DE202013102362U1 - Railcar with weighing device, bogie for rail cars with weighing device and use of such a weighing device - Google Patents
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Abstract
Schienenwagen, insbesondere Güterwagen, mit einem Wagenaufbau (6), welcher auf mindestens zwei Drehgestellen (4) über jeweils eine senkrechte Drehachse (24) drehbar gelagert ist und mit einer Wiegevorrichtung zur Ermittlung einer Zuladungsmasse des Schienenwagens (2), wobei die Wiegevorrichtung ein oder mehrere Messmodule mit jeweils mindestens einem Dehnungsmessstreifen aufweist, gekennzeichnet durch eine Anordnung des Messmoduls oder der Messmodule an dem die Drehachse (24) aufnehmenden Hauptquerträger (22) mindestens eines Drehgestells (4), wobei die Anordnung des Messmoduls oder der Messmodule in Längsrichtung des Hauptquerträgers (22) im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers (22) erfolgt.Rail car, in particular freight wagons, with a carriage structure (6) which is rotatably mounted on at least two bogies (4) via a respective vertical axis of rotation (24) and with a weighing device for determining a payload of the rail car (2), wherein the weighing device on or a plurality of measuring modules each having at least one strain gage, characterized by an arrangement of the measuring module or the measuring modules on the main axis (24) receiving main crossmember (22) at least one bogie (4), wherein the arrangement of the measuring module or the measuring modules in the longitudinal direction of the main crossmember ( 22) substantially centrally of the main cross member (22).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schienenwagen, insbesondere Güterwagen, mit einem Wagenaufbau, welcher auf mindestens zwei Drehgestellen drehbar gelagert ist und eine Wiegevorrichtung zum Ermitteln einer Zuladungsmasse des Schienenwagens aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Drehgestell zum Aufnehmen eines Wagenaufbaus eines Schienenwagens mit einer Wiegevorrichtung zur Ermittlung einer Zuladungsmasse des Schienenwagens sowie eine Verwendung einer derartigen Wiegevorrichtung. The present invention relates to a rail car, especially freight cars, with a carriage structure which is rotatably mounted on at least two bogies and has a weighing device for determining a payload of the rail car. Furthermore, the invention relates to a bogie for receiving a car body of a rail car with a weighing device for determining a payload of the rail car and a use of such a weighing device.
Es ist wünschenswert, die Zuladungsmasse von Schienenwagen, insbesondere Güterwagen, feststellen zu können. Dabei bezeichnet die Zuladungsmasse allgemein die Masse, die in oder auf den Schienenwagen geladen wird. It is desirable to be able to determine the payload of rail cars, especially freight cars. The payload generally refers to the mass that is loaded in or on the rail car.
Gemäß
Nachteilig dabei ist, dass die Dehnungsmessstreifen auch Verbiegungen bzw. Dehnungen der Bauteile aufnehmen, die nicht durch die Zuladung entstehen sondern durch Krafteinwirkungen der Bremsen am Drehgestell. Um ein hinreichend genaues Messergebnis zu erzielen, ist eine Mehrzahl an Dehnungsmessstreifen notwendig, welche gleichzeitig am Drehgestell angeordnet sind und nach einer Mittelwertbildung der Messwerte eine Zuladungsmasse des Schienenwagens liefern. Die Genauigkeit der ermittelten Zuladungsmasse ist somit abhängig von der Anzahl der Dehnungsmessstreifen. The disadvantage here is that the strain gauges also accommodate bending or stretching of the components that do not arise from the payload but by force effects of the brakes on the bogie. In order to achieve a sufficiently accurate measurement result, a plurality of strain gauges are necessary, which are arranged at the same time on the bogie and provide an averaging of the measured values a payload of the rail car. The accuracy of the determined payload mass is thus dependent on the number of strain gauges.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die Zuladungsmasse mit hoher Genauigkeit zu ermitteln und gleichzeitig die benötigte Anzahl der Messmodule bzw. Dehnungsmessstreifen zu verringern. The invention is therefore based on the object to determine the payload mass with high accuracy and at the same time to reduce the required number of measurement modules or strain gauges.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen eines Schienenwagens mit einer Wiegevorrichtung gemäß Anspruch 1, mit den Merkmalen eines Drehgestells für Schienenwagen mit einer Wiegevorrichtung gemäß Anspruch 2 sowie mit den Merkmalen einer Verwendung einer derartigen Wiegevorrichtung gemäß Anspruch 7. The invention solves this object with the features of a railroad car with a weighing device according to claim 1, with the features of a bogie for rail cars with a weighing device according to claim 2 and with the features of using such a weighing device according to claim 7.
