DE19859492A1 - Wägevorrichtung für Schienenfahrzeuge - Google Patents
Wägevorrichtung für SchienenfahrzeugeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wägevorrichtung für Schienenfahrzeuge, bei der die Wägevorrichtung in herkömmlichen Eisenbahnschwellen integriert ist. Dazu sind in den Schwellen (2, 8) unter der Schienenüberführung Aussparungen (4, 9) vorgesehen, in denen die Kraftmeßvorrichtungen (3, 10) befestigt sind. Als Kraftmeßvorrichtungen (3, 10) sind solche mit Kraftrückführungselementen (18, 21) vorgesehen, die einerseits mit der Schwelle (2, 8) und andererseits mit den Schienen (7) verbunden sind. Die so ausgeführten Wägeschwellen (2, 8) sind in ein durch Schotterverklebung stabilisiertes Schotterbett (6) eingeklebt. Dabei sind Wägevorrichtungen mit einer oder bis zu vierzig Wägeschwellen (2, 8) vorgesehen, durch die das Gewicht von Schienenfahrzeugen oder Teilen davon sowohl statisch als auch dynamisch ermittelbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wägevorrichtung für Schienenfahr
zeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das Wägen von Schienenfahrzeugen wurde noch vor Jahren mei
stens mit Hilfe von Brückenwaagen durchgeführt, bei welchen
das Gesamtgewicht eines einzelnen Eisenbahnwaggons statisch
ermittelt wurde. Bei diesen Brückenwaagen waren die Schienen
auf der Wägebrücke von den Fahrschienen der Gleisstrecke durch
Spalte vor und hinter der Wägebrücke getrennt. Die Wägebrücke
wurde auf mindestens vier Wägezellen gelagert und gegenüber
einem Fundament abgestützt. Hierzu waren Wägebrücken in Wag
gonlänge notwendig, die einen sehr aufwendigen Brückenunterbau
aus Beton- oder Stahlbauteilen erforderten.
Es sind aus der EP 0 500 971 A1 aber auch dynamische Wägever
fahren für Schienenfahrzeuge bekannt, die keinen aufwendigen
Gleisunterbau erfordern. Dazu wird die Schubspannung in der
neutralen Phase der Schiene erfaßt und ausgewertet. Hierzu
wird in das- Fahrschienennetz eine mit Dehnungsmeßstreifen ap
plizierte Wägeschiene eingeschweißt, bei der zwischen den
Schwellen mindestens zwei Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind.
Das Waggongewicht wird dabei durch achsweise Addition der Ge
wichtssignale ermittelt. Da die Radlast aber eine Durchbiegung
der Schiene und der Schienenauflagerung bewirkt, bewegt sich
der Zug normalerweise in einer unter der durch die unbelastete
Schiene bestimmten Ebene gelegenen Ebene, während gleichzeitig
durch die Durchbiegung der Schienen zwischen den Schwellen
Schwingungen in vertikaler Ebene erzeugt werden. Dies führt
beim Wiegen eines in Bewegung befindlichen Zuges zu Verände
rungen der vertikalen Kräfte und damit zu Meßungenauigkeiten,
die nur durch eine größere Anzahl von Meßstellen zu vermeiden
sind. Im übrigen ist eine derartige Wägevorrichtung nur schwer
zu kalibrieren, da hierzu statische Wägeeinrichtungen vorhan
den sein müssen, die heute meist nur in großer räumlicher Ent
fernung vorhanden sind.
