DE19925891C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Eichen einer Überfahrwaage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Eichen einer Überfahrwaage.

Überfahrwaagen, sei es für Straßenfahrzeuge oder für Schienenfahrzeuge, in letzterem Fall eingebaut in den von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Schienenstrang, führen eine dynamische Verwiegung durch, das heißt eine Verwiegung eines Fahrzeuges, während der das zu verwägende Fahrzeug relativ zur Waage in Bewegung ist.

Gegenüber den in der Vergangenheit benutzten statischen Verwiegungen mit Hilfe einer Wiegebrücke, die so groß ist, daß ein gesamtes Fahrzeug darauf Platz findet, weisen derartige Überfahrwaagen für eine dynamische Verwiegung den Vorteil auf, daß sie nur geringe Länge besitzen müssen, da bei der Überfahrt jedes einzelnen Drehgestelles bzw. Fahrschemels dessen Gewicht durch dynamische Verwiegung ermittelt wird.

Insbesondere in Form von Schienen-Überfahrwaagen können solche Überfahr­ waagen an einem bestehenden Schienenstrang mit relativ begrenztem Aufwand nachgerüstet werden, indem - jeweils an beiden Schienen - aktive Meßstrecken ausgebildet werden durch zwei in Längsrichtung der jeweiligen Schiene beabstandete Sensoren, die die Durchbiegung dieses Schienenstückes messen und daraus das belastende Gewicht ermitteln.

Die Überfahrwaage weist dabei mehrere solcher aktiver Meßstrecken auf. Die über eine in der Regel elektronische Auswerteschaltung miteinander gekoppelt sind, so daß die Überfahrwaage in der Lage ist, nach Überfahren eines z. B. kompletten Zuges das Gesamtgewicht des Zuges auszuwerfen.

Die Länge der aktiven Meßstrecken, also der Abstand, der die aktive Meßstrecke bildenden beiden Sensoren entspricht dabei maximal dem Abstand, insbesondere dem lichten Abstand, zweier Schwellen, die als Auflagerpunkte für die jeweilige Schiene dienen. Dabei darf aus Sicherheitsgründen der Abstandes der Schwellen gegenüber dem üblichen Abstand nicht wesentlich vergrößert werden.

Bei derartigen Überfahrwaagen, insbesondere Schienen-Überfahrwaagen, erfolgte eine Eichung bisher dadurch, daß ein zur Eichung verwendeter z. B. Waggon auf einer Wiegebrücke, die groß genug ist, um den gesamten Waggon zu wiegen, statisch verwogen wird, anschließend der Waggon, dessen Gewicht nunmehr bekannt ist, die Überfahrwaage überfährt und dort dynamisch verwogen wird und die bei der dynamischen Verwiegung erzielte Gewichtsanzeige so verändert wird, daß sie das bekannte, bei der statischen Verwiegung ermittelte, Gewicht anzeigt.

Selbstverständlich muß die Nullpunktsanzeige der Überfahrwaage unverändert bleiben.

Die Schwierigkeit dieser Vorgehensweise besteht jedoch darin, daß statische Waagen, also Wiegebrücken oder Plattformwaagen, immer seltener sind, bzw. nicht groß genug sind, um den zur Eichung zur verwendenden Waggon aufzunehmen, vor allem wenn eine Eichung der Überfahrwaage in deren obersten zulässigen Gewichtsbereich durchgeführt werden soll.

Dies führte dazu, daß die statische Verwiegung teilweise mehrere hundert Kilometer entfernt von der dynamischen Verwiegung erfolgen mußte, je nach Verfügbarkeit der nächsten ausreichenden statischen Waage, was einerseits Transportkosten und Zeitverzug für den zu verwiegenden Wagon mit sich brachte einschließlich dessen Nutzungsausfall.

Noch nachteiliger wirkte sich dabei jedoch aus, daß zwischen der statischen und der dynamischen Verwiegung der Referenzwaggon Witterungseinflüssen etc. ausgesetzt war und sein Gesamtgewicht durch Schnee, Regen oder Verdunstung von Feuchtigkeit dazwischen einer Veränderung unterlag, welche die Genauigkeit der Eichung negativ beeinflußten.

