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Wiegevorrichtung Die Erfindung betriftt eine Wiegevorrichtung zum
Wiegen einer über-unterbrochene Schienen bewegten Last.
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Ein Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer neuen und verbesserten
Vorrichtung zum Wiegen bewegter Lasten mit einem Balken, welcher auf längs im Abstand
voneinander liegenden Stützen gelagert ist, mit Vorrichtung zur Messung der inneren
Spannung oder der Durchbiegung des Balkens, wenn sich die Lasten über den auf zwei
Stützen gelagerten Balken bewegen.
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Im nachfolgenden werden einige vorteilhafte Merkmale der Erfindung
angeführt. Die Balkenauflager an den genannten Punkten und die Balensicherung gegen
Verschiebung relativ zu den Auflager sind vorteilhafterweise so beschaffen, daß
keine oder nur sehr geringe Zusatzkräfte im Balken entstehen, durch welche eine
geringe Zusatzkräfte im Balken entstehen, durch welche eine vertikale Verbiegung
des Balkens um einen gewissen Betrag infolge der liber den Balken bewegten Last
auftreten könnte.
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Gemäß einer Auslünrungsiorm der Eriinaung dient die viiegevorrichtung
zum Wiegen bewegter Lasten für Schienenfahrzeuge, welche sich über ein Paar Eisenbahnschienen
bewegen. Die Vorrichtung weist ein Paar paralleler Wiegeschienen auf, welche in
einer Lücke zwischen Teilen eines Schienenpaares angeordnet sind. Jede Wiegeschiene
wird in sich längs im Abstand voneinander befindlichen Punkten gelagert, wobei die
Wiegeschiene sich nach unten durchbiegt, sobald ein Radpaar jeder Achse des Schienenfahrzeugs
über die Wiegeschiene läuft.
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Die Wiegeschienen sind vorzugsweise von den normalen Schienen getrennt
angeordnet, so da# Ausdehnung oder Kontraktion der normalen Schienen nicht den Betrag
der Durchbiegung der Wiegeschienen beeinflußt, wenn sich die Räder darüber hinwegbewegen
und wobei die benseitig der Wiegeschienen auf die normalen Schienen einwirkende
Kraft nicht auf dxe4Wiegeschienen übertragen werden kann.
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GemäB einem anderen Merkmal der Erfindung besitzt die Wiegeschienenanordnung
ein Paar im Abstand voneinanderliegende Lagersättel, wobei die Wiegeschiene an ihren
entgegengesetzt liegenden Enden nach unten gerichtete Lagerflächen aufweist, welche
in der längsseitigen horizontalen neutralen Achse der Wiegeschiene liegen, um den
Grad der Durchbiegung der Wiegeschiene im wesentlichen linear zu verandern in Übereinstimmung
mit der durch die Wiegeschiene erzeugten Last.
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Die Wiegeschiene bei einer drartigen erfindungsgemäßen Anordnung wird
gegen Längsverschiebung in der Lücke zwischen den angrenzenden Teilen der normalen
Schienen mit Hilfe von Mitteln gesichert, welche keine Zusatzkräfte auf die Wiegeschiene
einfUhren, während sich gleichzeitig die Wiegeschiene nach unten durchbiegen
kann,
sich unter Temperatureinfluß ausdehnen und zusammenziehen kann, und sich dadurch
relativ zu den an den entgegengesetzt liegenden Enden angeordneten Lagerstellen
bewegen kann.
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Die Anordnung der Wiegeschiene besitzt Halter zum Halten der Wiegeschiene
gegen Längsbewegung, welche an den entgegengesetzten Seiten der Wiegeschiene sich
längs erstreckende Biegeplatten aufweisen, die angrenzend an die Enden der Schiene
befestigt sind. Diese Biegeplatten werden in ihrem Mittelteil an einem Grundteil
befestigt, wobei die Teile der Wiegeschiene sich in entgegengesetzten Richtungen
längsseitig frei bewegen können, wenn sich die Schiene und die Biegeplatte ausdehnen
und zusammenziehen und wobei keine oder nur sehr geringe Kräfte durch die Biegeplatte
auf die Wiegeschiene übertragen werden, wenn sich diese unter dem Einfluß einer
bewegten Last durchbiegt.