Aus der DE 44 44 337 A1 ist eine Wägeeinrichtung für Schienen
fahrzeuge zur statischen und dynamischen Gewichtsbestimmung
bekannt, bei der zwischen den Schienen und einem Querträger
Kraftmeßzellen angeordnet sind, durch die die Achslast eines
überfahrenden Eisenbahnwaggons ermittelt werden kann. Dabei
sind die Schienen jeweils mit drei hintereinander angeordneten
Aussparungen im Schienenfuß und -steg versehen, so daß sich
die Schienen gelenkig auf den Kraftmeßzellen abstützten. Auf
grund dieser gelenkigen Abstützung der beiden Teilstücke einer
jeden Schiene ist in jedem Fall ein aufwendiges Fundament oder
eine Rahmenkonstruktion erforderlich, die die Achslast gegen
über dem Untergrund aufnimmt. Im übrigen bestehen die Quer
träger offensichtlich aus Doppel-T-förmigen Stahlträgern, die
nicht ohne größere Umbauarbeiten in das Schienennetz eingebaut
werden können.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wäge
einrichtung für Schienenfahrzeuge zu schaffen, die nur geringe
bauliche Veränderungen im Schienennetz erfordert und mit der
trotzdem eine hohe Genauigkeit erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene
Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Aus
führungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Es ist zwar schon sein 1988 bekannt, die Schotterverklebetech
nik im Gleisbau anzuwenden, bei der mit einem Epoxidharz die
Stabilisierung des Schotterbetts erreicht wird. Dabei wird das
Epoxidharz mit einem Härter auf das Schotterbett aufgespritzt,
das durch seine Viskosität in dieses eindringt und die Berüh
rungsflächen der Schottersteine miteinander verklebt. Diese
Schotterverklebetechnik wird im Gleisbau aber hauptsächlich
nur zum Schutz vor Schotterflug und zur stetigen Erhöhung der
Stabilisierung an Übergangsbereichen zwischen Schotterfahrbahn
und fester Fahrbahn eingesetzt. Es ist jedenfalls nicht be
kannt, die Schotterverklebung zur Abstützung einer Wägebrücke
vorzusehen.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Kraftmessung mit
tels Wägeschwellen sowohl eine statische als auch eine dyna
mische Gewichtsmessung von Schienenfahrzeugen ermöglicht wird.
Insbesondere ist eine derartige Meßeinrichtung auf einfache
Weise auch für eine dynamische Gewichtsermittlung kalibrier
bar, ohne daß dabei eine weit entfernte Brückenwaage herange
zogen werden müßte.
Besonders vorteilhaft ist bei dieser Erfindung, daß die ge
samte Wägevorrichtung nur aus einer oder mehrerer Wägeschwel
len besteht, die im normalen Schottergleisbett wie andere
Schwellen eingebaut werden können. Dabei entfallen notwendige
Transportprobleme von langen Gleisstücken oder von Beton- bzw.
Stahlbauteilen, wie sie für statische Brückenwaagen sonst not
wendig sind.
Weiterhin hat die Erfindung den Vorteil, daß die gesamte Meß
technik in heute gebräuchlichen Betonschwellen beim Herstel
lungsprozeß ohne großen Mehraufwand eingegossen werden kann.
Durch derartig vorgefertigte Wägeschwellen können dann auf
einfache Art und Weise variable Brückenlängen zusammengestellt
werden, mit beispielsweise einer Wägeschwelle für eine Ein
achswägung oder mit acht Wägeschwellen für ein Dreiachsdreh
gestell oder von vierzig Wägeschwellen für eine komplette
hochgenaue Waggonwägung.
Beim Einsatz derartiger Wägeschwellen ist insbesondere auch
die Servicefreundlichkeit von Vorteil, da bei Defekten an der
Sensorik schlimmstenfalls die ganze Wägeschwelle wie jede a
ndere Gleisschwelle ausgetauscht werden muß. Allerdings sind
die Wägezellen in den Wägeschwellen auch so ausführbar, daß
diese einzeln auswechselbar sind, weil diese stets von oben
oder von der Seite eingebaut werden und so gut zugänglich
sind.
