DE1133141B

DE1133141B - Weighing device for rail vehicles, especially for freight wagons in shunting systems

Info

Publication number: DE1133141B
Application number: DES63198A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Karl Stubbe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-05-29
Filing date: 1959-05-29
Publication date: 1962-07-12
Also published as: DE1202516B; BE590566A; GB926985A; CH384884A

Description

Wiegeeinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Güterwagen in Rangieranlagen Die Erfindung betrifft eine Wiegeeinrichtung für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Güterwagen in Rangieranlagen, mit mindestens zwei von der Durchbiegung derselben Schiene durch den Raddruck beaufschlagten Meßwertgebern und einer diesen nachgeordneten Auswerteschaltung. Die Kenntnis des Fahrzeuggewichtes, die aus der Summe der Raddrücke aller Räder bzw. der Summe der Achsiasten aller Achsen eines Fahrzeuges ermittelt werden kann, ist in Rangieranlagen beispielsweise zur automatischen Steuerung von Gleisbremsen erforderlich.Weighing device for rail vehicles, in particular for freight wagons in shunting systems The invention relates to a weighing device for rail vehicles, especially for freight wagons in shunting systems, with at least two of the deflection the same rail through the wheel pressure acted upon transducers and one of these downstream evaluation circuit. The knowledge of the vehicle weight, which is derived from the Sum of the wheel pressures of all wheels or the sum of the axle loads of all axles of one Vehicle can be determined, is in maneuvering systems, for example, for automatic Control of rail brakes required.

Es ist bekannt, die Durchbiegung der gesamten Fahrschiene durch den Raddruck für die Gewichtsmessung auszunutzen. Die von den dabei verwendeten elektrischen Meßwertgebern, z. B. piezoelektrischen Körpern oder magnetisch-induktiven Impulsgebern, erzeugten Meßwerte sind von der relativen Auslen-- kung eines Punktes der belasteten Schiene, bezogen auf zwei beiderseits von diesem Punkt in demselben Schwellenfach gelegene Punkte, abhängig. Der Meßwert entspricht daher etwa der mittleren Durchbiegung der Schiene zwischen den beiden äußeren Punkten. Da an jeder Meßstelle nur ein Meßwertgeber vorhanden ist, sind die Meßwerte sehr stark von der Auflagerung der Schiene auf der Bettung abhängig. It is known that the deflection of the entire running rail by the Exploit wheel pressure for weight measurement. The electrical ones used in this Transducers, e.g. B. piezoelectric bodies or magnetic-inductive pulse generators, The measured values generated are from the relative deflection of a point of the loaded Rail, based on two either sides of this point in the same threshold compartment located points, depending. The measured value therefore corresponds approximately to the mean deflection the rail between the two outer points. There is only one transducer at each measuring point is present, the readings are very much dependent on the bearing of the rail on depending on the bedding.

Liegen nämlich in der Nähe der Meßstelle angeordnete Schwellen hohl, so tritt schon bei geringen Radlasten leerer Wagen eine Schienendurchbiegung von derselben Größenordnung auf wie bei idealer Schienenlagerung durch Radlasten voll geladener Wagen. If there are hollow sleepers near the measuring point, rail deflection occurs even with low wheel loads on empty wagons of the same order of magnitude as with ideal rail support due to wheel loads loaded car.

Erst nach dem Andrücken der Schwellen gegen die Bettung ist die weitere Schienendurchbiegung etwa der Differenz von Gesamtlast und Andrücklast proportional. Um diese Verfälschung der Meßwerte zu vemeiden, ist es bisher erforderlich, für die in der Nähe der Meßstelle liegenden Schwellen entweder ein unnachgiebiges Fundament oder mindestens eine zusätzliche Versteifung durch in Längsrichtung der Schiene verlaufende Träger anzuordnen. Aber auch dieser bauliche Aufwand kann eine andere Verfälschung des Meßwertes nicht beseitigen, die dadurch entsteht, daß die Schienendurchbiegung nicht nur von dem Raddruck des jeweils am Geber vorüberrollenden Rades, sondern auch von dem Raddruck und dem Abstand benachbarter Räder abhängig ist. Der hierdurch auftretende Fehler ist besonders groß bei Fahrzeugen mit Drehgestellen, deren Achsen einen Abstand bis herunter zu 1,5 m haben. Only after the sleepers have been pressed against the bedding is the further one Rail deflection roughly proportional to the difference between total load and contact load. In order to avoid this falsification of the measured values, it has hitherto been necessary for the sleepers in the vicinity of the measuring point either have an unyielding foundation or at least one additional stiffening through in the longitudinal direction of the rail to arrange running beams. But this structural effort can also be different Do not eliminate the falsification of the measured value that arises from the rail deflection not only from the wheel pressure of the wheel rolling past the encoder, but also depends on the wheel pressure and the distance between neighboring wheels. The one through this Occurring errors is particularly large in vehicles with bogies, their axles have a distance of down to 1.5 m.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zum Wiegen rollender Schienenfahrzeuge erfolgt die Bestimmung des Raddruckes beim Befahren eines kurzen Meßschienenstückes, das von den angrenzenden Fahrschienen durch Luftspalte getrennt ist und an seinen beiden Enden auf einem festen Fundament aufliegt. Hierbei wird durch die von vertikalen Kräften erzeugte elastische Durchbiegung des Schienenstückes ein elektrischer Meßwertgeber beeinflußt, z. B. durch änderung der Kapazität eines Kondensators in einem Schwingkreis. Um außer dem Raddruck auch noch andere, die vertikale Durchbiegung beeinflussende Größen, z. B. unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten zu erfassen, ist eine Meßwertkorrektur mit Hilfe eines Widerstandes vorgesehen, dessen Größe von einer Antriebsvorichtung proportional der Fahrzeit des Rades zwischen zwei Schienenkontakten eingestellt wird. Ferner kann an dem Meßschienenstück ein zweiter Meßwertgeber angeordnet sein, der auf die bei Stößen, die beispielsweise durch unrunde Radreifen oder Achslagerfehler erzeugt werden, auftretenden horizontalen Kräfte anspricht. Bei dieser Einrichtung ist es nicht möglich, eine Meßwertverfälschung durch die beim Auffahren des Rades auf das Meßschienenstück unvermeidlich auftretenden Schwingungen zu vermeiden. Ferner erfordert die Vorbereitung der Meßstelle, d. h. die Herrichtung des Fundamentes für das Meßschienenstück und die Auftrennung der Fahrschiene für dieses Stück, außer einem materiellen einen hohen zeitlichen Aufwand, so daß bei Erstellung einer solchen Einrichtung der Fahrbetrieb erheblich gestört wird. In another known device for weighing rolling rail vehicles the wheel pressure is determined when driving on a short piece of measuring rail, that of the adjacent Runways is separated by air gaps and at his both ends rests on a solid foundation. This is done by the vertical Forces generated elastic deflection of the rail section an electrical transducer influenced, e.g. B. by changing the capacitance of a capacitor in a resonant circuit. In addition to the wheel pressure, there are also other factors that influence vertical deflection Sizes, e.g. B. to detect different driving speeds is a measured value correction provided with the help of a resistor, the size of a drive device set proportionally to the travel time of the wheel between two rail contacts will. Furthermore, a second transducer can be arranged on the measuring rail piece, the impact on bumps caused, for example, by out-of-round wheel tires or axle bearing errors are generated, responds to occurring horizontal forces. At this facility it is not possible to falsify the measured values when the wheel hits to avoid inevitable vibrations occurring on the measuring rail piece. Further requires the preparation of the measuring point, i. H. the preparation of the foundation for the measuring rail piece and the separation of the running rail for this piece, except a material a high expenditure of time, so that when creating such a Establishment of driving operations is significantly disrupted.