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Die Teile der normalen STene an beiden Enden der Wiegeschiene sind
in Ausrichtung mit der Wiegeschiene starr an einem Fundament befestigt und von der
Wiegeschiene isoliert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
Wiegevorrichtung gemäß der Erfindung ; Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht der Wiegevorrichtung
nach Fig. 1 ; Fig. 3 ein vertikaler Schnitt durch die Wiegevorrichtung nach Fig.
2 gemäß der Schnittlinie 3-3 in Fig. 4 ; Fig. 4 ein Schnitt gemäß der Linie 4-4
in Fig. 2 ;
Fig. 5 ein Schnitt gemäB der Linie 5-5 in Fig. 2 ; Fig.
6 eine teilweise Sprengansicht der Wiegevorrichtung ; Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht
einer Form des Auflagers der Wiegeschiene ; Fig. 8 eine Ansicht ähnlich wie Fig.
7, jedoch mit einer anderen Form des Auflagers.
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Gemäß der Zeichnung weist die Wiegevorrichtung 20 ein Betonfundament
21 auf, auf welcher ein Paar gleichartiger Wiegeschien~ enanordnungen parallel zueinander
befestigt sind, und zwar angrenzend an Teile von im allgemeinen D-förmigen normalen
Eisenbahn-Schienenpaaren. Das Fundament 21 besitzt ein Paar Lagerbalken 24, etwa
aus gewöhnlichem I-Profil, welche unterhalb der Schienen 14 eingebettet sind und
sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Fundaments erstrecken. Ist dieses
zum Beispiel ca. 6, 1 m (20 FuB) lang, so können die Lagerbalken etwa 5, 8 m (19
FuB) lang sein und somit an jedem Ende des Fundaments 0, 15 m (einen halben Xu.
ß) in das Fundament hineinragen.
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Die Teile 14a und 14b jeder normalen Schiene, welche sich in entgegengesetzter
Richtung von den gegenüberliegenden Enden der Wiegeschienenanordnung erstrecken
und eine Lücke dazwischen bilden, lagern auf der oberen horizontalen Fläche 25 des
Lagerbalkens 24 und werden mit Hilfe von Beilageplatten 26a und 26b und gewöhnlichen
Hakenplatten 27 gehalten. Die Beilageplatten liegen auf der oberen Fläche der Lagerbalken
auf, und die Grundflächen der Hakenplatten liegen auf den Beilageplatten. Seitliche
Teile der Hakenplatten erstrecken sichYRgerbalken nach außen über das Betonfundament
und werden hier fest verankert mit Hilfe von Bolzen 28, deren untere Teile in das
Fundament eingebettet sind und deren obere Teile sich durch geeignete tffnungen
in den
Hakenplatten erstrecken. Auf die oberen Enden der Bolzen
sind Gegenstücke 29 geschraubt.
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Die Hakenplatten besitzen nach oben offene Ausnehmungen 30 ; welche
das Grundteil oder den Flansch 31 der normalen Schiene aufnehmen. Die Schienen werden
gegen Verschiebung aus den Ausnehmungen mit Hilfe gewöhnlicher Federklammern 32
gehalten, welche an den Hakenplatten durch Bolzen 33 befestigt sind.
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Die Enden 34a und 34b der Schienenteile 14a und 14b jeder normalen
Schiene, zwischen welchen die Wiegenschienenanordnung liegt, werden gegen Verschiebung
zueinander durch Halteblöcke 35a und 35b gesichert, welche durch Schweißen fest
mit den Beilageplatten 26a und 26b verbunden sind. Die Beilageplatten sind ebenfalls
durch Schweißen fest mit dem Lagerbalken verbunden. Die Schienenteile 14a und 14b
jeder Schiene 14 sind damit fest an dem Fundament angebracht.
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Jeder der Wiegeschienenanordnungen ist auf einem Lagerrahmen 40 befestigt,
welcher in das Fundament eingebettet ist und ein Paar paralleler Auflager 41 an
den entgegengesetzten Seiten und im Abstand von dem Lagerbalken aufweist, ferner
angrenzend an die Enden der Auflager Fußteile 43 und FuBplatten 44, welche die unteren
Enden der Fußteile an jeder Seite des Lagerrahmens verbinden.