Weiterhin ist bei der Erfindung von Vorteil, daß die Wä
geschwelle in einem verklebten Schotterbett eingeklebt wird,
wobei keinerlei Brückenkonstruktion mehr notwendig ist, wie
sonst bei Beton- oder Stahlbrücken. Insbesondere können bei
einer derartigen Stabilisierung des Untergrunds Steifigkeits
sprünge wie bei Beton- oder Stahlbrücken vermieden werden, da
in einem definierten An- und Abfahrbereich eine kontinuierli
che Versteifungserhöhung bzw. -verminderung erfolgt, so daß
die gleislagebedingten Anregungen zu Waggonstörschwingungen
während des Wägevorgangs minimiert werden.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung mit Schubdeh
nungssensoren und/oder Aussparungen im Schienenfuß kann die
Kraftnebenschlußwirkung durch den unterbrechungsfreien Schie
nenstrang korrigiert bzw. reduziert werden. Dadurch werden
auch gleichzeitig Schienenschalter entbehrlich, die zur Fest
stellung des Waggontypes bei der Fahrtwägung sonst notwendig
sind.
Bei einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung mit
Kraftmeßvorrichtungen mit einer Kraftrückführung ist insbeson
dere vorteilhaft, daß durch diese Meßvorrichtung die Gewichts
kraft auch dann noch sehr genau ermittelt werden kann, wenn
sich der Krafteinleitungsschwerpunkt horizontal verschiebt
und/oder zusätzlich Störkräfte und Störmomente - wie bei
Gleisanlagen üblich - übertragen werden müssen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in
der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Wägevorrichtung mit zwei Wä
geschwellen und
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Wägeschwelle mit
einer unter einer Schiene angeordneten Kraft
meßvorrichtung.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Wägevorrichtung für Schienen
fahrzeuge mit zwei eingeklebten Wägeschwellen 2, 8 als Quer
träger in einem verklebten Schotterbett 6 dargestellt, wobei
am Beginn und am Ende der Meßstrecke in jeder Schiene jeweils
ein Meßauge 1, 11 als Schubspannungssensor zur Kraftneben
schlußkorrektur im Bereich des Schwellenfachs vorgesehen ist.
Die beiden Wägeschwellen 2, 8 sind in einem Schotterbett 6
angeordnet, wie es als Fahrschienenweg im Eisenbahnbau üblich
ist. In diesem Schotterbett 6 sind die beiden Wägeschwellen 2,
8 wie andere Schwellen quer zur Fahrtrichtung parallel neben
einander angeordnet, wobei diese von den das Schotterbett 6
darstellenden Steinen umgeben sind. Zur Verfestigung sind die
Schottersteine mit einem Zweikomponentenkleber auf Epoxidharz
basis mit Härter besprüht, so daß eine Schotterverklebung
durch den flüssigen, in das Schotterbett 6 eindringenden Kle
ber entsteht. Dabei erfolgt ebenso eine Verklebung der Wäge
schwellen 2, 8 mit den Schottersteinen. Diese Schotterverkle
bung ist bisher bei Gleisbauarbeiten zum Schutz vor Schotter
flug auf Hochgeschwindigkeitsstrecken und zur Stabilisierung
an Übergangsbereichen zwischen Schotterfahrbahnen und festen
Fahrbahnen üblich. Vielfach wird eine derartige Schotterver
klebung auch bereits zur Stabilisierung an Weichen und Fahr
bahnrändern in Bahnhöfen vorgesehen.
Im Bereich der Wägevorrichtung hat sich eine Schotterverkle
bung als vorteilhaft erwiesen, die ca. eine Waggonlänge vor
und eine Waggonlänge nach der oder den Wägeschwellen 2, 8 vor
genommen wird und je nach Belastung bis zu einer Tiefe von 0,5
m erfolgen soll. Dabei verkleben die Schottersteine an ihren
Berührungspunkten oder Kanten miteinander, so daß ein festes
stabilisiertes Schotterbett 6 entsteht. Die Stabilisierung des
Schotterbetts 6 ist dabei von der Menge und der Eindringtiefe
des Zweikomponentenklebers abhängig. Es sind somit unter
schiedliche Stabilisierungsgrade des Schotterbetts herstell
bar, so daß insbesondere eine stetige Erhöhung der Versteifung
oder Verfestigung am Beginn und/oder eine stetige Verringe
rung am Ende der Wägevorrichtung vorteilhaft ist. In diesem
stabilisierten Schotterbett 6 sind die Wägeschwellen 2, 8 mit
diesem verklebt, so daß auch eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen den Wägeschwellen 2, 8 und dem Schotterbett 6 ent
steht.