In der Druckschrift Kochsiek, "Handbuch des Wägens", 2. Auflage 1989 ist lediglich ausgeführt, dass zum damaligen Zeitpunkt eine Eichung innerhalb der Genauigkeits­ klasse III bei dynamischer Wägung nicht möglich war, da einerseits durch das Fahr­ verhalten Störeinflüsse auftreten würden, und die damals bekannten Überfahrwaa­ gen mit zu großen Meßfehlern behaftet waren. Genau diese Nachteile sollen erfin­ dungsgemäß jedoch behoben werden.

In der Druckschrift Colijn, "Series on Bulk Materials Handling", Vol 1, No. 1 1975 wird ein Verfahren zum dynamischen Verwiegen auf einer Überfahrwaage angegeben, bei der als Referenzwert das gemessene Gewicht genommen wird, das in einem vorhergehenden statischen Wiegevorgang ermittelt wird. Hier ist nichts darüber aus­ gesagt, ob dies mit der selben Waage oder mit einer speziell für statische Gewichts­ bestimmungen ausgelegten Waage erfolgt. Auch ist nichts darüber offenbart, wie bei der statischen Verwiegung das Gewicht erfasst wird, insbesondere ob das Gewicht achsweise erfasst wird. Außerdem wird bei dem statischen Wiegevorgang ein einzel­ ner Wagen gewogen, und danach eine dynamische Überfahrwaage 10 × mit einem Zug von 10 gekoppelten Wägen überfahren.

In der Druckschrift DE-AS 24 16 540 ist eine Meßvorrichtung für Radlasten von Schienenfahrzeugen beschrieben, bei der an einem Meßschienenabschnitt Geber angebracht sind, wobei die Materialstärke des Abschnitts gegenüber einem benach­ barten Schienenabschnitt verringert ist. In der zugehörigen Fig. 5 ist eine Meßvor­ richtung abgebildet, die aus mehreren äquidistanten Meßschienenabschnitten be­ steht, und auf jedem Abschnitt das Rad einer Achse des Schienenfahrzeugs aufliegt. In der gesamten Druckschrift wird immer nur von statischen Wiegevorgängen ausge­ gangen, dynamische Wägungen sind nicht vorgesehen.

Es ist daher die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Eichen von Überfahrwaagen zu schaffen, die die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeiden, und insbesondere eine Eichung an ein und demselben Ort, nämlich dem Ort der Überfahrwaage, ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch das statische Verwiegen mit Hilfe der Überfahrwaage der einzelnen Drehgestelle bzw. Fahrschemel nacheinander kann das statisch ermittelte Gesamtgewicht des Referenz-Fahrzeuges ermittelt werden.

Durch anschließendes Überfahren und dynamisches Verwiegen des Referenzwaggons auf der Überfahrwaage kann die Eichung der Überfahrwaage in ihrer dynamischen Verwiegungsfunktion durchgeführt werden, zumal in der Regel die vorher durchgeführte statische Verwiegung auf der Überfahrwaage mit einer höheren Eichklasse bzw. Genauigkeitsklasse erfolgen kann als es für die dynamische Verwiegung notwendig ist.

Da die für Überfahrwaagen verwendeten Sensoren bzw. aktiven Meßstrecken keine oder nur geringe Modifikationen benötigen, um auch für die statische Verwiegung, also bei auf der Überfahrwaage stillstehendem Drehgestell bzw. Fahrzeug, verwendet werden zu können, muß nur ein geringer Aufwand für dieses Eichverfahren betrieben werden.

In der Regel ist statt der Modifikationen an Sensoren und/oder aktiven Meßstrecken auch oder statt dessen eine andere elektrische Verschaltung der Sensoren bzw. aktiven Meßstrecken sowie ein anderes Auswerteverfahren deren Signale für die statische Verwiegung gegenüber der dynamischen Verwiegung notwendig.

