden Schenkel15 , an dessen Enden sich anschließend und in y-Richtung etwa rechtwinklig abgebogen, jeweils ein äußerer Schenkel6 angeordnet ist, an welchem sich wiederum etwa rechtwinklig abgebogen jeweils ein Flansch7 sich anschließt, der die Verbindung zu je einem Auflagefuß8 herstellt. - Wie aus der
2 ersichtlich, weist der Auflagefuß8 eine etwa klauenförmige Gestalt mit einer inneren Wange38 und einer äußeren Wange39 auf, wobei in dem Freiraum zwischen den Wangen38 ;39 die Wägebrücke2 mit ihren Endstücken lagert. Oberhalb der in dem Freiraum der Klaue angeordneten Endstück der Wägebrücke2 ist ein kraftumleitendes Verschlussstück34 zwischen den Wangen38 ;39 eingelegt. - An dem Auflagefuß
8 sind mindestens zwei Auflageadapter9 angeordnet, die eine Anpassung an die aktuelle Einbausituation am Schienensteg10 und am Schienenfuß11 gewährleisten. Eine solche Anpassung ist erforderlich, um herstellungsbedingte Unebenheiten an den Schienen4 auszugleichen und um simulierte Extrembeanspruchungen zu messen. Alternativ können die Auflageadapter9 mehrteilig oder punktförmig angeordnet werden. - Der Messblock
1 , der wie ausgeführt zwei Auflagefüße8 enthält, nimmt in x-Richtung, also horizontal längs zur Schiene4 , zwischen den beiden Wangen38 ;39 der Auflagefüße8 , die Endstücke der Wägebrücke2 auf. Die Wägebrücke2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein stabförmiger bzw. balkenförmiger Lastenaufnehmer, der zwischen zwei Stützmitteln, hier zwei Auflagefüße8 mit Auflageadaptern9 , eingehangen ist. Wie aus den4 und6 ersichtlich, ist die Wägebrücke2 in schwimmender Ausführung angeordnet, in dem sie nicht fest verschraubt, sondern um Führungszapfen24 mit Nullringen25 beweglich gelagert ist. Die schwimmende Lagerung des stabförmigen bzw. balkenförmigen Lastenaufnehmers erfolgt über dem Bereich a – a (6 ) zwischen den beiden Wangen38 ;39 der Auflagefüße B. Die Führungszapfen24 in den Auflagefüßen8 gestatten der Wägebrücke2 ein präzises Erreichen der Nulllage im nicht belasteten Zustand. - Bei den Wägebrücken
2 handelt es sich um wägetechnische Elemente, welche bei Verformung in Folge einer äußeren Krafteinwirkung ihre Ausgangsspannung proportional zur eingebrachten Kraft verändern. Die Messung von statischen und/oder dynamischen Radlasten bzw. Radaufstandskräften von Schienenfahrzeugen erfolgt gemäß der Erfindung auf dem stabförmigen bzw. balkenförmigen Lastenaufnehmer also freihängend. Während des Wäge- bzw. Messvorganges verbiegt sich die stabförmige bzw. balkenförmige Wägebrücke2 über ein speziell behandeltes Biegelager35 in z-Richtung nach unten. Die Messgrößen oder der Verformungsweg aus einer Radaufstandsmessung werden über Dehnungsmessstreifen, Drucksensoren, Distanzsensoren, optische Sensoren oder andere Messmittel erfasst und ausgewertet. Die linke und rechte Radaufstandskraf werden addiert und ergeben die Achsaufstandskraft. - Oberhalb der Wägebrücke