Die Wägeschwellen 2, 8 sind in wesentlichen wie normale
Schwellen ausgebildet nur mit dem Unterschied, daß in ihnen
die Kraftmeßvorrichtungen integriert sind. Dabei bestehen die
Wägeschwellen 2, 8 wie die übrigen Schienenschwellen vorzugs
weise aus armiertem Beton und werden in einem Betongießverfah
ren hergestellt. Die Wägeschwellen 2, 8 können aber auch aus
anderen zur Herstellung von Schwellen geeigneten Werkstoffen
gefertigt werden.
In die Betonschwellen werden im Bereich der Schienenauflager
punkte Aussparungen 4, 9 vorgesehen, in denen die Kraftmeßvor
richtung 3, 10 einsetzbar ist. Die Kraftmeßvorrichtung 3, 10
kann aber auch in einem vorgefertigten Gehäuse fest eingebaut
sein, das mit in die Betonschwellen eingegossen wird. Gleich
zeitig sind in den Wägeschwellen 2, 8 auch Kabelkanäle 25 vor
gesehen, in denen die Verkabelung der Meßeinrichtung geführt
wird. Vorzugsweise werden diese Kabelkanäle 25 von den Aus
sparungen 4, 9 der Kraftmeßvorrichtung 3, 10 bis zur Schwel
lenmitte vorgesehen und enden dort in einer weiteren Ausspa
rung 24, in der die Verschaltung vorgenommen wird. In diese
Aussparung 24 können aber auch gleichzeitig elektronische
Schaltungen zur Meßwertverarbeitung und Stromversorgung unter
gebracht sein. Diese Verschaltungsaussparung 24 jeder Wäge
schwelle 2, 8 ist mit den anderen Wägeschwellen über einen
Verbindungskanal 5 verbunden, der diese Einrichtungen an eine
zentrale Auswertevorrichtung 12 heranführt.
Die in den Aussparungen 4, 9 vorgesehenen Kraftmeßvorrichtun
gen 4, 10 sind an ihrer Oberseite mit Verbindungselementen
versehen, die mit der darüberliegenden Schiene 7 eine feste
Verbindung herstellen. Vorzugsweise sind hierzu Klemmverbin
dungen 15, 14 vorgesehen, wie sie auch zur Verbindung der
Schienen 7 an den übrigen Schwellen üblich sind. Allerdings
können auch andere Verbindungselemente vorgesehen werden, wenn
dies aufgrund der Konstruktion der Kraftmeßvorrichtung 3, 10
notwendig oder vorteilhaft ist.
Die Schienen 7 sind im Bereich der Wägevorrichtung unterbre
chungsfrei ausgebildet und stellen übliche Fahrschienen dar.
Die gesamte Wägevorrichtung wird vorzugsweise aus sechs bis
acht Wägeschwellen 2, 8 gebildet, die zur Wägung von Eisen
bahnwaggons oder anderen Schienenfahrzeugen mit bis zu drei
achsigen Drehgestellen geeignet sind und eine Meßstrecke von 4
bis 5 m umfassen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind aus Gründen der Übersichtlichkeit allerdings nur zwei
Wägeschwellen 2, 8 dargestellt. Zur Gewichtsermittlung von
Schienenfahrzeugen mit nur zwei Achsen wären allerdings auch
Wägevorrichtungen mit nur einer Wägeschwelle 2, 8 ausreichend.
Bei besonderen Genauigkeitsanforderungen und zur statischen
Wägung von kompletten Eisenbahnwaggons können auch Wägevor
richtungen mit vierzig Wägeschwellen 2, 8 bei einer Meßstrecke
von 25 m vorgesehen werden.