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Die FuBplatten besitzen vertikale Offnungen 46, durchreiche sich Verstärkungsbolzen
47 erstrecken kUnnen. Die Verstärkungsbolzen haben Schraubstücke 48 an ihren oberen
Enden, um die Bolzen an den Fußplatten zu sichern. Die Veratkrkungsbolzen sind im
Beton eingebettet. Andere Ver8tCrkungabolsen erstrecken sich längs und quer durch
das Betonfundament (nicht nocher dargestellt).
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Ein Paar Wiegeschienensättel 51 sind an den entgegengesetzten Indwn
der Auflager 41 des Lagorrahmena 40 mit Hilfe von Bolzen
52 befestigt,
welche sich durch Öffnungen 53 in den horizontalen FuBplatten 54der Sattel in die
mit Gewinde versehenen Bohrungen 55 der Auflager erstrecken.
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Jeder der Sättel besitzt eine Querplatte 56, welche mit den sich
längs erstreckenden i'ußplatte verbunden ist und deren oberes Endteil eine bogenförmige
Lageroberfläche 57 bildet.
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Die Querplatten haben obee Endausnehmungen 58, welche in der horizontalen
planen Ebene 59 liegen und Halteblöcke 60 aufnehmen. Diese Halteblöcke werden an
den Querplatten mit Hilfe von Bolzen 61 gesichert, die sich durch geeignete Offnungen
der Halteblöoke in die nach oben offenen Gewindebohrungen der Querplatten erstecken.
Die Halteblöcke haben obere, nach innen gerichtete Zughenteile, welche die innere
Weite verkleinern, so daB die kleinen vertikalen inneren Oberflächen 62 der Zungen
der Halteblöcke geeignet sind, an den entgegengesetzten Flächen der Wiegeschiene
anzugreifen und damit deren seitliche Bewegung auf den Sätteln zu begrenzen. Versteifungsplatten
63 sind an die vertikalen Querplatten der Sättel und an ihre FuBplatten angeschwei#t.
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Die gegentiberliegenden Enden der Hakenplatten 27, welche dem Lagerteil
40 am nächsten liegen, besitzen Eckausnehmungen 64, damit die En&en des Lagerrahmens
sich gegen die inneren Enden der Schienenteile 14a und 14b erstrecken können.
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Die Wiegeschiene 65 hat ein Hauptteil 66 mit rechtwinkligem Querschnitt
und ein pberes sich längs erstreckendes Schienenteil 67, welches eine Lageroberfläche
68 aufweist, über die sich die Räder des Shienenfahrzeugs bewegen kdnnen (nicht
näher dargestellt). Die Wiegeschiene besitzt nach unten und nach außen gerichtete
Endausnehmungen 69 mit horizontalen, nach unten wirkenden hagerflächen 70, welche
in derselben Ebene wie die neutrale Achse NA der Wiegeschiene liegen und
welche
mit der bogenförmigen Lagerfläche 57 der Querplatte der Sättel zusammenwirken.
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Es ist bekannt, da# ein Balken, wie z. B. die Wiegenschiene 65, welche
an ihren Enden durch Quersättel 51 gelagert wird, sich nach unten durchbiegt, wenn
eine Last zwischen die Auflager aufgebracht wird. Bei dieser Durchbiegung werden
die Fasern im oberen Bereich gespannt, während die Fasern in der sich längs erstreckenden
neutralen Achse weder gedehnt noch gedrückt werden. Das Schwerpunktszentrum der
Wiegeschiene liegt vorzugsweise in der neutralen Achse. Wie bereits in dem USA-Patent
3 155 184 von S. H. Raskin ausgeführt, ist diese Beziehung zwischen den Auflagern
der-Wiegeschiene und dem Schwerpunktszentrum relativ zur neutralen Achse wünschenswert,
um die verschiedenen Zusatzkräfte,. welche durch ein Überlaufen der Last entstehen
und auf die Wiegeschiene einwirken können (z. B. Schub-oder Längskräfte) möglichst
gering zu halten oder auszugleichen.
