DE2147097C3

DE2147097C3 - Waage zum Wiegen von Schienenf ahrzeugen

Info

Publication number: DE2147097C3
Application number: DE2147097A
Authority: DE
Inventors: Nils Goeran Ahl; Runde Nils Allan Flinth; Lars Herbert Larsson; Kjell Helge Nordstrom
Original assignee: TRANCON VAESTERAAS (SCHWEDEN) AB
Current assignee: TRANCON VAESTERAAS (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1970-09-21
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1980-07-10
Also published as: US3734217A; SU674692A3; FR2107837A1; FR2107837B1; GB1368108A; NO130375B; SE356815B; DE2147097A1; CA1079758A; DE2147097B2

Description

Die F.rfindung betrifft eine Waage zum Wiegen von Schienenfahrzeugen nachdem Oberbegriff zu PA I.

Zum Wiegen von an Schienen gebundenen Fahrzeugen sind in der Bahn des Fahrzeuges in einer Waagegrube angeordnete stationäre Plattform- bzw. Brückenwaagen bekannt, Eine derartige Waage für Eiseribahnwaggons ist beispielsweise aus einer von der Toledo Scale Corporation, Toledo, Ohio 43 612 in den USA Unter dem Titel »Toledo Steel Master Levers« erschienenen Druckschrift bekannt. An der oberen Oberfläche der Waagebühfien ist eine Schiene hcliebl· ger Ausbildung, beispielsweise eine Schiene mit U-förmigen Profil für ein Gummirad oder eine Eisenbahnschiene für Eisenbahnwaggon-Räder vorgesehen, welche mit ihrer oberen Oberfläche zwar in derselben Ebene wie die außerhalb der Waage verlaufenden Schienen liegt, jedoch den festverlegten Schienen gegenüber an beiden Enden durch einen offenen Stoß unterbrochen ist, so daß der an der Waage befestigte Schienenabschnitt in senkrechter Richtung frei beweglich ist. Zum Bestimmen der La:.t ist

ίο beispielsweise ein mechanisches Wiiegesystem oder Lastmeßzellen bzw. Druckmeßzellen vorgesehen.

Besonders zum Wiegen von Eisenbahnwaggons ist eine große Anzahl anderer Lösungen bekannt, die jedoch alle auf dem Prinzip beruhen, daß in einem Abschnitt des Schienensystems eine stationäre Waage beliebiger Bauart vorgesehen ist, welche die Last mittels des oberen Oberfläche der Schiene oder mittels einer anderen, die normale Schiene ersetzenden Schiene ermittelt.

Beispiele derartiger bekannter Systeme sind in den britischen Patentschriften 8 20 969,. 7 97 161, und 8 32 389, andere Ausbildungsformen in der US-Patentschrift 30 85 642, in der deutschen Patentschrift 10 79 338, in den französischen Patentschriften 12 92 587 und 9 74 974 sowie in der schwedischen Patentschrift 2 17 810 beschrieben. Bei jeder dieser bekannten Vorrichtungen sind umfangreiche und kostspielige Waagenfundamente erforderlich.

Wird eine hohe Wiegegenauigkeit gefordert, so müssen die Fundamente sehr tief und lang ausgeführt werden und die Wiegevorrichtungen sind in diesen Fällen normalerweise mit Kraftnebenschluß-Verbindungsslangen, Führungsgliedern oder ähnlichem ausgestattet. Diese Vorrichtungen müssen so bemessen sein.

daß. wenn auch möglicherweise nur selten auftretend, extrem hohe horizontale Belastungen aufgenommen werden. Dies bedeutet, daß durch diese Vorrichtungen infolge des Kraftncbenschlusscs die Wirkung der auftretenden Biegebeanspruchungen oder Rcibungskräfte verhältnismäßig groß wird.

Der aus der Biegung beispielsweise von Membranen oder Verbindungssiangen resultierende Kraftnebenschluß ist nicht konstant, sonder variier! aufgrund der veränderlichen elastischen Bewegungen /wischen den Auflagcflächen der Druckmeß/ellen oder infolge der bei gleicher Last, jedoch bei verschiedenen Lastangriffspunkien an der Lastaufnahmcflächc bewirkten veränderlichen Durchbiegung der Lastaufnahmeflächc. Dies verursacht Änderungen des Kraftncbcnschlußcffckts und. entsprechend, Fehler im Wiegesyslem.

Andere bekannte Vorrichtungen /um Wiegen von Schienenfahrzeugen, wie sie beispielsweise in der schwedischen Palentschrift 2 17 810 oder in der britischen Patentschrift 7 97 161 beschrieben sind, weisen ebenfalls einen Kraflncbcnschluß bewirkende Einlaufschienen auf, deren verhältnismäßig großer Krafincbenschlußeffckt durch den Verschleiß dieser Schienen Veränderungen unterworfen ist.