Es ist ferner bekannt, im Schienensteg unmittelbar unter dem Schienenkopf einen Längsschlitz anzubrmgen und die durch den Raddruck hervorgerufene Durchbiegung des Schienenkopfes gegenüber dem übrigen darunterliegenden Teil der Schiene unter Verwendung elektrischer Meßwertgeber zum Feststellen des Gewichtes von Fahrzeugen auszunutzen. It is also known in the rail web directly below the rail head to make a longitudinal slot and the one caused by the wheel pressure Deflection of the rail head compared to the rest of the underlying part of the rail below Use of electrical transducers to determine the weight of vehicles to take advantage of.

Als Meßwertgeber sind dabei mehrere durch die Durchbiegung derselben Stelle des Schienenkopfes beeinflußte Dehnungsmeßstreifen bzw. eine an einer Wechselspannung liegende Drossel vorgesehen, in deren magnetischem Kreis beim Durchbiegen des Schienenkopfes eine Luftspaltänderung entsteht. Diese Einrichtungen haben vor allem den Nachteil, daß an der Meßstelle eine besondere Schienenkonstruktion erforderlich ist, weil die durch den Schlitz verminderte Festigkeit des Schienenproflls durch entsprechende Verstärkung von Schienensteg und/oder Schienenfuß ausgeglichen werden muß. Das Einbauen bzw. Auswechseln dieses Schienen stückes - letzteres ist wegen der bald auftretenden bleibenden Durchbiegung des über dem Schlitz liegenden Schienenkopfes verhältnismäßig oft erforderlich - ist ebenfalls nicht ohne Störung des Fahrbetriebes möglich.As a transducer there are several due to the deflection of the same Location of the rail head influenced strain gauges or one at an alternating voltage horizontal throttle is provided, in its magnetic circuit when the rail head is bent a change in the air gap occurs. These facilities have the main disadvantage that a special rail construction is required at the measuring point because the strength of the rail profile, which is reduced by the slot, is replaced by corresponding Reinforcement of rail web and / or rail foot must be compensated. The installation or replacing this rail piece - the latter is because of the soon occurring permanent deflection of the rail head lying above the slot is proportionate often required - is also not possible without disrupting driving operations.

Die Nachteile der bekannten Wiegeeinrichtungen für Schienenfahrzeuge werden nun dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die Meßwertgeber in Längsrichtung der Schiene hintereinander in einem Abstand angeordnet sind, der kleiner ist als der kleinste Achsabstand der Schienenfahrzeuge, und daß die der Auswerteschaltung zugeführten Meßwerte aus den während der Bewegung eines Rades über die Schiene auftretenden vorzeichenabhängigen Meßwertdifferenzen von mindestens zwei benachbarten Gebern zum Vermeiden des Einflusses der Nachgiebigkeit der Schienenlagerstellen gebildet sind. The disadvantages of the known weighing devices for rail vehicles are now avoided in that, according to the invention, the transducers in the longitudinal direction the rail are arranged one behind the other at a distance that is smaller than the smallest center distance of the rail vehicles, and that of the evaluation circuit supplied measured values from the occurring during the movement of a wheel over the rail Sign-dependent measured value differences from at least two neighboring encoders formed to avoid the influence of the resilience of the rail bearing points are.

Zum Messen der Schienendurchbiegung können grundsätzlich alle auf die elastische Auslenkung oder Durchbiegung der Schiene anspechenden Meßwertgeber verwendet werden. Wegen der günstigen Auswertungsmöglichkeit der Meßwerte sind vor allem elektrische Meßwertgeber, z. B. magnetisch induktive Impulsgeber, Kondensatoren, piezoelektrische Kristalle und Dehnungsmeßstreifen, geeignet. To measure the rail deflection, basically everyone can use transducers responding to the elastic deflection or bending of the rail be used. Because of the favorable possibility of evaluating the measured values, all electrical transducers, e.g. B. Magnetic inductive pulse generators, capacitors, piezoelectric crystals and strain gauges are suitable.

Bei Einrichtungen nach der Erfindung können die Meßwertgeber so angeordnet werden, daß die Meßwerte entweder von der absoluten Auslenkung der belasteten Schiene aus ihrer im unbelasteten Zustand eingenommenen Ruhelage oder von der relativen Schienenauslenkung bzw. der Schienendurchbiegung abhängig sind. Im ersten Fall sind für die Geber nur verhältnismäßig schwache Fundamente erforderlich, die als ortsfester Bezugspunkt für die zu messende Auslenkung benötigt werden. Im zweiten Fall sind keinerlei zusätzliche Fundamente oder Schwellenversteifungen notwendig, da die Geber unmittelbar an den Schienen angebracht werden können. Dies ist vor allem bei Verwendung von Dehnungsmeßstreifen möglich. Diese können im einfachsten Falle an den Schienenfuß geklebt werden, oder es wird eine mit mehreren Dehnungsmeßstreifen versehene Platte so an dem Schienenfuß festgespannt, daß sie an dessen Dehnung zwangläufig teilnimmt. An der Schiene sind hierfür keine vorbereitenden Änderungen erforderlich, so daß schon eine kurze Pause im Fahrbetrieb zum Anbringen der Meßwertgeber ausreicht. Da die bei Belastung der Schiene im Schienenfuß verursachte Dehnung der Durchbiegung proportional ist, wird bei Verwendung von Dehnungsmeßstreifen zum Erzeugen von Meßwerten, von denen die vorzeichenabhängige Meßwertdifferenz gebildet und ausgewertet wird, eine besonders genaue Raddruckmessung erzielt. Da ferner unabhängig von der Art der Meßwertgeber die Schiene selbst an der Meßstelle unverändert bleibt, können beim Befahren der Meßstelle keine Schienenschwingungen entstehen. In devices according to the invention, the transducers can be so arranged that the measured values either depend on the absolute deflection of the loaded rail from their rest position assumed in the unloaded state or from the relative Rail deflection or the rail deflection are dependent. In the first case are only relatively weak foundations required for donors, which are considered to be more stationary Reference point for the deflection to be measured. In the second case are No additional foundations or threshold reinforcements are necessary, as the donors can be attached directly to the rails. This is especially true when using of strain gauges possible. In the simplest case, these can be attached to the rail foot be glued, or it will be a plate provided with several strain gauges so tightly clamped to the rail foot that it inevitably takes part in its expansion. No preparatory changes are required on the rail for this, so that even a short break while driving is sufficient to attach the transducers. As the expansion of the deflection caused by the load on the rail in the rail foot is proportional, when using strain gauges to generate measured values, of which the sign-dependent measured value difference is formed and evaluated will, a particularly accurate wheel pressure measurement achieved. Since, furthermore, regardless of Art the transducer, the rail itself remains unchanged at the measuring point there are no rail vibrations when driving over the measuring point.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert. The invention is illustrated below with reference to the drawings using an exemplary embodiment explained.

In Fig. 1 ist schematisch eine Schiene S dargestellt, die durch die beiden Räder R1 und R 2 eines Drehgestelles mit einem Achsabstand A von etwa 1,5 m belastet wird. Wenn die durch die Pfeiles1 bis B5 angedeuteten Schwellen fest auf der Bettung aufliegen, so kann die Schiene infolge ihrer Steifigkeit mit guter Annäherung als ein unendlich langer, auf homogener elastischer Unterlage ruhender Träger aufgefaßt werden. In Fig. 1, a rail S is shown schematically through the two wheels R1 and R 2 of a bogie with a center distance A of about 1.5 m is charged. When the thresholds indicated by arrows 1 to B5 are fixed rest on the bedding, the rail can, due to its rigidity, with good Approximation as an infinitely long, resting on a homogeneous elastic base Carrier are perceived.