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Die Wiegeschiene besitzt nach unten hängende Führungsflansche 71 an
den Endausnehmungen, welche zwischen die Versteifungsplatten der Sättel ragen und
welche, wenn die Schiene richtig in den Sattel gelagert ist, weder die Versteifungsplatten
noch einen anderen Teil der Sättel berühren. Die Halteblöcke, die Führungsflansche
und die Versteifungsplatten dienen zur Verhinderung seitlicher Bewegung der Wiegeschiene,
wenn durch einen Unglückstall seitliche Kräfte auf die Schiene einwirken sollten.
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Die Flansche 71 halten gleichzeitig die Grundfläche der Wiegeschiene
im Abstand von jeglicher Lagerfläche, auf der die Schiene liegt, wenn diese nicht
auf den Sätteln aufliegt.
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Die Wiegeschiene wird gegen Längs-und Seitenbewegung auf den Sätteln
durch ein Paar Biegeplatten 75 gehalten, welche sich beidseitig longs an den gegenUberliegenden
Seiten der Wiegeschiene erstrecken und welche an ihren Enden an der Wiegesnhiene
befestigt
sind mit Hilfe ihrer seitlichen, nach innen ragenden Endarme 77, die an die Wiegeschiene
in der Ebene der neutralen Achse angeschweißt sind. Die Mittelteile der Biegeplatten
sind fest mit Halteblöcken 78 verbunden durch Bolzen 79, welche sich durch geeignete
Öffnungen 80 der Biegeplatten in die Gewindebohrungen 81 der Halteblöcke erstrecken.
Die Halteblöcke besitzen längs nach außen laufende Fu'ßteile 82, die auf dem Lagerrahmen
mit Hilfe von Bolzen 85 befestigt sind, die sich durch Öffnungen 86 in den Fußteilen
in die Gewindebohrungen 87 des Lagerrahmens erstrecken. Die Biegeplatten verhindern
Längs-und Seitenbewegung der Wiegeschiene, während sich gleichzeitig die Wiegeschiene
unter Temperatureinfluß ausdehnen und zusammenziehen kann, da die gegenüberliegenden
Enden der Wiegeschiene gleitbar auf den Sätteln gelagert ist und da Biegeplatten
und Wiegeschiene aus glei-chen Metall bestehen und somit der thermische Ausdehnungs-und
Kontraktionskoeffizient gleich ist. Die Biegeplatten sind dünn im Verhältnis zu
der Wiegeschiene und sind mit dieser am Ende in der Ebene der neutralen Achse verbunden.
Damit unterliegen sie nicht der Durchbiegung der Wiegeschiene bei tberrollen einer
Last. Jeder Widerstand der Biegeplatten ~ gegen die Durchbiegung der Wiegeschiene
ist minimal, da sich die Biegeplatten zwischen ihrem Mittel-und ihrem Endteil durchbiegen
können. Die Schaffung der Biegeplatten zum Halten der Wiegeschiene gegen seitliche
und Längsbewegung bei gleichzeitig ger Ausdehnungs-und Kontraktionsmöglichkeit der
Wiegeschiene verhindert oder verringert Zusatzkräfte, welche auf die Wiegeschiene
einwirken können, und wodurch eine MeBungsgenauigkeit entgehen kann bei den Spannungsmessern
90, welcne an der Unterseite der Wiegeschiene an den gegenüberliegenden Seiten des
Mittelpunktes befestigt sind. Diese Spannungsmesser erzeugen einen MeBwert, welcher
in bbereinstis ung mit der Durchbiegung der Wiegeschiene ~ und damit dem Uberrollen
der Last vartiert.