2 ist eine Auffahrfläche12 angeordnet. Längs auf der Auffahrfläche12 befindet sich eine wulstförmige Aufbordung30 . Diese dient der Stabilität der Auffahrfläche12 und deren Kraftaufnahmevermögen sowie der exakten Führung des Spurkranzes31 (4 ). Unter die plattenförmige Auffahrfläche12 oder auf diese werden für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche der Messeinrichtung Distanzplatten gelegt, so dass ein auf die Auffahrfläche12 mit dem Spurkranz31 aufgefahrenes Rad eines Schienenfahrzeuges gegenüber der Fahrfläche der Schiene4 größer beabstandet ist. Es kann somit dem Abnutzungsgrad der Lauffläche der Räder eines Schienenfahrzeuges und der damit einher gehenden Vergrößerung des Abstandes zwischen Lauffläche der Räder und Spurkranzkuppe entsprochen werden. - In x-Richtung sind der Auffahrfläche
12 je eine Rampenplatte13 vor- bzw. nachgelagert. Diese sind auf dem Verschlussstück34 des Auflagefußes8 auswechselbar aufgesteckt. In x-Richtung verläuft eine Rampenplatte13 schräg aufwärts zur Höhe der Auffahrfläche12 und eine Rampenplatte13 schräg von der Höhe der Auffahrfläche12 abwärts. Die Rampenplatten13 sind in Auf- und Abfahrtrichtung angefast. Auch auf oder unter die Rampenplatten13 können je nach Bedarf Distanzplatten aufgelegt werden, um einen entsprechenden Höhenausgleich für das Auflegen von zusätzlichen Distanzplatten im Bereich der Auffahrfläche12 zu erhalten. - Es liegt im Bereich der Erfindung, die Auffahrflächen
12 so zu gestalten, dass sie in der jeweiligen Auf- und Abfahrtrichtung angefast sind und somit die Rampenplatten13 entfallen können. Zur Arretierung der Auffahrflächen12 und der Rampenplatten13 an ihren jeweiligen Unterlagen werden diese vorzugsweise an ihren Unterseiten mit entsprechend starken Zylinderstiften versehen, die wiederum zum Halten in zylindrischen Öffnungen der balkenförmigen Wägebrücke2 bzw. in dem Verschlussstück34 der Auflagefüße8 eingreifen. - Zwischen der Brücke
5 und der unter der Auffahrfläche12 angeordneten Wägebrücke2 ist ein Kabelschutz33 zur Aufnahme der Verbindungskabel der Wägebrücke2 angeordnet. Die u-förmige Brücke5 ist, wie aus den1 und3 ersichtlich, jeweils mit einer oberen Versteifungsplatte26 und einer unteren Versteifungsplatte27 abgedeckt, so dass die u-förmige Brücke5 wie ein kompakter geschlossener Körper wirkt. Die Versteifungsplatten26 ;27 dienen dem Versteifen der Gesamtkonstruktion und verhindern Torsionen. Außerdem sind im Bereich der äußeren Schenkel6 der u-förmigen Brücke5 des Messblockes1 , wie in der3 zu sehen, Versteifungen14 zur Verhinderung von Torsionen angeordnet. In der oberen und unteren Versteifungsplatte26 ;27 sind rechteckige Öffnungen29 eingelassen, in welche bei der Demontage erforderlichenfalls Keile – in den Figuren nicht dargestellt – eingeschlagen werden, um die einarmige Verspannvorrichtung3 am konischen Führungsstück18 zu lösen. - Auf dem in x-Richtung verlaufenden Schenkel
15 der Brücke5 ist mittig ein Aufnahmeelement16 angeordnet, welches mit dem jeweiligen Kupplungsteil der einarmigen Verspannvorrichtung3 im montierten Zustand korrespondiert. In diesem Aufnahmeelement16 ist in y-Richtung zur Brücke5 hin eine Aussparung von der Form einer Kugelzone als Einstecköffnung32 vorgesehen, die wiederum nach innen in eine konische Vertiefung17 über geht, wobei diese mittig den Schenkel15 der Brücke5 durchbricht. In das Aufnahmeelement16 mit der Einstecköffnung32 und der sich anschließenden konischen Vertiefung17 wird ein Kupplungsteil der Verspannvorrichtung3 eingeführt. Die konische Vertiefung17 dient im Wesentlichen der sicheren Einführung des Kupplungsteiles der Verspannvorrichtung3 , während die Einstecköffnung32 von der Form einer Kugelzone als abstützende und kraftübertragende Vorrichtung vorgesehen ist und durch ihre bombierte Ausführung in der Lage ist, etwaige Toleranzen bei der optimalen Anpassung an die aktuelle Einbausituation auszugleichen. Dementsprechend ist das konische Führungsstück18 der Verspannvorrichtung3 nicht passgerecht zur konischen Vertiefung17 gefertigt. - Wie in den