In Fig. 2 ist für diesen Idealfall durch die Kurve A 1 bzw. A 2 der Verlauf der Durchbiegung der neutralen Faser der Schiene angedeutet, wenn die Schiene nur durch den RaddruckP1 des Rades R1 bzw. den gleich großen Raddruck P 2 des Rades ru belastet ist. Die Kurve A 12 stellt die Durchbiegung der Faser bei gleichzeitiger Einwirkung beider Kräfte P1 und P2 auf die Schiene dar. Wird als Maß für den Raddruck die maximale Auslenkung der neutralen Faser aus der Ruhelage (Gerade A 0) gemessen, so ergibt der Raddruck eines benachbarten Rades im allgemeinen eine Verfälschung, und zwar im vorliegenden Fall eine Vergrößerung des bei einem einzelnen Rade gemessenen maximalen Wertes Am um den Wert dA. Die Größe und das Vorzeichen des Fehlers sind außer von der Größe des benachbarten Raddruckes auch vom Abstand A der Achsen abhängig. In FIG. 2, for this ideal case, the curve A 1 or A 2 is the Course of the deflection of the neutral fiber of the splint indicated when the splint only by the wheel pressure P1 of the wheel R1 or the equally large wheel pressure P2 of the wheel ru is burdened. The curve A 12 represents the deflection of the fiber with simultaneous Both forces P1 and P2 act on the rail. Used as a measure of the wheel pressure the maximum deflection of the neutral fiber from the rest position (straight line A 0) measured, the wheel pressure of an adjacent wheel generally results in a falsification, in the present case an enlargement of that measured on a single wheel maximum value Am by the value dA. The size and sign of the error are apart from the size of the adjacent wheel pressure, it also depends on the distance A between the axles.

In Fig. 3 ist durch die Kurve K 1 bzw. K2 der durch den Raddruck P1 bzw. P2 eines einzelnen Rades entstehende Krümmungsverlauf der Schiene, d. h. die zweite Ableitung der in Fig. 1 angedeuteten Kurven A 1 und A 2 dargestellt, während aus der KurveK12 der bei gleichzeitiger Einwirkung beider Räder entstehende resultierende Krümmungsverlauf zu ersehen ist. Aus der Kurve K 12 ist ersichtlich, daß unter jedem der beiden Räder zwar ein Maximum der resultierenden Schienenkrümmung auftritt; der Betrag dieses Maximalwertes ist aber um den Betrag au kleiner als der Maximalwert Km bei einem einzelnen Rade. In FIG. 3, the curve K 1 or K2 shows that due to the wheel pressure P1 or P2 of a single wheel resulting in curvature of the rail, d. H. the second derivative of the curves A 1 and A 2 indicated in FIG. 1 is shown, while from curve K12 that which arises with the simultaneous action of both wheels resulting curvature can be seen. From curve K 12 it can be seen that under each of the two wheels there is a maximum of the resulting rail curvature occurs; the amount of this maximum value is, however, less than the amount au the maximum value Km for a single wheel.

Es sei nun angenommen, daß je Meßstelle an einer Schiene innerhalb eines Schwellenfaches zwei Geber G1 und G2 (vgl. Fig. 1) im Abstand a angeordnet sind, von denen jeder von der jeweiligen Krümmung linear und vorzeichengetreu abhängige Meßwerte abgibt. Bewegt sich ein einzelnes Rad von links nach rechts über die Schiene, so ändern sich die vom Geber G1 abgegebenen Meßwerte nach dem in Fig. 4 durch die KurveM1 dargestellten Verlauf und die vom Geber G 2 gleichzeitig abgegebenen Meßwerte nach dem durch die Kurve M2 dargestellten Verlauf. It is now assumed that each measuring point on a rail within a threshold compartment two sensors G1 and G2 (see. Fig. 1) arranged at a distance a are, each of which depends linearly and with the correct sign of the respective curvature Outputs measured values. If a single wheel moves from left to right across the rail, so the measured values output by the transmitter G1 change according to that shown in FIG. 4 by the CurveM1 and the measured values given by the transmitter G 2 at the same time according to the course represented by curve M2.

Die Kurve M2 ist um den Geberabstanda in Bewegungsrichtung des Rades gegenüber der Kurve M1 verschoben. Bildet man die vorzeichenabhängige Differenz der gleichzeitig abgegebenen Meßwerte der Geber G 1 und G2, so ergibt sich die gestrichelt gezeichnete Kurve D 1. Sie hat ein Minimum Mi, wenn sich das Rad über dem Geber G 1 befindet, und ein Maximum Mci, wenn sich das Rad über dem Geber G2 befindet. Werden über die Schiene beide Räder mit dem in Fig. 1 angedeuteten Abstand A bewegt, so ändern sich die vom Geber G 1 abgegebenen Meßwerte nach der Kurve M 12 und die Meßwerte des Gebers G2 nach einer entsprechenden nicht gezeichneten Kurve, die gegenüber der Kurve M12 um den Geberabstand nach rechts verschoben ist. Wird die Differenz dieser Meßwerte gebildet, so ergibt sich die in Fig. 4 strichpunktiert gezeichnete Kurve D 12, deren Minima und Maxima praktisch die gleiche Größe haben wie die der Kurve D 1. Da sich jedoch beide Räder über die Schiene bewegen, treten je zwei Minima und Maxima auf, und zwar je ein Minimum und ein Maximum, wenn sich zunächst das Rad R 1 und dann das Rad R2 über dem Geber G 1 bzw. G 2 befindet. Aus den Kurven D 1 und D 12 ist ersichtlich, daß bei Verwendung der Maxima und/oder Minima der Meßwertdifferenzen der benachbarten Geber G 1 und G2 als Maß für den Raddruck das Ergebnis im wesentlichen unabhängig davon ist, ob sich ein einzelnes Rad oder zwei benachbarte Räder eines Drehgestelles mit dem Abstand A über die Schiene bewegen. Bei Achsabständen, die größer sind als der Abstand A, ergibt sich praktisch das gleiche Meßergebnis, da auch in diesen Fällen die Steigungen des resultierenden Krümmungsverlaufes K12 auf beiden Seiten des Maximums der Schienenkrümmung erhalten bleiben. Zum Bestimmen des Raddruckes genügt es im allgemeinen, nur ein Minimum Mi oder ein Maximum Ma auszuwerten.The curve M2 is by the encoder distance a in the direction of movement of the wheel shifted compared to curve M1. If one forms the sign-dependent difference of the measured values of the transmitters G 1 and G2 emitted at the same time, this is the result of the dashed line Drawn curve D 1. It has a minimum Mi when the wheel is above the encoder G 1 is located, and a maximum Mci when the wheel is above the transmitter G2. If both wheels are moved over the rail with the distance A indicated in Fig. 1, so the measured values given by the transmitter G 1 change according to the curve M 12 and the measured values of the encoder G2 according to a corresponding curve not shown, the opposite curve M12 is shifted to the right by the encoder distance. Will the difference If these measured values are formed, then the one shown in phantom in FIG. 4 results Curve D 12, the minima and maxima of which have practically the same size as those of the Curve D 1. However, since both wheels move over the rail, there are two minima each and maxima, namely a minimum and a maximum each, if the Wheel R 1 and then wheel R2 are located above transmitter G 1 and G 2, respectively. Out of the curves D 1 and D 12 it can be seen that when using the maxima and / or minima of the Measured value differences of the neighboring sensors G 1 and G2 as a measure for the wheel pressure das The result is essentially independent of whether there is a single wheel or two Move neighboring wheels of a bogie with distance A over the rail. This is practically the case with center distances that are greater than distance A same measurement result, since in these cases too the gradients of the resulting Curvature course K12 obtained on both sides of the maximum of the rail curvature stay. In general, only a minimum is sufficient to determine the wheel pressure To evaluate Mi or a maximum Ma.

Zur genaueren Bestimmung ist es jedoch zweckmäßig, den Mittelwert der absoluten Beträge von Minimum und Maximum oder den Unterschied U zwischen Minimum und Maximum auszuwerten.For a more precise determination, however, it is advisable to use the mean value the absolute amounts of minimum and maximum or the difference U between minimum and evaluate maximum.