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Die Durchbiegung der Wiegeschiene wird vorzugsweise abgefühlt, wenn
die Last sich in der Mitte befindet, d. h. im Mittelpunkt der Wiegeschiene, wie
näher im USA-Patent 3 155 184 von S. H. Raskin dargestellt Wenn die Wiegeschienenanordnung
auf dem Fundament befestigt wird, befindet sich die Lageroberfläche 68 in längsseitiger
und vertikaler ubereinstimmung mit den Lagerflächen 92 der Schienenteile 14a und
14b. Wenn sich die Räder einer Achse eines Schienenfahrzeugs über die Schienen T
bewegen, so gelangen sie in ein Schienenteil an einem Ende der Wiegeschienenanordnung,
z. B. dem Schienenteil 14a. Sie werden hierbei durch die Schienen 14a geführt und
bewegen sich auf die Wiegeschienen ohne Einführung einer seitlichen Kraft auf die
Wiegeschienen. Da sich die Räder einer Achse über die Wiegeschienen zweier Wiegeschienenanordnungen
bewegan, biegen sich die Wiegescuienen nach unten in Ubereinstimmung mit der durch
die Räder aufgebrachten Last und der durch die Durchbiegung in den Spannungsmessern
erzeugte Meßwert wira durch geeignete Leiter auf der Belastung der Wiegeschiene
aufgezeigt (nicht näher dargestellt Da die Wiegeschienenanordnung wirkungsvoll an
beiden Enden von den normalen Schienenteilen isoliert sind, werden bei Rollen der
Räder über die Schienenteile an den gegenüberliegenden Seiten der Wiegeschienen
keine Zusatzkräfte auf die Wiegeschienen aufgebracht, welche während der Messung
der Durchbiegung der Wiegeschienen durch Räder die Meßergebnisse verfälachen könnten.
Die Wiegeschienen sind mit den Auflagern 41 der Lagerrahmen 40 verbunden und die
Schienenteile sind mit den Lagerstellen 24 verbunden. Weiterhin sind die Endflächen
34a und 34b der Sohienenteile nicht im Eingriff mit den Endflächen der Wiegeschienen
infolge einer engen Lücke oder eines Spalts. zwischen ihnen und infolge der HalteblUcke
35a und 35b.
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Die erfindungsgemäBe Wiegevorrichtung weist ein Fundament auf und
ein Paar auf dem Fundament befestigte Wiegeschienenanordnungen mit Lagerrahmen,
welche in paralleler Übereinstimmung in Lücken zwischen Teilen von normaler Schienenpaaren
liegen.
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Diese Schienenpaare befinden sich an den gegenüberliegenden Enden
der Lücken und sind in Längs-und Vertikalübereinstimmung mit den Wiegeschienen fest
in einem Betonfundament mit Hilfe eines darin eingebetteten Lagerteils angeordnet.
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Die Wiegeschienenanordnung sind an Auflagern befestigt, welche nicht
mit dem Lagerteil verbunden sind, so daB die Wiegeschienen nicht mit irgendeinem
Teil der angrenzenden normalen Schienen im Eingriff stehen und so daB dadurch keine
der auf die normalen Schienen wirkenden Kräfte auf die Wiegeschienen übertragen
werden.
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Die Wiegeschienen sind derartig an dem Fundament angeordnet, daß sie
sich unter Temperaturänderungen ausdehnen und zusammenziehen können, da die Lagerflächen
70 gleitbar auf den Lagersätteln liegen, jedoch gegen seitliche und Längsverschiebung
relativ zu den angrenzenden Schienenteilen gesichert sind.
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Die Biegeplatten sind angrenzend an die Enden der Wiege-schiene an
dieser befestigt und zwar in Höhe der neutralen Balkenachse.
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Dadurch werden keine oder nur minimale Kräfte in die Wiegeschiene
während der Durchbiegung unter einer bewegten Last eingeleitet.
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GemäB Fig. 8 der Zeichnung können die Querplatten 51 der Lagersdttel
statt bogenförmiger Lageroberflächen 57 auch mit einer sehr schmalen planen Ebene
57a an ihren äußeren Kanten versehen sein, oder die Lageroberfläche 70 der Wiegeschienen
65 können beibehalten werden, damit die Wiegeschiene an ihren ußersten Enden eine
Auflage erfährt, um die äußeren Teile der Wiegesehienen gegen nicht nach unten gerichtete
Bewegung zu halten, wenn disse anfangs die Wiegeachiene beaufschlagt oder sich Uber
die Wiegeschiene
hinweg bewegt.
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Die Wiegeschiene ist als ein Balken oder als eine fiegeplattform zu
betrachten mit relativ flexiblen Biegeplatten, welche sich im wesentlichen Uber
die Länge des Balkens oder der Wiegeplattform erstrecken und welche an dem Balken
oder der Wiegeplattform an deren Enden befestigt sind. Diese Biegeplatten sind in
der Mitte fest angeordnet, um den Balken oder die Plattform als eine Einheit mit
vorbestimmter Auflage gegen eine Bewegung zu halten.