1 ,2 und7 dargestellt ist, bilden zwei Verspannhülsen19 , die im Inneren ein gegenläufiges Gewinde aufweisen, in welches jeweils eine Schraubverspannung20 , versehen mit Kontermuttern, eingeschraubt ist, eine einarmige Verspannvorrichtung3 . Der Begriff einarmige Verspannvorrichtung3 wurde hier zur Abgrenzung gegenüber dem Stand der Technik gewählt, weil, wie bereits ausgeführt, bekannte Messeinrichtungen mit zwei Elementen zum Verspannen (zweiarmig), zum Verklemmen und Verkanten der Messzellen führen. An den beiden den Schienen4 zugewandten Enden gehen die beiden Verspannhülsen19 in bombierte Verjüngungen in Form einer Kugelzone21 über. Auf der Kugelzone21 ist jeweils ein bereits erwähntes konisches Führungsstück18 aufgesetzt, wobei das konische Führungsstück18 mit einer Gewindebohrung (7 ) versehen ist. - Während der Montage der Messeinrichtung, also der Verbindung der beiden Messblöcke
1 mit der einarmigen Verspannvorrichtung3 , wird eine Verriegelung22 mit einem Gewindezapfen23 in das konische Führungsstück18 eingeschraubt. Dies ist notwendig, um die Verspannvorrichtung3 während der Montage an den Messblöcken1 zu arretieren. Für diese Montagehilfe ist in z-Richtung durch die obere Versteifungsplatte26 und die u-förmige Brücke eine Bohrung vorgesehen, durch welche die Verriegelung22 hindurchgeführt und mit dem konischen Führungsstück18 der Verspannvorrichtung3 verschraubt wird. Diese Arretierung erfolgt lediglich zur Halterung der Verspannvorrichtung3 während der Montage bzw. Demontage. Demzufolge ist die Bohrung in der Brücke5 und der oberen Versteifungsplatte26 entsprechend groß dimensioniert, vorzugsweise als Langloch28 ausgebildet, damit es während der Montage beim Verspannen der beiden Messblöcke1 nicht zu einem Abscheren des Gewindezapfens23 kommt. - Die von der Verspannvorrichtung
3 ausgehende Kraft wird über das mittig am Schenkel15 angeordnete Aufnahmeelement16 und die Einstecköffnung32 , auf den Schenkel15 , die beiden äußeren Schenkel6 und die beiden Flansche7 und somit auf die Auflagefüße8 und die Auflageadapter9 an die jeweilige Schiene4 übertragen. Erwähnt wurde bereits die klauenförmige Gestalt des Auflagefußes8 , in dessen Freiraum zwischen der inneren Wange38 und der äußeren Wange39 ein Endstück der Wägebrücke2 lagert und oberhalb des Endstückes ein kraftumleitendes Verschlussstück34 eingelegt ist. Dieses Verschlussstück34 leitet gleichermaßen die Kraft weiter, wie die unter dem Endstück der Wägebrücke2 konstruktive Ausgestaltung des Auflagefußes8 , so dass eine gleichmäßige Kraftübertragung oberhalb und unterhalb um das Endstück der Wägebrücke2 erfolgt. Es ist damit ein Verklemmen oder eine sonstige negative Beeinflussung eines stabförmigen bzw. balkenförmigen Lastenaufnehmers als Wäge- bzw. Messzelle vollständig ausgeschlossen. Die obere und untere Versteifungsplatte26 ;27 zur Abdeckung der u-förmigen Brücke5 übernehmen eine zusätzliche gleichmäßige Übertragung der Verspannkräfte. - Beispiel 2:
- Um den Mess- bzw. Wägeprozess von Schienenfahrzeugen mit mehreren unmittelbar nebeneinander liegenden Achsen zu beschleunigen, wird gemäß der Erfindung eine Mehrfachmesseinrichtung
36 vorgeschlagen. In diesem Beispiel wird an Hand einer Mehrfachmesseinrichtung36 die Messung von Radaufstandkräften für ein dreiachsiges Drehgestell erläutert. In8 ist eine Draufsicht auf eine Mehrfachmesseinrichtung36 im montierten Zustand im Gleisbett dargestellt. Die Mehrfachmesseinrichtung36 besteht aus drei Messeinrichtungen, wie sie im Beispiel1 näher beschrieben sind. Die Auswertung der Messergebnisse erfolgt durch Addition der Radlasten einer Achse und wiederum Addition von drei Achsen zum Gewicht des Drehgestells. - Um ein Überfahren über die drei einzelnen Messeinrichtungen zu gewährleisten, sind zwischen den einzelnen Messeinrichtungen Verbindungsbrücken
37 aufgelegt. Diese Verbindungsbrücken37 liegen wiederum auf jeweils zwei Verschlussstücken34 auf, wobei die Verschlussstücke34 , wie im Beispiel1 beschrieben, auf den Endstücken einer Wägebrücke2 aufliegen. - In der
9 ist ein Schnitt D – D nach8 dargestellt. Die9 zeigt, wie die Auflagefüße8 und somit die Wägebrücken2 von zwei benachbarten Messeinrichtungen nach Beispiel1 unmittelbar aneinander stoßen. Es liegt im Bereich der Erfindung, zwischen zwei benachbarten Messeinrichtungen einen Abstand zu lassen, um unterschiedlichen Achsabständen verschiedenster Drehgestelle zu entsprechen. Aus der Beabstandung von zwei benachbarten Messeinrichtungen ergibt sich eine Verlängerung der zwischenliegenden Verbindungsbrücke37 . - Die Montage und Demontage der kompletten Mehrfachmesseinrichtung
36 erfolgt, wie im Beispiel1 beschrieben, für jede Messeinrichtung einzeln, wobei lediglich an Stelle von Rampenplatten13 zwischen benachbarte Mehrfachmesseinrichtungen36 die erwähnten Verbindungsbrücken37 eingelegt werden. Es versteht sich dabei von selbst, dass an der ersten bzw. letzten Messeinrichtung zum Auf- bzw. Abfahren Rampenplatten13 auf den jeweiligen Verschlussstücken34 angeordnet sind. - Durch die Gesamtkonstruktion der Messblöcke
1 , insbesondere durch die kraftumleitenden Elemente und die am Schienensteg10 und Schienenfuß11 anliegenden Auflageadaptern9 sowie der Kupplungskonstruktion mit Aufnahmeelement16 am Messblock1 und Kugelzone21 mit Führungsstück18 an der einarmige Verspannvorrichtung3 , wird ein internes Verkanten der Gesamtkonstruktion im Montage- und Demontageprozess und vor allem während des Messvorganges ausgeschlossen. Durch die bombierte Ausführung der Kugelzone21 an den beiden Endstücken der einarmigen Verspannvorrichtung3 kann eine optimale Anpassung an die aktuelle Einbausituation gewährleistet werden, so dass Kipp- und Anhebeerscheinungen der gesamten Messeinrichtung unter Last ausgeschlossen sind. - Die beschriebene Erfindung kann unabhängig von den hier näher ausgeführten Beispielen mit alternativen Abwandlungen auch verwendet werden zur Gewichtsmessung bei anderen Fahrzeugen. So ist es denkbar, die Messvorrichtung in eine definierte Spur einzubringen und zu verspannen und an Stelle der lasttragenden Auffahrflächen
12 muldenförmige, den Fahrzeugrädern entsprechend angepasste Elemente, aufzulegen.