Wenn die Auflagerung für die Schwellen nicht gleich ist, sondern die Stützkräfte von links nach rechts kleiner werden, so verläuft die Krümmungskurve der Schiene beiderseits des Rades R2 nicht symmetrisch, sondern nach der gestrichelten Kurve K20 (Fig. 3). Die vom Geber G1 abgegebenen Meßwerte ändern sich dann beim Bewegen eines Rades entsprechend der Kurve M 10 und beim Bewegen beider Räder nach der Kurve M 120 (Fig. 5). Für den Geber G 2 gelten entsprechende Kurven, die um den Geberabstand a nach rechts verschoben sind. Wird in diesem Fall die Differenz der Meßwerte zweier benachbarter Geber G1 und G2 gebildet, so ergibt sich die Kurve D 10 für ein einzelnes Rad. Die absoluten Beträge des Minimums und des Maximums dieser Kurve sind zwar verschieden; wird jedoch für die Auswertung der Mittelwert der absoluten Beträge von Minimum und Maximum oder der Unterschied U' zwischen Minimum und Maximum ermittelt, so ergibt sich auch in diesem Fall praktisch wieder der gleiche Maximalwert der auszuwertenden Größe wie bei idealer gleichmäßiger Schienenauflagerung. Wird bei Belastung der ungleichmäßig gelagerten Schiene durch beide Räder die Differenz der Meßwerte der Geber G1 und G2 gebildet, so ändert sich die Differenz nach der Kurve D 120, deren Unterschied U' zwischen Maximum und Minimum praktisch der gleiche wie bei der Kurve D 12 ist. If the support for the sleepers is not the same, but rather the supporting forces decrease from left to right, so the curvature curve runs the rail on both sides of the wheel R2 is not symmetrical, but according to the dashed line Curve K20 (Fig. 3). The measured values given by the encoder G1 then change when Moving a wheel according to the curve M 10 and moving both wheels after the curve M 120 (Fig. 5). Corresponding curves apply to encoder G 2, which are around the encoder distance a are shifted to the right. In this case, the difference will be the measured values of two neighboring transmitters G1 and G2 are formed, this results in the curve D 10 for a single wheel. The absolute minimum and maximum amounts this curve are different; however, the mean value is used for the evaluation the absolute amounts of minimum and maximum or the difference U 'between minimum and maximum are determined, then in this case, too, the result is practically the same again Maximum value of the variable to be evaluated as with ideal, even rail support. If the unevenly mounted rail is loaded by both wheels, the difference the measured values of the sensors G1 and G2 are formed, the difference changes according to the Curve D 120, the difference U 'of which between maximum and minimum is practically the same as is the case with curve D 12.

Zur weiteren Erhöhung der Meßgenauigkeit ist es aber möglich, nicht nur zwei, sondern drei Meßwertgeber G10 bis G 30 an der Schiene anzuordnen, wie in Fig. 1 zwischen den Schwellen B 3 und B 4 angedeutet, und nun die Differenz der Meßwerte der äußeren Geber G 10 und G 30 zu denen des mittleren Gebers G20 zu bilden. Für die in Fig. 6 dargestellten Meßwertdifferenzen der Geber G 10 und G20 gilt dann bei einem einzelnen Rade und ungleichmäßiger Auflagerung für die Schwellen die KurveD'10, die der Kurve D 10 (Fig. 5) entspricht, während für die Meßwertdifferenzen der Geber G20 und G 30 die Kurve D 30 (Fig. 6) gilt, die gegenüber der Kurve D 10 um den Geberabstand a verschoben und um die Abszisse um 1800 gedreht ist. Wird der Mittelwert der Kurven D' 10 und D 30 gebildet, so ergibt sich die KurveDM1. Diese Kurve hat ein Maximum, wenn sich das Rad über dem mittleren Geber G 20 befindet. However, it is not possible to further increase the measurement accuracy only two, but three sensors G10 to G 30 to be arranged on the rail, like indicated in Fig. 1 between the thresholds B 3 and B 4, and now the difference To form measured values of the outer sensors G 10 and G 30 to those of the middle sensor G20. For the measured value differences of the transmitters G 10 and G20 shown in FIG. 6, the following applies then in the case of a single wheel and uneven support for the sleepers, curve D'10, which corresponds to the curve D 10 (Fig. 5), while the transmitter for the measured value differences G20 and G 30, the curve D 30 (Fig. 6) applies, the opposite of the curve D 10 by the encoder distance a is shifted and rotated around the abscissa by 1800. Becomes the mean of the curves D '10 and D 30 are formed, the result is curve DM1. This curve has a maximum when the wheel is above the center sender G 20.

Werden in entsprechender Weise bei Belastung der Schiene durch die beiden Räder des Drehgestelles die Meßwertdifferenzen der drei Geber und hieraus der Mittelwert gebildet, so ergibt sich die KurveDM12, deren erstes Maximum sich mit dem Maximum der Kurve DM 1 deckt und bei welcher ein zweites gleich großes Maximum auftritt, wenn sich das Rad R2 über dem Geber G20 befindet. Wird der BetragM des Maximums als Maß für den Raddruck ausgewertet, so ergibt sich bei einem einzelnen Rad und bei einem Drehgestell das gleiche Ergebnis. Die Maxima der Kurven DM1 und DM12 haben den gleichen absoluten Betrag M auch bei ungleichmäßiger Schienenlagerung. Der BetragM ist daher bei beliebiger Belastung und Lagerung der Schiene ein exaktes Maß für den Raddruck des jeweils über dem Geber G20 befindlichen Rades.Are in a corresponding manner when the rail is loaded by the both wheels of the bogie the measured value differences of the three encoders and from this If the mean value is formed, the result is curve DM12, the first maximum of which is obtained with the maximum of the curve DM 1 covers and at which a second maximum of the same size occurs when wheel R2 is above sender G20. If the amount M des Evaluated maximum as a measure for the wheel pressure, it results in an individual Wheel and with a bogie the same result. The maxima of curves DM1 and DM12 have the same absolute value M even with uneven rail bearings. The amount M is therefore an exact one with any load and storage of the rail Measure for the wheel pressure of the wheel located above the G20 sender.

Um ohne besondere Speicherschaltmittel zu erreichen, daß der Betrag M für eine längere Zeit zur Auswertung zur Verfügung steht, kann es zweckmäßig sein, noch einen vierten Geber am Gleis anzuordnen und den Mittelwert der Meßwertdifferenzen der Geber G10 und G20 einerseits sowie des Gebers G 30 und des im Abstande folgenden vierten Gebers andererseits zu bilden. In diesem Fall ergibt sich für den Mittelwert bei einem Einzelrad die punktiert gezeichnete KurveDM4, deren Maximum die gleiche absolute Größe hat wie das der Kurve DM1 und in dieser Größe bestehenbleibt, solange sich das Rad zwischen den Gebern G20 und G30 befindet. Bei Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstandes der beiden mittleren Geber, aber gleichbleibendem Abstand a der beiden äußeren Geberpaare wird lediglich die Breite des Maximums entsprechend verändert. In order to achieve that the amount M is available for evaluation for a longer period of time, it may be useful to to arrange a fourth encoder on the track and the mean value of the measured value differences the encoder G10 and G20 on the one hand as well as the encoder G 30 and the subsequent one at a distance fourth giver on the other hand. In this case results for the mean value in the case of a single wheel, the dotted curve DM4, the maximum of which is the same has an absolute size like that of curve DM1 and remains in this size as long as the wheel is located between senders G20 and G30. When enlarging or reducing the distance between the two middle sensors, but the same distance a between the two outer encoder pairs only the width of the maximum is changed accordingly.