Der erfindungsgemäße Schienenwagen weist einen Wagenaufbau auf, welcher auf mindestens zwei Drehgestellen über jeweils eine Drehachse drehbar gelagert ist. Ferner weist der Schienenwagen eine Wiegevorrichtung zur Ermittlung einer Zuladungsmasse des Schienenwagens auf, wobei die Wiegevorrichtung einen oder mehrere Messmodule aufweist mit jeweils mindestens einem Dehnungsmessstreifen. The rail car according to the invention has a carriage structure which is rotatably mounted on at least two bogies via a respective axis of rotation. Furthermore, the rail car has a weighing device for determining a payload mass of the rail car, wherein the weighing device has one or more measuring modules, each having at least one strain gauge.
Um die Zuladungsmasse des Schienenwagens zu ermitteln, wird mindestens ein Messmodul an einem quer zur Fahrtrichtung ausgerichteten Hauptquerträger des Drehgestells angeordnet. Die Positionierung des Messmoduls erfolgt dabei in Längsrichtung des Hauptquerträgers, d.h. quer zur Fahrtrichtung, im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers des Drehgestells, wo sich der Auflegepunkt des Wagenaufbaus befindet. In order to determine the payload of the rail car, at least one measuring module is arranged on a transversely oriented to the direction of the main cross member of the bogie. The positioning of the measuring module takes place in the longitudinal direction of the main cross member, i. transverse to the direction of travel, substantially in the middle of the main cross member of the bogie, where the Auflegepunkt the car body is located.
Die Zuladungsmasse des Schienenwagens wirkt über den Auflegepunkt des Wagenaufbaus auf die Konstruktionselemente des Drehgestells. Der Auflegepunkt befindet sich in Längsrichtung des Hauptquerträgers im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers des Drehgestells und weist eine senkrechte Drehachse auf. Dadurch ergibt sich bei Belastung eine größte Längenänderung des Hauptquerträgers im Bereich der Drehachse, wodurch dieser Bereich sich als geeigneter Anbringungspunkt für die Messmodule ergibt. The payload of the rail car acts on the laying point of the car body on the construction elements of the bogie. The lay-on point is located in the longitudinal direction of the main cross member substantially centrally of the main cross member of the bogie and has a vertical axis of rotation. This results in the greatest change in length of the main cross member in the region of the axis of rotation under load, whereby this area results as a suitable mounting point for the measuring modules.
Da die Drehachse den Mittelpunkt des Drehgestells bildet, weisen bei einem zweiachsigen Drehgestell alle vier Räder annähernd den gleichen Abstand zur Drehachse auf. Der Bereich um die Drehachse weist somit die geringsten mechanischen Veränderungen aufgrund von Krafteinwirkung der Drehgestellbremse auf. Since the axis of rotation forms the center of the bogie, in a biaxial bogie all four wheels are approximately at the same distance from the axis of rotation. The area around the axis of rotation thus has the least mechanical changes due to the action of force of the bogie brake.
Die vorstehend ausgeführte Anordnung des Messmoduls bzw. der Messmodule in Längsrichtung des Hauptquerträgers im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers des Drehgestells im Bereich der Drehachse weist vorteilhaft eine maximale Mess-Empfindlichkeit bei Beladung des Schienenwagens auf bei gleichzeitig geringer Einwirkung der Drehgestellbremse auf diese Messwerte. The above arrangement of the measuring module or the measuring modules in the longitudinal direction of the main cross member substantially centrally of the main cross member of the bogie in the region of the axis of rotation advantageously has a maximum measurement sensitivity when loading the rail car at the same time low impact of the bogie brake on these measurements.