Claims (21)
- Messeinrichtung zum Erfassen von Radlasten von Schienenfahrzeugen mit mindestens zwei Lastaufnahmeblöcken, mit in diesen angeordneten Messabschnitten und mit Elementen zum Halten und Verspannen der Lastaufnahmeblöcke in einer Gleisanlage, wobei in einem Lastaufnahmeblock mindestens zwei kraftumleitende Elemente und mindestens zwei Stützmittel angeordnet sind, auf denen jeweils Endstücke von einem stabförmigen Messabschnitt lagern, die Stützmittel streifen- und/oder punktförmige Auflagen zur Arretierung in der Gleisanlage aufweisen und die Elemente zum Verspannen aus einer zwischen zwei Lastaufnahmeblöcken angeordneten einarmigen Verspannvorrichtung (
3 ) besteht. - Messeinrichtung nach Anspruch 1, wobei zwei Lastaufnahmeblöcke jeweils als separate Messblöcke (
1 ) ausgebildet sind und in einem Messblock (1 ) als ein kraftumleitendes Element eine u-förmige Brücke (5 ) angeordnet ist, die in x-Richtung seitlich parallel zu einem Messabschnitt, vorzugsweise einer balken- bzw. stabförmigen Wägebrücke (2 ), verläuft und so angeordnet ist, dass die Brücke (5 ) Stützmittel verbindet. - Messeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Brücke (
5 ) aus einem in x-Richtung verlaufenden Schenkel (15 ), aus zwei abgewinkelten äußeren Schenkeln (6 ) mit je einem abgewinkelten Flansch (7 ) besteht, wobei die Flansche (7 ) mit den Stützmitteln kraftübertragend verbunden sind. - Messeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei als weiteres kraftumleitendes Element die Brücke (
5 ) oberhalb und unterhalb mit einer oberen Versteifungsplatte (26 ) und mit einer unteren Versteifungsplatte (27 ) versehen ist. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Stützmittel im Messblock (
1 ) als Auflagefüße (8 ) ausgebildet und von klauenförmiger Gestalt sind, wobei eine innere Wange (38 ) eines Auflagefußes (8 ) mit dem Flansch (7 ) kraftschlüssig verbunden ist, eine äußere Wange (39 ) des Auflagefußes (8 ) im montierten Zustand über Auflageadapter (9 ) an der Schiene (4 ) anliegt und im Freiraum zwischen den Wangen (38 ;39 ) jeweils ein Endstück der Wägebrücke (2 ) lagert. - Messeinrichtung nach Anspruch 5, wobei an der äußeren Wange (
39 ) eines Auflagefußes (8 ) ein an dem Schienensteg (10 ) anliegender und unterhalb des Auflagefußes (8 ) ein an dem Schienenfuß (11 ) aufliegender Auflageadapter (9 ) angeordnet ist und die Auflageadapter (9 ) von streifen- und/oder punktförmiger Gestalt sind. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei als weiteres kraftumleitendes Element in dem klauenförmigen Auflagefuß (
8 ) über dem im Freiraum zwischen den Wangen (38 ;39 ) aufliegenden Endstück der Wägebrücke (2 ) ein Verschlussstück (34 ) angeordnet ist. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei zwischen der inneren Wange (
38 ) und der äußeren Wange (39 ) des Auflagefußes (8 ) das Endstück der Wägebrücke (2 ) in schwimmender Ausführung angeordnet ist. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei auf der in den Auflagefüßen (
8 ) lagernden Wägebrücke (2 ) eine Auffahrfläche (12 ) aufliegt, die eine in Längsrichtung der Auffahrfläche (12 ) auf der der Schiene (4 ) abgewandten Seite eine Aufbordung (30 ) aufweist. - Messeinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Auffahrfläche (
12 ) in Fahrtrichtung vorn und hinten angefast ist. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei auf dem Verschlussstück (
34 ) eine mit Auf- bzw. Abfahrtschräge versehene Rampenplatte (13 ) angeordnet ist. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei auf oder unter der Auffahrfläche (