Die in den Fig. 2 bis 6 dargestellten Kurven für die Schienenauslenkung und den Krümmungsverlauf gelten streng genommen zwar nur für den Idealfall, bei welchem die Schienen kontinuierlich auf einer Bettung mit einem annähernd der Auslenkung proportionalen Federdruck aufliegen. Die Schiene ist jedoch so steif, daß ihre neutrale Faser nicht wesentlich durch die diskontinuierliche Lage der Schwellen gegenüber dem Idealfall verändert wird. Die wirkliche Krümmungskurve besteht aus einem Polygonzug Z (Fig. 3), der sich aber der angenommenen Krümmungskurve angleicht, so daß die Darstellungen der Fig. 2 bis 6 im Prinzip gültig bleiben. Dies gilt sowohl für Schienen mit gleichmäßig aufliegenden und federnden Schwellen als auch für Schienen mit einer oder mehreren, ganz oder teilweise hohlliegenden Schwellen. The curves shown in FIGS. 2 to 6 for the rail deflection Strictly speaking, the course of the curvature only applies to the ideal case, at which the rails continuously on a bedding with an approximate deflection proportional spring pressure. However, the rail is so stiff that its neutral Fiber not significantly due to the discontinuous position of the sleepers opposite the ideal case is changed. The real curvature curve consists of a polygon Z (Fig. 3), but which is similar to the assumed curvature curve, so that the Representations of FIGS. 2 to 6 remain valid in principle. This applies to both rails with evenly resting and resilient sleepers as well as for rails with one or several completely or partially hollow sleepers.

Werden nur zwei Geber zur Raddruckmessung verwendet, so ist es für eine möglichst hohe Meßgenauigkeit zweckmäßig, die Geber in der Mitte eines Schwellenfaches mit einem Abstand von 5 bis 15 cm voneinander an der Schiene anzuordnen. Dann sind die für die beiden nacheinander befahrenen Geber maßgebenden Krümmungskurven praktisch gleich und unabhängig von der unterschiedlichen Lagerung der beiden außenliegenden Schwellen. If only two sensors are used to measure wheel pressure, it is for the highest possible measurement accuracy is advisable, the transmitter in the middle of a threshold compartment to be arranged at a distance of 5 to 15 cm from each other on the rail. Than are the decisive curvature curves for the two encoders driven one after the other same and regardless of the different storage of the two external thresholds.

Bei Verwendung von drei Gebern ist es zweckmäßig, diese innerhalb eines Schwellenfaches, das durch Herausnehmen von einer oder mehreren Schwellen vergrößert sein kann, in möglichst großem Abstand voneinander anzuordnen, um einen möglichst großen Betrag M für das Maximum der gemittelten Meßwertdifferenzen zu erzielen. Infolge der Mittelwertbildung aus den Differenzen der Meßwerte der beiden äußeren Geber und des inneren Gebers wird dann auch bei unterschiedlichen Krümmungskurven, z. B. infolge ungleichmäßiger Schienenlagerung, eine große Meßgenauigkeit für den jeweiligen Raddruck erzielt. Der Abstand derjenigen benachbarten Geber, deren Meßwertdifferenzen gebildet werden sollen, muß jedoch kleiner sein als der kleinste Achsabstand, damit die von dem Raddruck eines Rades erzeugten Meßwerte nicht durch den Raddruck eines anderen Rades verfälscht werden. When using three encoders, it is advisable to place them within a sleeper compartment that can be created by removing one or more sleepers can be enlarged to be arranged at the greatest possible distance from each other to a the largest possible amount M for the maximum of the averaged measured value differences achieve. As a result of the mean value formation from the differences between the measured values of the two the outer encoder and the inner encoder is then also used with different curvature curves, z. B. due to uneven rail bearings, a great measurement accuracy for the respective wheel pressure achieved. The distance between those neighboring encoders, their measured value differences should be formed, but must be smaller than the smallest center distance so the readings generated by the wheel pressure of a wheel are not measured by the wheel pressure of one other wheel are falsified.

Sind bei Verwendung von zwei oder mehr hintereinander angeordneten Gebern die Anforderungen an die Meßgenauigkeit nicht sehr hoch, so können die Geber auch auf mehrere Schwellenfächer verteilt sein, wobei der Abstand derjenigen Geber, deren Meßwertdifferenzen gebildet werden, ebenfalls kleiner als der kleinste Achsabstand sein muß. Are arranged one behind the other when using two or more If the requirements for the measurement accuracy are not very high, the encoders can can also be distributed over several threshold compartments, whereby the distance between those donors whose measured value differences are formed, also smaller than the smallest center distance have to be.

In den Fig. 7 bis 12 sind einige Beispiele für Schaltungen und Anordnungen von Meßwertgebern dargestellt. Dabei ist angenommen, daß der Raddruck bei statisch-dynamischer Belastung der Schienen gemessen werden soll, d. h. bei stehender Last und auch beim Bewegen der Last mit den im Ablaufbetrieb vorkommenden Geschwindigkeiten. 7 through 12 are some examples of circuits and arrangements represented by transducers. It is assumed that the wheel pressure is static-dynamic Load on the rails is to be measured, d. H. with standing load and also with Moving the load at the speeds that occur in sequence operation.

Ferner ist angenommen, daß als Meßwertgeber an sich bekannte Dehnungsmeßstreifen vorgesehen sind, die am Schienenfuß befestigt sind, so daß ihr Widerstand sich entsprechend der Krümmungskurve der Schiene ändert. Mindestens zwei Geber, deren Meßwertdifferenzen gebildet werden sollen, sind in einer an einer Wechselspannung liegenden Brückenschaltung zusammengefaßt. Bei richtigem Abgleich der Brücke tritt dann durch Beeinflussung der Geber in der Brückendiagonalen eine modulierte elektrische Spannung auf, die nach eventueller Mittelwertbildung der Meßwertdifferenzen mehrerer Geberpaare sowie nach Verstärkung und Demodulation in einer nachfolgenden Schaltung ausgewertet wird. Die an den Ausgangsklemmen der Brückenschaltungen auftretenden modulierten Wechselspannungen können in bekannter Weise entweder phasenabhängig oder phasenunabhängig im Vergleich zur Speisespannung der Brücken demoduliert werden. Bei phasen abhängiger Demodulation werden die Brücken im allgemeinen auf Null abgeglichen. Am Ausgang des Demodulators ergibt sich dann eine auswertbare Spannung, die vorzeichengetreu der Differenz bzw. dem Mittelwert der Differenzen der Meßwerte entspricht, welche die Geber abgeben. Das gleiche Ergebnis kann aber auch bei phasenunabhängiger Demodulation dadurch erreicht werden, daß an den Brücken bei unbelasteter Schiene durch definierte Verstimmung der vorher auf Null abgeglichenen Brücke eine von Null verschiedene Diagonalspannung eingestelIt wird. Diese Spannung muß so bemessen sein, daß die Ausgangsspannungen der Brücke in keinem Fall Null werden können. In der nachgeordneten Schaltung sind dann die Ausgangsspannungen in bezug auf den durch diese Spannung definierten relativen Nullpunkt auszuwerten. Diese Art des Brückenabgleiches ergibt neben der einfacheren Schaltung den Vorteil, daß der Phasenabgleich der Brücken nicht so genau erfolgen muß wie bei phasenabhängiger Demodulation.It is also assumed that strain gauges are known per se as the transducer are provided, which are attached to the rail foot, so that their resistance is accordingly the curvature curve of the rail changes. At least two encoders, their measured value differences are to be formed are in a bridge circuit connected to an alternating voltage summarized. With correct alignment of the bridge then occurs by influencing the transmitter in the bridge diagonal generates a modulated electrical voltage that after possible averaging of the measured value differences of several encoder pairs as well as is evaluated after amplification and demodulation in a subsequent circuit. The modulated alternating voltages occurring at the output terminals of the bridge circuits can be compared in a known manner either phase-dependent or phase-independent be demodulated for the supply voltage of the bridges. With phase-dependent demodulation the bridges are generally balanced to zero. At the output of the demodulator This then results in an evaluable voltage that is true to the sign of the difference or corresponds to the mean value of the differences between the measured values which the sensors emit. The same result can also be achieved with phase-independent demodulation can be achieved that on the bridges with an unloaded rail by defined detuning the bridge, which was previously adjusted to zero, has a diagonal voltage that differs from zero is set. This voltage must be such that the output voltages the bridge cannot in any case become zero. In the downstream circuit are then the output voltages with respect to the through this tension defined relative Evaluate the zero point. This type of bridge adjustment results in addition to the simpler one Circuit has the advantage that the phase alignment of the bridges is not so accurate must as with phase-dependent demodulation.