Ferner wird o.g. Aufgabe durch ein Drehgestell gelöst, zum Aufnehmen eines Wagenaufbaus eines Schienenwagens, insbesondere eines Güterwagens, über eine Drehachse am Drehgestell, wobei das Drehgestell eine Wiegevorrichtung mit mindestens einem oder mehreren Messmodulen zur Ermittlung einer Zuladungsmasse des Schienenwagens aufweist. Furthermore, o.g. Problem solved by a bogie, for receiving a car body of a rail car, especially a freight car, via a rotation axis on the bogie, wherein the bogie has a weighing device with at least one or more measuring modules for determining a payload of the rail car.
Erfindungsgemäß ist das Messmodul bzw. sind die Messmodule der Wiegevorrichtung an dem zur Fahrtrichtung quer ausgerichteten Hauptquerträger des Drehgestells angeordnet, wobei die Anordnung des Messmoduls oder der Messmodule in Längsrichtung des Hauptquerträgers im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers erfolgt. Dies ist, wie vorstehend beschrieben, der Bereich in dem der Wagenaufbau über die Drehachse mit dem Drehgestell verbunden ist. According to the invention, the measuring module or the measuring modules of the weighing device are arranged on the main crossbeam of the bogie oriented transversely to the direction of travel, wherein the arrangement of the measuring module or the measuring modules takes place in the middle of the main crossbeam in the longitudinal direction of the main crossbeam. That's like described above, the area in which the car body is connected via the rotation axis with the bogie.
Da dieser Bereich vorteilhaft eine maximale Mess-Empfindlichkeit bei einer Beladung des Wagenaufbaus liefert bei gleichzeitiger geringer Einwirkung der Drehgestellbremse, kann die Zuladungsmasse vorteilhaft mit wenigen Messwertaufnehmern bzw. Messmodulen genau ermittelt werden. Since this range advantageously provides a maximum measurement sensitivity for a loading of the carriage body with a simultaneous low impact of the bogie brake, the payload mass can advantageously be accurately determined with a few transducers or measuring modules.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Drehgestells beschreibt die Anbringung des Messmoduls bzw. der Messmodule seitlich des Hauptquerträgers des Drehgestells in Längsrichtung des Hauptquerträgers im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers. Dabei kann die Anbringung auf nur einer Seite erfolgen oder je ein Messmodul von beiden Seiten des Hauptquerträgers angebracht werden. A preferred embodiment of the bogie describes the attachment of the measuring module or the measuring modules laterally of the main cross member of the bogie in the longitudinal direction of the main cross member substantially centrally of the main cross member. In this case, the attachment can be made on only one side or a measuring module can be attached from both sides of the main cross member.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Messmodul bzw. die Messmodule unterhalb des Hauptquerträgers des Drehgestells in Längsrichtung des Hauptquerträgers im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers angeordnet ist bzw. sind. A further preferred embodiment of the invention provides that the measuring module or the measuring modules is or are arranged below the main cross member of the bogie in the longitudinal direction of the main cross member substantially in the middle of the main cross member.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Messmodul bzw. sind die Messmodule im Innern des als Hohlkasten ausgebildeten Hauptquerträgers in Längsrichtung des Hauptquerträgers im Wesentlichen mittig des Hauptquerträgers angeordnet. According to a further preferred embodiment of the invention, the measuring module or the measuring modules are arranged in the interior of the main cross member formed as a hollow box in the longitudinal direction of the main cross member substantially centrally of the main cross member.
Die vorstehend ausgeführten Möglichkeiten einer erfindungsgemäßen Anordnung des Messmoduls bzw. der Messmodule sind abhängig von der Ausgestaltung des Hauptquerträgers. Zur optimalen Anbringung wird der Punkt mit den größten Längenänderungen bei Belastung im Bereich der Drehachse gewählt, welcher gleichzeitig die geringsten Einwirkungen der Drehgestellbremse erfährt. Dabei können die vorstehend ausgeführten Möglichkeiten zur Anordnung der Messmodule beliebig kombiniert werden. The above-mentioned possibilities of an inventive arrangement of the measuring module or the measuring modules are dependent on the design of the main cross member. For optimal attachment of the point is selected with the greatest changes in length under load in the region of the axis of rotation, which experiences the slightest impact of the bogie brake at the same time. In this case, the possibilities outlined above for the arrangement of the measuring modules can be combined as desired.