12 ) und der Rampenplatte (13 ) Distanzplatten angeordnet sind. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Endstücke der Wägebrücke (
2 ) um Führungszapfen (24 ) mit Nullringen (25 ) bewegbar angeordnet sind und im Bereich a – a in den Auflagefüßen (8 ) schwimmend lagern. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei auf dem Schenkel (
15 ) der Brücke (5 ) mittig ein Aufnahmeelement (16 ) mit einer kugelzonenförmigen Einstecköffnung (32 ) angeordnet ist und sich an diese eine Vertiefung (17 ) in der Brücke (5 ) anschließt. - Messeinrichtung nach Anspruch 14, wobei senkrecht durch die Brücke (
5 ) zur Vertiefung (17 ) hin eine Durchbohrung in Form eines Langloches (28 ) vorhanden ist. - Messeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die einarmige Verspannvorrichtung (
3 ) aus mindestens zwei Verspannhülsen (19 ) und einer Schraubverspannung (20 ) besteht. - Messeinrichtung nach Anspruch 16, wobei das Ende der Verspannhülse (
19 ) in Form einer Kugelzone (21 ) verjüngt ist und in ein konisches Führungsstück (18 ) übergeht. - Messeinrichtung nach Anspruch 17, wobei das konische Führungsstück (
18 ) eine Bohrung aufweist. - Messeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei mindestens zwei hintereinander in einem Gleisbett angeordnete Messeinrichtungen durch Verbindungsbrücken (
37 ) zu einer Mehrfachmesseinrichtung (36 ) verbunden sind. - Verfahren zum Erfassen von Radlasten von Schienenfahrzeugen unter Verwendung von mindestens zwei Lastaufnahmeblöcken, von Elementen zum Halten und Verspannen der Lastaufnahmeblöcke in einer Gleisanlage, unter Verwendung von Stützmitteln und zwischen den Stützmitteln angeordnete Messabschnitten, wie in den Ansprüchen 1 bis 19 beschrieben, wobei die Messung von Radlasten nach folgenden Verfahrensschritten erfolgt: – Verbinden mindestens zweier Lastaufnahmeblöcke mittels Elementen zum Halten und Verspannen, wobei die Lastaufnahmeblöcke je eine an ihren Endstücken gelagerte Wägebrücke (
2 ) in Stützmitteln aufnehmen, – Einsetzen und Verspannen mindestens zwei miteinander verbundener Lastaufnahmeblöcke in einer Gleisanlage, wobei die beim Verspannen auftretende Kraft von einer einarmigen Verspannvorrichtung (3 ) auf deren Kugelzone (21 ), in eine kugelzonenförmige Einstecköffnung (32 ) auf eine Brücke (5 ), mit Schenkeln (15 ), äußeren Schenkeln (6 ) und Flansche (7 ) auf Stützmittel und auf Schienen (4 ) übertragen wird, – Aufsetzen von Lasttragelementen und/oder Auf- und Abfahrtschrägen auf die Stützmittel und Messabschnitte, wobei die Lasttragelemente und/oder Auf- und Abfahrtschrägen aus Rampenplatten (13 ) und/oder Auffahrflächen (12 ) und/oder Verbindungsbrücken (37 ) bestehen, – Auffahren eines Fahrzeuges über die Rampenplatten (13 ) auf die Auffahrfläche (12 ), – Messen der Radlast mittels stabförmiger Wägebrücke (2 ), wobei diese eine Brücke bildend frei hängend angeordnet und an ihren Endstücken in einem definierten Bereich a – a von einem Führungszapfen (24 ) arretiert, schwimmend gelagert ist, wobei die Wägebrücke (2 ) sich während des Wäge- bzw. Messvorganges über ein Biegelager (35 ) in z-Richtung nach unten verbiegt und die Messgrößen oder der Verformungsweg über Dehnungsmessstreifen, Drucksensoren, Distanzsensoren, optische Sensoren und/oder andere Messmittel erfasst und ausgewertet werden. - Verfahren nach Anspruch 20, wobei mehrere Messeinrichtungen hintereinander gekoppelt in einem Gleisbett zu einer Mehrfachmesseinrichtung (
36 ) angeordnet und zwischen den einzelnen Messeinrichtungen Verbindungsbrücken (37 ) aufgelegt werden.
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