In Fig. 7 ist angenommen, daß am Schienenfuß der einen Schiene eines Gleises zwei Geber G 1 und G2 und am Schienenfuß der anderen Schiene zwei Gebergl und g2 angeordnet sind, um das Gewicht des Fahrzeugs auch bei ungleichmäßiger Beladung der Wagen möglichst genau messen zu können. Die Geber G1 und g1 sowie G2 und g2 liegen einander gegenüber; die an derselben Schiene angeordneten GeberG1 und G2 bzw. g1 und g2 bilden mit den Widerständen W1 und W2 bzw. w 1 und w2 je eine Brückenschaltung. Beide Brücken liegen parallel an denselben Klemmen E der Speisespannungsquelle. In Fig. 7 it is assumed that one rail on the rail foot one Track two sensors G 1 and G2 and two sensors at the foot of the other rail and g2 are arranged to support the weight of the vehicle even with uneven loading to be able to measure the car as precisely as possible. The transmitters G1 and g1 as well as G2 and g2 face each other; the sensors G1 and G2 arranged on the same rail or g1 and g2 each form a bridge circuit with the resistors W1 and W2 or w 1 and w2. Both bridges are connected in parallel to the same terminals E of the supply voltage source.

Die gleichwertigen Diagonalpunkte beider Brücken sind miteinander verbunden. Die an den Ausgangsklemmen A 1 auftretende modulierte Wechselspannung entspricht bei gleicher Dimensionierung beider Brückenschaltungen dem Mittelwert der beiden Diagonalspannungen, die bei nicht verbundenen Diagonalpunkten je für sich entstehen würden und unter Umständen, z. B. bei einseitiger Beladung des Fahrzeuges, von verschiedener Größe sein können. Die Ausgangs spannung ist daher ein Maß für den mittleren Raddruck beider Räder, d. h. für die Achslast.The equivalent diagonal points of both bridges are with each other tied together. The modulated alternating voltage appearing at the output terminals A 1 corresponds to the mean value with the same dimensioning of both bridge circuits of the two diagonal stresses, which, if the diagonal points are not connected, each for would arise and under certain circumstances, e.g. B. with one-sided loading of the vehicle, can be of various sizes. The output voltage is therefore a measure for the mean wheel pressure of both wheels, d. H. for the axle load.

Durch Demodulation dieser Spannung ergibt sich dann eine Spannung, die sich beim Bewegen einer einzelnen Achse nach der KurveD1 (Fig.4) bzw.Demodulating this voltage then results in a voltage which when moving a single axis according to curve D1 (Fig. 4) or

D 10 (Fig. 5) und beim Bewegen eines Drehgestelles mit zwei Achsen nach der Kurve D 12 (Fig. 4) bzw D 120 (Fig. 5) ändert.D 10 (Fig. 5) and when moving a bogie with two axes according to the curve D 12 (Fig. 4) or D 120 (Fig. 5) changes.

In Fig. 8 ist eine Schaltung für je drei an jeder Schiene angeordnete Geber G10, G20, G 30 bzw. glO, g20, g30 mit den für die Brückenschaltung notwendigen Widerständen W 10 bis W 30 und w 10 bis w 30 dargestellt. An den Klemmen A 1 tritt auch hier eine modulierte Wechselspannung auf, deren Modulation sich beim Bewegen des Fahrzeugs je nach der Belastung der Schienen durch eine oder zwei Achsen und je nach der Schienenlagerung entsprechend der Kurve D 1, D10, D 12 oder D 120 ändert, während sich die Modulation der Spannung an der Klemme A 2 beispielsweise bei Belastung der gleichmäßig gelagerten Schienen durch nur eine Achse nach der Kurve D 30 (Fig. 6) ändert. In Fig. 8 there is a circuit for every three arranged on each rail Encoders G10, G20, G 30 or glO, g20, g30 with the ones necessary for the bridge circuit Resistors W 10 to W 30 and w 10 to w 30 are shown. At the terminals A 1 occurs Here, too, a modulated alternating voltage, the modulation of which changes when moving of the vehicle depending on the load on the rails by one or two axles and changes according to curve D 1, D10, D 12 or D 120, depending on the rail mounting, while the modulation of the voltage at terminal A 2 is, for example, under load the evenly mounted rails by only one axis according to curve D 30 (Fig. 6) changes.

Wird die in Fig. 8 gestrichelt gezeichnete Verbindung der Klemmen A 1 und A 2 hergestellt, so ergibt sich automatisch eine Ausgangs spannung, die bei einer einzelnen Achse dem Mittelwert der Kurven D10 und D 30 entspricht. Die Modulation der resultierenden Ausgangsspannung ändert sich dann nach der Kurve DM1 bzw. DM12 (Fig. 6). If the connection of the terminals shown in dashed lines in FIG A 1 and A 2 produced, an output voltage automatically results that corresponds to the mean value of curves D10 and D30 for a single axis. the The modulation of the resulting output voltage then changes according to curve DM1 and DM12 (Fig. 6), respectively.

In den Schaltungen nach Fig. 7 und 8 können zur Kompensation des Temperaturganges der »aktiven« Gebern bis G30 und gl bis g30 an Stelle der Widerstände W1, W2, w1, w2 usw. auch »passive«, d. h. durch die Schienendurchbiegung nicht beeinflußte Geber verwendet werden. Ferner ist es möglich, beispielsweise in Fig. 7 an Stelle der Widerstände ebenfalls »aktive« Geber zu verwenden, wenn diese Geber so am Schienenkopf befestigt sind, daß sie gleichzeitig mit den Gebern G1, G2, gl und g2, aber im entgegengesetzten Sinne wie diese beeinflußt werden, z. B. statt durch eine am Schienenfuß auftretende Dehnung durch eine am Schienenkopf auftretende Stauchung des Schienenmaterials. Die auswertbare Spannung an den Klemmen A 1 ist dann etwa doppelt so groß wie bei Verwendung von Widerständen oder passiven Gebern. In the circuits of FIGS. 7 and 8 can be used to compensate for the Temperature response of the "active" sensors up to G30 and gl to g30 instead of the resistors W1, W2, w1, w2 etc. also "passive", i.e. H. not affected by rail deflection Encoders are used. It is also possible, for example in FIG. 7 instead of the resistors should also use "active" encoders, if these encoders are so on the rail head are attached that they are simultaneously with the encoders G1, G2, gl and g2, but in the opposite Senses how these are influenced, e.g. B. instead of one occurring on the rail foot Elongation caused by an occurring on the rail head Compression of the rail material. The voltage that can be evaluated at terminals A 1 is then about twice as high as at Use of resistors or passive encoders.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Schaltung wird diese Erhöhung der Ausgangsspannung durch Verwendung von vier Gebern an jeder Schiene, z. B. der Geber G1, G11, G2 und G21 an der einen und der Geber g, gll, g2 und g21 an der anderen Schiene, erreicht. Dabei liegen die gleichzeitig und im gleichen Sinne beeinflußten Geber derselben Brückenschaltung, z. B. die GeberG1 und G11 bzw. G2 und G 21, in einander gegenüberliegenden Brückenzweigen. Die Anordnung der Geber an der Schiene zeigt Fig. 10. Alle vier Geber sind auf einer Platte P befestigt, die mit Spannstegen L 1 bis L 3 unter dem Schienenfuß so befestigt ist, daß die beim Durchbiegen der Schiene auftretende Dehnung oder Stauchung des Schienenfußes auf die Platte und damit auf die Geber übertragen wird. Die in einander gegenüberliegenden Brückenzweigen befindlichen Geber sind nebeneinander angeordnet. Die vier Geber g1, gll, g2 und g21 für die Raddruckmessung an der anderen Schiene sind entsprechend angeordnet und geschaltet. Wegen des endlichen Abstandes der Spanustege L 1 und L2 bzw. L2 und L 3 werden nur die mittleren Schienendurchbiegungen zwischen je zwei Spannstegen an den dazwischenliegenden Gebern wirksam. Das Minimum bzw. Maximum der Meßwertdifferenz tritt hier jeweils dann auf, wenn sich das betreffende Rad über dem ersten Spanusteg L 1 bzw. dem letzten Spannsteg L 3 befindet. Die Beträge von Minimum und Maximum werden hierdurch etwas kleiner; jedoch wird hierdurch an der Gültigkeit des Meßprinzips nichts geändert. In the circuit shown in Fig. 9, this increase in the Output voltage by using four encoders on each rail, e.g. B. the giver G1, G11, G2 and G21 on one and the encoder g, gll, g2 and g21 on the other Rail, achieved. Here are those that are influenced at the same time and in the same sense Encoder of the same bridge circuit, e.g. B. the encoder G1 and G11 or G2 and G 21, in opposing bridge branches. The arrangement of the encoders on the rail shows Fig. 10. All four donors are attached to a plate P, with tension bars L 1 to L 3 is attached under the rail foot so that the bending of the Stretching or compression of the rail foot on the plate and rail occurring so that it is transferred to the encoder. The ones in opposite bridge branches located donors are arranged side by side. The four encoders g1, gll, g2 and g21 for wheel pressure measurement on the other rail are arranged accordingly and switched. Because of the finite distance between the span webs L 1 and L2 or L2 and L 3, only the middle rail deflections between two tension bars are used effective at the encoders in between. The minimum or maximum of the measured value difference occurs here whenever the wheel in question is above the first span L 1 or the last tie bar L 3 is located. The amounts of minimum and maximum become a bit smaller as a result; however, this affects the validity of the measuring principle nothing changed.