Dies ist jedoch angesichts der üblicherweise verwendeten EDV-Programme zur Auswertung ein ebenfalls vertretbarer Aufwand. Wenn zusätzlich bei der statischen Verwiegung nicht nur ein sondern alle Drehgestelle bzw. Fahrschemel eines Fahrzeuges nacheinander verwogen und damit auf statischem Wege das Gesamtgewicht des Fahrzeuges oder gar eines ganzen Zuges ermittelt wird, so kann dies beim anschließenden Überfahren des Referenzfahrzeuges bzw. Referenzzuges und dessen dynamischer Verwiegung zum dynamisch ermittelten Gesamtgewicht in Beziehung gesetzt bzw. dieses abgeglichen werden, ohne daß diese Eichung bzw. dieser Abgleich für die einzelnen Drehgestelle des Fahrzeuges separat notwendig ist, was eine niedrigere Meßgenauigkeit ergeben würde.

Die Schwierigkeit beim zur Verfügung stellen einer geeigneten Vorrichtung liegen darin, daß die in Fahrtrichtung betrachtete Länge der aktiven Meßstrecke jeweils maximal dem Abstand, insbesondere dem lichten Abstand, zweier benachbarter Schwellen eines Schienenstranges entspricht, und dieser Abstand aus Sicherheitsgründen auch nicht wesentlich vergrößert werden kann.

Dieser Abstand ist jedoch wesentlich geringer als der Abstand der Achsen eines Drehgestelles zueinander. Um eine statische Verwiegung durchführen zu können, muß jedes Rad, also jede Achse, im Bereich einer aktiven Meßstrecke der Überfahrwaage positioniert werden können.

Da unterschiedliche Typen von Drehgestellen mit unterschiedlichen Achsanzahlen und unterschiedlichen Achsabständen vorkommen, müssen die einzelnen aktiven Meßstrecken innerhalb der Überfahrwaage so zueinander positioniert werden, daß alle bekannten bzw. verwendeten Drehgestelle darauf so positioniert werden können, daß deren Achsen bzw. Räder jeweils innerhalb einer aktiven Meßstrecke der Überfahrwaage liegen. Dies kann dazu führen, daß die Anzahl der aktiven Meßstrecken pro Überfahrwaage größer ist als die maximale Anzahl an Achsen eines Drehgestells.

Die häufigsten Varianten von Drehgestellen - neben Einzelachsen - sind heute die eines Drehgestelles mit 2 Achsen und 1800 mm Achsabstand sowie eines Drehgestelles mit 3 Achsen und jeweils 1700 mm Achsabstand zueinander.

Mit maximal vier Meßstrecken innerhalb einer Überfahrwaage lassen sich somit alle bekannten Drehgestelle statisch verwiegen.

Durch die an gleichem Ort und auch nur mit geringem Zeitversatz stattfindende statische und dynamische Verwiegung des gleichen Referenzwaggons und die dadurch erfolgende Eichung der dynamischen Verwiegungsfunktion der Überfahr­ waage wird nicht nur die Eichgenauigkeit erhöht, sondern auch erhebliche Kosten für Transport des Referenzfahrzeuges über große Strecken, Nutzungsausfall des Transportfahrzeuges und Benutzungskosten einer fremden Wiegeplattform bzw. Wiegebrücke eingespart.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a: eine Seitenansicht einer Überfahrwaage mit einer ersten Art von Drehgestell und

Fig. 1b: die gleiche Überfahrwaage mit einem anderen Drehgestell.

Die Fig. 1a und 1b zeigen die gleiche Überfahrwaage jeweils in der Seitenansicht, jedoch mit anderen darauf aufsitzenden Drehgestellen und Fahrzeugen. Dabei ist die zu der sichtbaren Schiene der Fig. 1a und 1b parallel laufende andere Schiene des gleichen Schienenstranges ebenso wie die sichtbare Schiene mit aktiven Meßstrecken 2 und Sensoren 6 ausgestattet, und .zwar parallel zu den dargestellten Meßstrecken bzw. Sensoren, also in Fahrtrichtung 10 an jeweils analog gleicher Position.