Neben einer maximalen Mess-Empfindlichkeit und einer geringen Einwirkung der Drehgestellbremse zeichnet sich eine Anordnung des Messmoduls an dem Hauptquerträger vorteilhaft durch eine gute Montagemöglichkeit aus, da ausreichend Platz vorhanden ist, um das Drehgestell nachträglich mit einem oder mehreren Messmodulen nachzurüsten. Dadurch ist das Drehgestell mit Wiegevorrichtung unabhängig vom Wagenaufbau und kann vorteilhaft beliebig getauscht werden. In addition to a maximum measurement sensitivity and a low impact of the bogie brake, an arrangement of the measuring module on the main cross member is advantageously characterized by a good mounting option, since there is sufficient space to retrofit the bogie with one or more measurement modules. As a result, the bogie with weighing device is independent of the car body and can be advantageously replaced arbitrarily.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Drehgestell geeignete Mittel auf, um die Krafteinwirkungen der Drehgestellbremse auf die Messwerte des Messmoduls bzw. der Messmodule zu detektieren und zu korrigieren. Treten eventuelle Verformungen des Hauptquerträgers durch Einwirkungen der Bremse auf, können diese vorteilhaft bei der Ermittlung der Zuladungsmasse berücksichtigt werden. In a further preferred embodiment of the invention, the bogie has suitable means for detecting and correcting the force effects of the bogie brake on the measured values of the measuring module or of the measuring modules. If any deformations of the main cross member occur due to the effects of the brake, these can advantageously be taken into account when determining the payload mass.
Erfindungsgemäß ist auch eine Verwendung einer Wiegevorrichtung, bestehend aus einem oder mehreren Messmodulen mit jeweils mindestens einem Dehnungsmessstreifen vorgesehen, um eine Zuladungsmasse eines Schienenwagens zu ermitteln, wobei das Messmodul oder die Messmodule an mindestens einem Drehgestell des Schienenwagens gemäß den vorstehenden Ausführungen angeordnet ist bzw. sind. According to the invention, a use of a weighing device, consisting of one or more measuring modules, each with at least one strain gauge is provided to determine a payload of a rail car, wherein the measuring module or the measuring modules is arranged on at least one bogie of the rail car according to the above statements or are ,
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen: Further embodiments of the invention will become apparent from the claims and from the embodiments explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing show:
Der Schienenwagen
Der Hauptquerträger
In Längsrichtung des Hauptquerträgers
Zur Ermittlung der Zuladungsmasse des Schienenwagens
Ferner weist die Wiegevorrichtung eine zentrale Steuereinheit auf, die entweder kabellos, z.B. über eine Funkverbindung, oder kabelgebunden mit dem Messmodul bzw. den Messmodulen verbunden ist. Furthermore, the weighing device has a central control unit which is either wireless, e.g. is connected via a radio link, or wired to the measuring module or the measuring modules.
Die von dem Messmodul ermittelte Verformung wird als Messwert, welcher ein Maß der Verformung angibt, an die zentrale Steuereinheit übermittelt. In der Steuereinheit wird anhand dieses Messwertes die Zuladungsmasse des Fahrzeugs ermittelt. The deformation determined by the measuring module is transmitted to the central control unit as a measured value which indicates a measure of the deformation. In the control unit, the load mass of the vehicle is determined on the basis of this measured value.
Da das Gewicht des Wagenaufbaus
Erfindungsgemäß liegt der Bereich für den optimalen Anbringungspunkt
Der optimale Anbringungspunkt
Dadurch dass die Drehachse
Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, sind Mittel zum Detektieren und Korrigieren der Krafteinwirkungen der Drehgestellbremse auf die Messwerte des Messmoduls bzw. der Messmodule vorgesehen. Die eventuell vorhandene Verformung des Hauptquerträgers
Die Anbringung der Messmodule an dem optimalen Anbringungspunkt
Sämtliche in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten. All mentioned in the foregoing description and in the claims characteristics can be combined both individually and in any combination with the features of the independent claims. The disclosure of the invention is therefore not limited to the described or claimed feature combinations. Rather, all in the context of the invention meaningful combinations of features are to be regarded as disclosed.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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