In Fig. 11 ist eine nach dem Prinzip der in Fig. 9 angedeuteten Schaltung vorgenommene Verbesserung der in Fig. 8 dargestellten Schaltung mit drei Gebern je Schiene gezeigt, durch die eine Erhöhung der Ausgangs spannung an den Klemmen A 1 auf etwa den doppelten Betrag erreicht wird. Der Geber G20 und der Widerstand W28 der Fig. 8 sind hierbei durch die parallel geschalteten und nebeneinander angeordneten Geber G21 und G 22 bzw. G 201 und G202 ersetzt. Diese Geber sowie die an Stelle der Widerstände W 10 und W 30 verwendeten Geber G 101 und G 301 haben denselben Widerstand wie die Geber G10 und G 30 und sind auf einer Platte Pl befestigt, auf die durch die Spannstege L 1 bis L 4 die Dehnung bzw. Stauchung des Schienenfußes in den entsprechenden Teilabschnitten übertragen wird. FIG. 11 shows a circuit based on the principle of the circuit indicated in FIG Improvement made to the circuit shown in FIG. 8 with three encoders shown for each rail, which increases the output voltage at the terminals A 1 is reached to about twice the amount. The G20 donor and the resistance W28 of FIG. 8 are hereby connected in parallel and arranged next to one another Encoders G21 and G 22 or G 201 and G202 replaced. These donors as well as those in place The sensors G 101 and G 301 used for the resistors W 10 and W 30 have the same Resistance like the encoder G10 and G 30 and are mounted on a plate Pl on the stretching or compression of the rail foot caused by the tension webs L 1 to L 4 is transmitted in the corresponding subsections.

An Stelle der beiden Geber G 21 und G 22 bzw.Instead of the two transmitters G 21 and G 22 or

G201 und G202 kann auch nur je ein Geber mit dem halben Widerstand der übrigen Geber verwendet werden.G201 and G202 can only have one encoder each with half the resistance of the other encoders can be used.

Die Geberanordnung nach Fig. 12 entspricht in ihrem schaltungsgemäßen Aufbau der Fig. 11. Die Geber G21 und G22 sowie G201 und G202 sind hier aber hintereinander an der Schiene angeordnet. The encoder arrangement according to FIG. 12 corresponds in its circuitry Structure of Fig. 11. The transmitters G21 and G22 as well as G201 and G202 are here one behind the other arranged on the rail.

Diese Geberanordnung entspricht zwei an der Schiene hintereinanderliegenden Geberanordnungen nach Fig. 10, die je für sich durch Spannstege L 1 bis L 3 bzw. L 4 bis L 6 an dem Schienenfuß befestigt sind und die eingangs- und ausgangsseitig parallel geschaltet sind. Die Geber können auch unmittelbar am Schienenfuß befestigt sein oder auf einer durchgehenden Platte angeordnet werden, wie gestrichelt angedeutet. Die Modulation der an den Klemmen A 1 auftretenden Spannung ändert sich in diesem Falle im Prinzip nach der Kurve DM4 (Fig. 6), die für den Mittelwert der Meßdifferenzen von je zwei von insgesamt vier an einer Schiene hintereinander angeordneten Gebern gilt. Für die Breite des Maximums ist dabei der Abstand der beiden mittleren Spannstege L 3 und L 4 maßgebend.This encoder arrangement corresponds to two one behind the other on the rail Encoder arrangements according to FIG. 10, each of which is provided by clamping webs L 1 to L 3 or L 4 to L 6 are attached to the rail foot and the input and output sides are connected in parallel. The donors can also be attached directly to the rail foot or be arranged on a continuous plate, as indicated by dashed lines. The modulation of the at terminals A 1 occurring voltage changes in this The case in principle according to the curve DM4 (Fig. 6) for the mean value of the measurement differences of two of a total of four encoders arranged one behind the other on a rail is applicable. For the width of the maximum, the distance between the two middle clamping webs is L 3 and L 4 are decisive.

Wie bereits erwähnt wurde, können in der nachgeordneten Schaltung entweder die absoluten Beträge der Minima und/oder der Maxima der an den Klemmen A 1 auftretenden und demodulierten Spannungen oder der gesamte Unterschied U zwischen Maximum und Minimum als Maß für den Raddruck ausgewertet werden. Zur Erzeugung einer dem Unterschied U entsprechenden Spannung ist beispielsweise die in Fig. 9 an die Klemmen A 1 angeschlossene und nur im Prinzip dargestellte Schaltung geeignet. Die in dem DemodulatorDM verstärkte und vorzeichenabhängig demodulierte Spannung ändert sich beispielsweise bei Belastung beider Schienen durch eine einzelne Achse nach der Kurve D 1 (Fig. 4). Beim Durchgang des Rades durch eine vorbestimmte, vor der Meßvorrichtung liegende Stelle werden durch einen an der Schiene angeordneten Impulsgeber be liebiger Art, z. B. einen magnetisch gesteuerten Impulsgeber oder eine Lichtschranke, die Kontakte 11 und 12 geöffnet. Der Kondensator C1 wird über die Diode 1 zunächst allmählich auf eine dem Minimum Mi entsprechende negative Spannung aufgeladen, wobei an der Diode 2 wegen des geringen Durchlaßwiderstandes der Diode 1 nur eine sehr kleine Spannung in Sperrichtung auftritt, so daß der Kondensator C2, dessen Kapazität gegenüber der von C 1 klein ist, auf dem vorher bestehenden Nullpotential ge halten wird. Beim schnellen Anstieg der Ausgangsspannung des Demodulators vom Minimum Mi auf das Maximum Ma wird der Kondensator C2 iiber die Diode 2 auf eine positive Spannung aufgeladen, die dem Unterschied U zwischen Maximum und Minimum entspricht und beim allmählichen Absinken der Spannung wegen der dann wieder in Sperrichtung beanspruchten Diode 2 auch erhalten bleibt, so daß er zur Steuerung der nachfolgenden Auswerteschaltung W verwendet werden kann. Damit die Schaltung mit den Kondensatoren C 1 und C 2 sowie den Dioden 1 und 2 auch bei Belastung der Schienen durch die Räder eines Drehgestelles sowie bei ungleichmäßiger Schienenlagerung einwandfrei arbeitet, muß lediglich dafür gesorgt werden, daß die Schaltung erst dann wirksam geschaltet wird, d. h. die Kontakte 11 und 12 geöffnet werden, wenn sich ein Rad in einer Entfernung von weniger als dem halben minimalen Achsabstand vor dem ersten Geber befindet. Es ist auch möglich, die Kontakte 11 und 12 beispielsweise durch ein von der Ausgangsspannung des Demodulators abhängiges Relais zu betätigen, wenn diese Spannung einen vorgegebenen kritischen Wert erreicht, der auch bei dem kleinsten zu messenden Raddruck noch auftritt. Ein Selbsthaltestromkreis, den das Relais beim Ansprechen schließt, kann beispielsweise durch die nachfolgende Auswerteschaltung für die Spannung am Kondensator C 2 wieder unterbrochen werden. As already mentioned, in the downstream circuit either the absolute amounts of the minima and / or the maxima at the terminals A 1 occurring and demodulated voltages or the total difference U between Maximum and minimum can be evaluated as a measure for the wheel pressure. To generate a the voltage corresponding to the difference U is, for example, the voltage in FIG Terminal A 1 connected and only circuit shown in principle suitable. the in the demodulator DM amplified and sign-dependently demodulated voltage changes for example, if both rails are loaded by a single axle of curve D 1 (Fig. 4). When the wheel passes through a predetermined, before the The measuring device is determined by a pulse generator arranged on the rail of any kind, e.g. B. a magnetically controlled pulse generator or a light barrier, contacts 11 and 12 open. The capacitor C1 is connected to the diode 1 first gradually charged to a negative voltage corresponding to the minimum Mi, where at the diode 2 because of the low forward resistance of the diode 1 only a very small reverse voltage occurs, so that the capacitor C2, its capacitance compared to that of C 1 is small, keep ge at the pre-existing zero potential will. With a rapid increase in the output voltage of the demodulator from the minimum Mi to the maximum Ma, the capacitor C2 is raised to a positive voltage via the diode 2 charged, which corresponds to the difference U between maximum and minimum and at gradual drop in voltage because of the stress then again in the reverse direction Diode 2 is also retained, so that it is used to control the subsequent evaluation circuit W can be used. So that the circuit with the capacitors C 1 and C 2 as well the diodes 1 and 2 even when the rails are loaded by the wheels of a bogie as well as working properly with uneven rail bearings, you only have to do this it must be ensured that the circuit is only switched into effect, d. H. The contacts 11 and 12 are opened when a wheel is less than half the minimum center distance in front of the first encoder. It is also possible, the contacts 11 and 12, for example, by one of the output voltage of the demodulator dependent relay to operate when this voltage is a predetermined critical Reached a value that still occurs even with the smallest wheel pressure to be measured. A Self-holding circuit, which the relay closes when responding, can, for example by the subsequent evaluation circuit for the voltage on the capacitor C 2 again to be interrupted.