Zur Korrektur der Kraftnebenschlußwirkung ist am Anfang
und/oder am Ende der Meßstrecke in der Mitte zwischen der
ersten bzw. letzten Wägeschwelle 2, 8 und der benachbarten
Schwelle ein sogenanntes Meßauge 11 als Schubspannungssensor
in der neutralen Faser jeder Schiene 7 vorgesehen. Durch ein
derartiges Meßauge 11 ist auf einfache Art und Weise die
Schubspannung meßbar, die beim Überrollen einer Fahrzeugachse
in der neutralen Faser jeder Schiene 7 auftritt. Dabei haben
sich derartige Meßaugen 11 als vorteilhaft erwiesen, da sie
als kreisförmige Aufnehmereinheit mit Dehnungsmeßstreifen aus
gebildet sind. Diese Meßaugen 11 können vorteilhafterweise in
einer Bohrung in der neutralen Faser jeder Schienen auf ein
fache Art befestigt werden. Derartige Schubspannungsaufnehmer
11 können aber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise
können sie auch direkt am Schienensteg appliziert werden.
Diese Schubspannungsaufnehmer 11 erfassen eine Kraft beim
Überfahren der Achse eines Schienenfahrzeugs entsprechend der
Kraftnebenschlußwirkung, die das Wägeergebnis verfälscht, das
durch die Kraftmeßvorrichtungen 3, 10 in den Wägeschwellen 2,
8 gemessen wird. Diese Verfälschung durch die Kraftneben
schlußwirkung ist um so größer, je stärker diese Kopplung zur
Kraftmeßvorrichtung 3, 10 ist. Soweit nur eine Wägeschwelle 2,
8 vorgesehen ist, entsteht ein relativ großer Kraftneben
schlußfehler. Bei einer Wägevorrichtung mit mehreren Wä
geschwellen 2, 8 verringert sich dieser Kraftnebenschlußfehler
entsprechend.
Durch die vorgenannte Ermittlung der Schubspannung kann dieser
Fehler aber durch eine entsprechende Kalibrierung korrigiert
werden. Dazu werden sowohl die Signale der Schubspannungssen
soren 11, 1 als auch der Kraftmeßvorrichtungen 3, 10 jeder
wägeschwelle 2, 8 einer zentralen Auswertevorrichtung 12 zu
geführt. Mit Hilfe einer oder mehreren bekannter Referenzmas
sen oder Referenzkraftwirkungen (z. B. durch ein Prüfgerät)
kann die Wägevorrichtung zunächst statisch kalibriert werden.
Dabei erfolgt auch die Erfassung der ortsabhängigen Kraftne
benschlußwirkung mittels der Schubspannungssensoren 1, 11.
Hierzu wird eine Referenzmasse oder das Prüfgerät an ver
schiedenen Positionen der Meßstrecke aufgesetzt. Alternativ
kann dieser Vorgang auch mit bewegter Referenzmasse automati
siert durchgeführt werden. In der zentralen Auswertevorrich
tung 12 werden die aus den Schubspannungsmessungen des Kali
briervorgangs abgeleiteten Korrekturfunktionen abgespeichert.
Nachfolgend können für unbekannten Massen die statischen Ge
wichte ermittelt werden. Mit diesen Gewichten wiederum kann
die Wägevorrichtung dynamisch kalibriert werden. Die dabei
ermittelten dynamischen Korrekturfunktionen werden ebenfalls
in der zentralen Auswerteeinrichtung 12 gespeichert. Es ist
also möglich, eine derartige Wägevorrichtung auf einfache Wei
se mit bekannten Referenzmassen oder einem Prüfgerät, sowie
weiteren unbekannten Massen statisch und dynamisch zu kali
brieren. Das so kalibrierte Wägesignal in der zentralen Aus
werteeinrichtung 12 kann an dessen Ausgang zur Weiterverarbei
tung oder zur Anzeige von einer weiteren Einrichtung abgefragt
oder angezeigt werden.