Die Überfahrwaage 1 besteht somit aus einem Abschnitt eines Schienenstranges, wobei in oder an den Schienen 7, insbesondere in oder an dem vertikalen Steg der Schienenprofile, in Fahrtrichtung 10 beabstandet jeweils zwei Sensoren 6, 6' an der gleichen Schiene zu einem Sensorenpaar zusammengefaßt sind, die gemeinsam eine aktive Meßstrecke 2 bilden.

Da sich die zusammengehörigen Sensoren 6, 6' jeweils gemeinsam zwischen einem Paar von die Schiene abstützenden Schwellen 8 befinden, über welche der Schienenstrang auf dem Untergrund 9 gelagert ist, ist die Länge einer solchen aktiven Meßstrecke 2 maximal der lichte Abstand oder der Mittenabstand zweier benachbarter Schwellen 8.

Der Abstand der aktiven Meßstrecken zueinander ist unterschiedlich:
Die von links betrachtet ersten beiden und letzten beiden Meßstrecken weisen einen Abstand zueinander auf, der deutlich größer ist als die Länge einer aktiven Meßstrecke 2, nämlich etwa dem drei- bis vierfachen der Länge einer aktiven Meßstrecke entspricht. Der Abstand der mittleren beiden aktiven Meßstrecken ist dagegen nur etwa gleich der Länge einer aktiven Meßstrecke.

Wie Fig. 1a zeigt, befinden sich die aktiven Meßstrecken 2a, 2b und 2c in einem solchen Abstand zueinander, daß das gemäß Fig. 1a darauf stillstehende Drehgestell 5 mit drei Achsen 4a, b, c und entsprechend drei Paaren von Rädern 3a, b, c so auf der Überfahrwaage 1 positioniert werden können, daß jedes der Räder 3a, b, c jeweils im Bereich einer aktiven Meßstrecke 2a bzw. 2b bzw. 2c auf der Schiene 7 aufsitzt. Damit ist eine statische Verwiegung des gesamten Drehgestells 5 und der darauf ruhenden Last möglich, indem dieses Drehgestell auf der Überfahrwaage 1 in der dargestellten Position stillsteht und statisch verwogen wird, wofür eine Verschaltung der aktiven Meßstrecken 2a, 2b und 2c über eine Auswertungseinheit 11 notwendig ist. Dabei werden selbstverständlich die Gewichte bzw. Signale der einander entsprechenden Meßstrecken der parallel liegenden Schienen 7 addiert.

Wie Fig. 1b zeigt, kann mit der gleichen Überfahrwaage 1 auch ein Drehgestell 5' statisch verwogen werden, welches nur zwei Achsen 4a', 4b' umfaßt und damit nur zwei Radpaare 3a', 3b', wobei die Achsen 4a', 4b' einen größeren Abstand zueinander besitzen als die Achsen 4a und 4b des Drehgestells 5 der Fig. 1a.

Es kommt nun darauf an, ob der größere Achsabstand der Achsen 4a', 4b' zueinander nur soviel größer ist, daß diese beiden Achsen mit ihren Rädern 3a', 3b' noch innerhalb derselben beiden aktiven Meßstrecken, z. B. 2a und 2b, positioniert werden können, die gemäß Fig. 1a für ein Drehgestell mit drei Achsen benutzt wurden. Ist jedoch der Achsabstand 4a' zu 4b' so groß, daß diese beiden Achsen und ihre Räder nicht mehr auf den gemäß Fig. 1a benutzten aktiven Meßstrecken aufgesetzt werden können, so ist dementsprechend eine weitere aktive Meßstrecke 2d zwischen z. B. der Meßstrecke 2b und der Meßstrecke 2c angeordnet, so daß wie in Fig. 1b dargestellt die Achsen 4a' und 4b' einerseits z. B. auf der ersten aktiven Meßstrecke 2a und andererseits z. B. auf der zusätzlichen vierten Meßstrecke 2d, die in der Reihenfolge die dritte Meßstrecke ist, positioniert werden kann, und damit das Drehgestell 5' der Fig. 1b statisch darauf verwogen werden kann.