Die in Fig. 9 dargestellte Schaltung zum Ermitteln des Unterschiedes U ist sowohl für Brücken mit Nullabgleich als auch für Brücken mit definierter Verstimmung geeignet. Eine Nullpunktverschiebung der Ausgangsspannungen des Demodulators innerhalb vorgegebener Grenzen, die durch den möglichen Aussteuerungsbereich der Ges amteinrichtung bestimmt sind, ist also ohne Bedeutung. The circuit shown in Fig. 9 for determining the difference U is for bridges with zero adjustment as well as for bridges with defined detuning suitable. A zero point shift of the output voltages of the demodulator within given Limits determined by the possible control range of the overall device are, is therefore irrelevant.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die dargestellten und erläuterten Schaltungen und Anordnungen von Meßwertgebern oder eine Speisung der Brückenschaltungen mitWechselspannung beschränkt. The application of the invention is not to those shown and explained Circuits and arrangements of transducers or a supply of the bridge circuits limited with AC voltage.

Beispielsweise ist es möglich, dieselben Brückenschaltungen auch bei statischer Belastung der Schienen zu verwenden. Die Brücken können dann mit Gleichsrom gespeist und die Diagonalspannungen durch einen Spannungsmesser ermittelt werden. Es ist auch möglich, mittels eines Galvanometers die resultierende Widerstandsänderung der betreffenden Brückenzweige durch Widerstandskompensation zu messen. Zum Messen des Raddruckes bei hauptsächlich dynamischer Belastung der Schienen können beispielsweise die Spannungsänderungen an unter dem Schienenfuß angebrachten Dehnungsmeßstreifen, von denen jeder in Reihe mit einem Widerstand an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, verstärkt und nach Differenz- und Mittelwertbildung gemessen werden. Zur unmittelbaren Bildung der Meßwertdifferenz von zwei Gebern ist der erwähnte Widerstand durch den als zweiten Geber verwendeten Dehnungsmeßstreifen zu ersetzen.For example, it is possible to also use the same bridge circuits static load on the rails. The bridges can then with direct current fed and the diagonal voltages are determined by a voltmeter. It is also possible to use a galvanometer to determine the resulting change in resistance of the bridge branches in question to be measured by means of resistance compensation. To measure the wheel pressure with mainly dynamic loading of the rails can, for example the changes in tension on strain gauges attached under the rail foot, each of which is connected in series with a resistor to a DC voltage source is, amplified and measured after forming the difference and averaging. To the immediate Formation of the measured value difference from two sensors is the resistance mentioned by the to replace the strain gauges used as a second encoder.

Ferner ist es möglich, die Differenzen der von den Gebern abgegebenen Meßwerte erst nach Verstärkung dieser Meßwerte in einer nachgeordneten Schaltung zu bilden. Die beschriebenen Brückenschaltungen zur unmittelbaren Differenzbildung der Meßwerte erfordern jedoch weniger Aufwand. Außerdem wird dabei eine Verfälschung der Meßergebnisse durch ungleichmäßige Verstärkung der einzelnen Gebermeßwerte vermieden. It is also possible to track the differences between the donors Measured values only after these measured values have been amplified in a downstream circuit to build. The bridge circuits described for direct difference formation however, the measured values require less effort. In addition, there is a falsification of the measurement results are avoided by uneven amplification of the individual encoder measurement values.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Weighing device for rail vehicles, in particular for freight wagons in shunting systems, with at least two of the deflection of the same Rail through the measured value transducers acted upon by the wheel pressure and one downstream thereof Evaluation circuit, characterized in that the transducers (G1, G2) in the longitudinal direction the rail (S) are arranged one behind the other at a distance (ci) which is smaller is the smallest center distance of the rail vehicles, and that of the evaluation circuit (W) supplied measured values from the measured values during the movement of a wheel over the rail Sign-dependent measured value differences of at least two that occur neighboring Encoders (G1 and G2) to avoid the influence of the flexibility of the rail bearing points are formed.

2. Weighing device according to claim 1, characterized in that at least three transducers (G 10, G20, G30) arranged one behind the other on the rail and that the measured values fed to the evaluation shaft (W) are derived from the mean value the measured value differences from an external encoder (G 10 or G30) and the following or previous encoder (G20) are formed.

3. Weighing device according to claim 1 or 2, characterized in that that only one evaluation circuit (W) for the mean values of the measured value differences of on the two rails opposite transducers (G1, G 2, GIl, G21 or gl, g2, gll, g21) is arranged.

4. Weighing device according to claim 1 and 2 or 3, characterized in that that bridge circuits are arranged for the formation of the measured value differences, at which are connected to a transducer (G1, G2) in at least two bridge branches is.

5. Weighing device according to claim 1 and 4 with an alternating voltage lying bridge circuit, characterized in that the through the transducer Modulation of the AC bridge voltage at the output of the bridge is evaluated is and that the bridge with unaffected donors by a predetermined amount is balanced different from zero, such that the amplitude of the output AC voltage does not reach the value zero if the wheel pressure is not expected to be of any magnitude.

6. Weighing device according to claim 1 and one of claims 2 to 5, characterized in that strain gauges are used as a transducer in a manner known per se are arranged on the rail foot.

7. Weighing device according to claim 1 and 6, characterized in that that those strain gauges (G1, G 11, G2, G21), their measured value differences be formed in the same bridge circuit, on a common, by tension bars are arranged on the rail foot attached plate (P).

Documents considered: German Patent No. 625 622; British Patent No. 797 161.