Allerdings ist die Kraftnebenschlußwirkung auch durch eine
Aussparung im Schienenfuß und -steg so weit verringerbar, daß
deren Einfluß auf das Meßergebnis nur unwesentlich ist. Dazu
wird vor der ersten Wägeschwelle 8 eine Aussparung im Schie
nenfuß und -steg eingearbeitet, der den Überfahrteil aber
nicht unterbricht, so daß eine gelenkige Ankopplung entsteht.
Dabei ist die Kraftnebenschlußwirkung umso geringer, je weiter
dieses Gelenk von der ersten Meßschwelle 8 lagerfrei entfernt
ist und je weniger Biegespannung durch das Gelenk übertragen
wird. Da in diesem Gelenk aber eine bestimmte Scherspannung
nicht überschritten werden darf, um beim Überfahren mit einer
zulässigen Last nicht beschädigt zu werden, kann eine bestimm
te Kraftnebenschlußwirkung nicht verhindert werden. Als be
sonders vorteilhaft hat sich deshalb herausgestellt, zusätz
lich zur Erfassung der Schubspannung in jeder Schiene auch
eine Aussparung vorzusehen, damit insbesondere bei kleinen
Überfahrlasten noch eine genaue Fahrtwägung bei möglichst ge
ringer Brückenlänge erreichbar ist. Dabei kann das Meßergebnis
insbesondere noch dadurch verbessert werden, daß sowohl am
Anfang als auch am Ende der Meßstrecke eine Aussparung und
eine Schubspannungsmessung vorgenommen wird.
Die Schubspannungssensoren 1, 11 werden gleichzeitig als
Schienenschalter verwandt. Dazu wird mit Hilfe vorgegebener
Achsabstände bekannter Schienenfahrzeuge durch die zentrale
Auswertevorrichtung 12 jeweils der Anfang und das Ende eines
überfahrenden Fahrzeugs bestimmt. Aus den bekannten und gemes
senen Achsabständen ist dann in der Auswertevorrichtung 12 das
Fahrzeuggewicht bestimmbar.
In Fig. 2 der Zeichnung ist eine Kraftmeßvorrichtung 3 als
Schnittbild eines Ausschnitts einer Wägeschwelle 2 im einzel
nen dargestellt. Dabei sind die gleichen Bezugszeichen ver
wandt worden, wie sie für funktionsgleiche Teile der Fig. 1
der Zeichnung verwendet wurden. Die Wägeschwelle 2 enthält
dabei eine Kraftmeßvorrichtung 3, die fest in einem eingegos
senen Gehäuse 22 angeordnet ist. Zweckmäßigerweise enthält
diese Gehäuseeinheit 22 Armierungselemente 23, die eine unlös
bare Verbindung mit der armierten Betonschwelle 2 gewährlei
sten. In diesem Gehäuseteil 22 ist eine Kraftmeßeinrichtung 3
als Wägezelle vorgesehen, die unterhalb der Schiene 7 angeord
net ist. Diese Wägezelle 3 enthält ein Krafteinleitungsteil
18, einen Verformungskörper 17, an dem Dehnungsmeßstreifen 20
appliziert sind und einen Kraftausleitungsteil 21, der fest
mit dem Gehäuse 22 befestigt ist. Diese Wägezelle 3 ist s-för
mig ausgebildet, so daß die Krafteinleitungsteile 18 und die
Kraftausleitungsteile 21 gleichzeitig als Kraftrückführungs
elemente ausgebildet sind. Dabei werden das Krafteinleitungs
18 und das Kraftausleitungselement 21 durch horizontale
Schlitze 16, 26 vom Verformungsteil 17 getrennt. Das Verfor
mungsteil 17 enthält im Zentrum zwei entgegengerichtete
horizontale Sackbohrungen 19, so daß zwischen beiden Bohrungen
eine vertikale Verformungsfläche verbleibt, an der die Deh
nungsmeßstreifen 20 appliziert sind. Diese erzeugen ein dem
Gewicht auf der Schiene 7 proportionales Signal.