Dabei muß der Achsabstand des jeweiligen Drehgestells nicht exakt dem Abstand von Mitte zu Mitte der jeweiligen benutzten aktiven Meßstrecken 2 entsprechen, sondern es ist ausreichend, wenn für die statische Verwiegung alle Achsen eines Drehgestells 5 bzw. 5' gleichzeitig sich innerhalb einer aktiven Meßstrecke 2 befinden, da das Drehgestell auf der Schiene 7 stillsteht.

Auch die Anordnung von zwei einander entsprechenden Achsen verschiedener Drehgestelle innerhalb der gleichen aktiven Meßstrecke ist möglich, was bei geringen Achsabstandsunterschieden verschiedener Drehgestelle zum Tragen kommt.

Bei einer entsprechenden Überfahrwaage für Straßenfahrzeuge sind die aktiven Meßstrecken in der Fahrbahn eingelassen und können sich dabei über jeweils die gesamte Breite der Fahrbahn bzw. der Achsen und Fahrschemel des Fahrzeuges erstrecken.

Claims (6)

1. Verfahren zum Eichen einer Überfahrwaage, insbesondere einer Schienenfahrzeug-Überfahrwaage, die mehrere in Fahrtrichtung (10) beabstan­ dete aktive Meßstrecken (2) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Achsen (4a, b, c) eines Drehgestells (5) bzw. eines Fahrschemels eines Fahrzeuges stillstehend so auf der Überfahrwaage (1) positioniert: werden, daß die einzelnen Achsen (4a, b, c) und deren Räder (3a, b, c) jeweils im Bereich einer aktiven Meßstrecke (2a, b, c) auf der Überfahrwaage (1) aufliegen,
• b) das so positionierte Drehgestell (5) mittels der Überfahrwaage statisch verwogen wird,
• c) anschließendes die Überfahrwaage (1) mit dem bereits statisch verwogenen Drehgestell bzw. Fahrschemel des Fahrzeuges überfahren wird und
• d) die Eichung der Überfahrwaage (1) durch Abgleich des bei der dynamischen Verwiegung angezeigten Gewichtes mit dem bei der statischen Verwiegung ermittelten Gewicht erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem statischen Verwiegen des ersten Drehgestelles (5) eines Fahrzeuges das Positionieren gemäß Merkmal (a) sowie das statische Verwiegen mit allen weiteren Drehgestellen (5', 5") des Fahrzeuges durchgeführt und
anschließend die Überfahrwaage (1) vom gesamten Fahrzeug überfahren wird und
bei der Eichung die Anzeige des Gewichts des gesamten Fahrzeuges der dynamischen Verwiegung abgeglichen wird mit der Summe aller bei der statischen Verwiegung ermittelten Gewichten der einzelnen Drehgestelle (5, 5', . . .).

3. Überfahrwaage (1), insbesondere Schienenfahrzeug-Überfahrwaage, mit mehre­ ren in Fahrtrichtung (10) beabstandeten aktiven Meßstrecken (2) mit einer Justiervor­ richtung für die Gewichtsanzeige der dynamischen Verwiegung, wobei in Fahrtrich­ tung (10) entlang der Überfahrwaage (1) verteilt mehrere aktive Meßstrecken (2) an­ geordnet sind,
die Anzahl der aktiven Meßstrecken (2) wenigstens der maximalen Anzahl von Ach­ sen (4) je Drehgestell (5) bzw. Fahrschemel entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstände der aktiven Meßstrecken (2) in Fahrtrichtung (10) den Abständen aller verschiedenen zu verwiegenden Drehgestelle (5) bzw. Drehschemel ent­ sprechen,
die aktiven Meßstrecken (2) außer zur dynamischen Verwiegung auch zur stati­ schen Verwiegen geeignet sind.

4. Überfahrwaage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (6) der aktiven Meßstrecken (2) außer zur dynamischen Verwiegung auch zur statischen Verwiegung geeignet sind.

5. Überfahrwaage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Überfahrwaage (1) gleich groß oder größer als die Länge der Drehgestelle bzw. Fahrschemel der zu verwiegenden Fahrzeuge ist.

6. Überfahrwaage nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge einer aktiven Meßstrecke (2) maximal dem Abstand, insbesondere dem lichten Abstand, zweier benachbarter Schwellen (8) entspricht.