Am Krafteinleitungsteil 18 sind Stege mit Klemmeleinenten 14
vorgesehen, zwischen denen die Schiene 7 quer zur Wägezelle 3
verläuft und fest mit dieser verschraubt ist. Dabei sind Wäge
zellen 3 mit Kraftrückführungselementen 18, 21 vorteilhafter
weise vorgesehen, da bei diesen die gemessene Kraft weitge
hend unabhängig vom Krafteinleitungsort ist, so daß Schwer
punktverschiebungen auf der Schiene 7 keinen Einfluß auf das
Meßergebnis haben. Es sind deshalb vorteilhafterweise auch
Wägebalken mit Kraftrückführungselementen verwendbar, wobei
die Schiene 7 an einem oberen Kraftrückführungselement befe
stigt würde, während ein unteres Kraftrückführungselement fest
mit dem Gehäuse 22 zu verbinden wäre.
Die Kraftmeßeinrichtungen 3, 10 können auch so ausgebildet
sein, daß sie mit dem Gehäuse 22 durch eine lösbare Verbindung
befestigt sind. Insbesondere können hierzu vorteilhafterweise
Schraubverbindungen vorgesehen werden, so daß die einzelnen
Meßvorrichtungen 3, 10 im Schadensfall nach Anheben der Schie
ne 7 einzeln von oben ausgetauscht werden können. Das Gehäuse
22 der Kraftmeßvorrichtungen 3, 10 könnte auch bis an das
Schwellenende herangeführt werden und mit einem lösbaren Sei
tenteil versehen sein, so daß die Kraftmeßvorrichtungen 3, 10
auch vorteilhafterweise seitlich ausgetauscht werden könnten,
ohne die Schiene 7 anheben zu müssen.
In Längsrichtung der Wägeschwelle 2 ist ein horizontaler Ka
belkanal 25 vorgesehen, in dem die Verdrahtung zu den Deh
nungsmeßstreifen 20 und den Meßaugen 1, 11 beschädigungssicher
geführt ist. Der Kabelkanal 25 endet in der Mitte der Wäge
schwelle 2, 8 in einer Verschaltungsaussparung 24, in der zu
sätzlich noch elektrische Schaltkreise angeordnet sind, die
zur Speisung und zur entfernungsunabhängigen Meßsignalumwand
lung (A/D-Wandler) dienen.
Oberhalb der Verschaltungsaussparung 24 ist in Schienenrich
tung ein rohrförmiger Verbindungskanal 5 vorgesehen, durch den
die Wägeschwellen 2, 8 miteinander und mit einer zentralen
Auswertevorrichtung 12 elektrisch verbunden sind.
Claims (20)
1. Wägevorrichtung für Schienenfahrzeuge mit mindestens ei
nem Querträger, der als Unterlage für ein Paar Schienen
dient, und mit mindestens einer Kraftmeßvorrichtung für
jede Schiene, wobei die Kraftmeßvorrichtung zwischen der
betreffenden Schiene und dem Querträger angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger als Wäge
schwelle (2, 8) ausgebildet ist, in dem die Kraftmeßvor
richtungen (3, 10) integriert sind und die Wägeschwelle
(2, 8) unmittelbar in einer Schotterfahrbahn (6) für
Fahrtschienen (7) gelagert ist, wobei die Schotterfahr
bahn (6) mindestens im Bereich der Wägeschwelle (2, 8)
durch eine Schotterverklebung stabilisiert ist.
2. Wägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wägevorrichtung aus mindestens einer Wägeschwelle
(2, 8) oder einer Vielzahl von Wägeschwellen (2, 8) be
steht.
3. Wägevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wägeschwelle (2, 8) aus armiertem Beton
oder einem anderen zur Herstellung von Schwellen vorgese
henen Werkstoff besteht.
4. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Wägeschwelle (2, 8) min
destens zwei Aussparungen (4, 9) zur Integration der
Kraftmeßvorrichtungen (3, 10) enthält, die unterhalb der
Schienenlagerung vorgesehen sind.
5. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Aussparungen (2, 9)
Kraftmeßvorrichtungen (3, 10) angeordnet sind, deren
Krafteinleitungsteil (18) mit der Schiene (7) und deren
Kraftausleitungsteil (21) kraftschlüssig und momenten
schlüssig mit der Schwelle (2, 8) verbunden ist.
6. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßvorrichtung (3,
10) in einem festen Gehäuseteil (22) befestigt ist, das
mit der Schwelle (2, 8) vergossen oder durch andere Ver
bindungsmittel fest verbunden ist.
7. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßvorrichtung (3,
10) durch eine lösbare Verbindung mit dem Gehäuseteil
(22) verbunden ist, wobei das Gehäuseteil (22) über ein
oberes oder seitlich abnehmbares Verschlußteil verfügt,
durch den die Kraftmeßvorrichtung (3, 10) auswechselbar
ist.
8. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßvorrichtung (3,
10) als Wägezelle mit Kraftrückführungselementen (18, 21)
ausgebildet ist.
9. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wägesignale der Kraftmeß
vorrichtungen (3, 10) jeder Wägeschwelle (2, 8) mitein
ander verknüpft sind, so daß aus den Meßsignalen das Ge
wicht der Schienenfahrzeuge oder Teile davon ermittelbar
sind.
10. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der ersten Wägeschwelle
(8) in mindestens einer Schiene (7) mindestens ein Schub
spannungssensor (11) angeordnet ist, dessen Meßsignale
zur Korrektur der Kraftnebenschlußkopplung und/oder als
Schienenschalter dienen.
11. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vor der ersten
oder vor der ersten und nach der letzten Wägeschwelle (2,
8) ein Schubspannungssensor (1, 11) vorgesehen ist, wobei
der Schubspannungssensor (1, 11) in der neutralen Phase
der Schiene (7) angeordnet ist.
12. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet daß aufgrund der Schubspannungs
messung und einer statischen Kalibrierung in einer
zentralen Auswertevorrichtung (12) eine ortsabhängige
Korrekturfunktion gebildet und gespeichert wird, die bei
der dynamischen Wägung zur Berücksichtigung der Kraft
nebenschlußkopplung dient.
13, Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund des Schubspannungs
singals in der zentralen Auswertevorrichtung (12) und mit
Hilfe vorgegebener Achsabstände ein Waggonanfang und
-ende oder ein Drehgestellanfang oder -ende bestimmt
wird.
14. Wägevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Schubspannungssensor (1,
11) als Meßauge ausgebildet ist, das in einer Bohrung der
Schiene angeordnet ist oder durch direkt applizierte Deh
nungsmeßstreifen gebildet wird.
15. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vor der ersten
Wägeschwelle (8) im Schienenfuß eine vertikale oder
schräge nach unten offene Aussparung vorgesehen ist, die
die Fahrschiene (7) gelenkig mit der oder den Wägeschwel
len (2, 8) verbindet.
16. Wägevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens vor der ersten und/oder nach der letzten
Wägeschwelle (2, 8) eine vertikale oder schräge nach
unten offene Aussparung im Schienenfuß vorgesehen ist,
die die Fahrschiene (7) gelenkig mit der oder den Wäge
schwellen (2, 8) verbindet.
17. Wägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Schotterverklebung in
Fahrtrichtung im bestimmten Abstand vor der ersten oder
vor der ersten und nach der letzten Wägeschwelle (2, 8)
vorgesehen ist.
18. Wägevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wägeschwellen (2, 8) mit dem Schotterbett (6)
verklebt sind.
19. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierung durch die
Schotterverklebung je nach Nennlast der Wägeschwellen (2,
8) und/oder der zulässigen Überfahrgeschwindigkeit vor
gesehen ist.
20. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schotterverklebung im
Anfahrbereich vor der ersten Wägeschwelle (8) mit stetig
zunehmender Versteifung und/oder im Abfahrbereich nach
der letzten Wägeschwelle (2) mit stetig abnehmender Ver
steifung vorgesehen ist.
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