Außerdem treten bei einem in Bewegung befindlichen Zug insbesondere zwei Merkmale auf, welche zu erhebliehen Schwierigkeiten beim Wiegen führen. Da die Radlast eine Durchbiegung der Schiene und der Schicnenatiflagcrung bewirkt, bewegt sich der Zug normalerweise in einer unter der durch die unbelastete

ω Schiene bestimmten Ebene gelegenen Ebene, während gleichzeitig durch die Durchbiegung der Schiene zwischen den Schienenschweilen bzw, Gleisbalken Schwingungen in der senkrechten Ebene erzeugt

werden. Bei der Oberfahrt eines Zuges über eine Wiegevorrichiung mit großem Fundament erfahren die Elastizitätsmerkmale der Schienenauflagerung durch die plötzliche Versteifung der Auflagerung Änderungen, die zu einem »Anheben« des Zuges führen, da die Nachgiebigkeit der Auflagerung wesentliche verringert aufgehoben ist. Dies führt beim Wiegen eines in Bewegung befindlichen Zuges zu nicht beherrschbaren Veränderungen in den vertikalen Kräften.

Diese Schwierigkeiten können durch ein in beiden Richtungen längs des Gleises verlängertes Waagenfundament überwunden werden, das in Richtung auf seine beiden Enden zu schrittweise weicher ausgebildet ist, um einen möglichst weichen Übergang zwischen den auf Gleisbalken und auf dem Fundament verlegten Schienen zu schaffen.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich einwandfrei, daß zum Erzielen einer hohen Genauigkeit ein erheblicher Kostenaufwand für die Fundamente getrieben werden ■ muß.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, dis bei herkömmlichen Wiegesystemen zum Erzielen einer annehmbaren Wiegegenauigkeit erforderlichen umfangreichen und kostspieligen Waagenfundamente unnötig zu machen, die durch derartige Fundamente während des Wiege-Vorganges selbst verursachten beträchtlichen Nachteile auszuschließen und das Wiegen sowohl stillstehender als auch in Bewegung befindlicher Fahrzeuge mil einer Genauigkeit zu ermöglichen, die der mit herkömmlichen stationären Systemen erziehlbaren Genauigkeit gleich μ oder überlegen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt aufgrund der im kennzeichnenden Teil des PA I angegebenen Merkmale.

Dementsprechend wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu einem integralen Bestandteil der Gleisanlage in ihrer Gesamtheit so daß auf ein separates Fundament, welches andere Elastizitätsmerkmale aufweisen würde als der Rest der Gleisanlage, völlig verzichtet worden kann. Die Anordnung der Vorrichlung versetzt diese in die Lage, den Bewegungen der Schienen z.u folgen, so daß unabhängig von der Durchbiegung der Schienen und der Schienenaudagerung an den Lastmeßvorrichtungen eine einwandfrei bestimmte Kraft auftritt. Außerdem sind durch das Vorhandensein gemeinsamer VerbirHungspunkte /wischen dem Fahrzeugträgerrahmen der Wiegevorrichtung und den übrigen Schienenteilen sowie durch die Anordnung dieser Elemente an derselben Auflagerung Höhenunterschiede zwischen diesen Elementen voll- w ständig ausgeschlossen. Es ist sogar möglich, in dem Bereich, in 'lern sich die Vorrichtungen abstül/t. für die beiden sich gegenüberliegenden Schienen unterschiedliche Elasti/itätsmerkmalc zuzulassen, ohne daß durch die daraus resultierende verschieden große Neigung der Schienen das Wiegeergebnis beeinflußt würde.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Waage nach Patenspruch J können die Lastmcßvorrichlungen Scitenkräfte aufnehmen, ohne daß zur Führung zwischen dem Fahrzeugträgerrahmen und dem Rahmen Haltestangen erforderlieh wären. Daraus ergibt sieh eine Systemgenauigkeit, die vollständig durch die Genauigkeit der verwendeten Bauteile bestimmt ist und durch Einbaufehler nicht beeinflußt wird. Damit ist es möglich, die endgültige Eichung der Wiegevorrichtung noch im Herstellerwerk vorzunehmen, so daß beim Einbau am Einsatzori auf weitere Prüfungen oder Richtungen verzichtet werden kann. Dadurch wird eine erhebliche Verringerung der Einbau- und Inbetriebnahmekosten erzielt Außerdem ist es möglich, die Vorrichtung von weniger qualifiziertem Persona! bedienen zu lassen und die einzelnen Wiegevorgänge im Vergleich mit herkömmlichen Systemen in beträchtlich kürzerer Zeit durchzuführen.

Einzelheiten der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie A-A in Fig. Ib einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. Ib eine Draufsicht der Vorrichtung entsprechend F i g. 1 a,

Fig.2a eine Längsschnittansicht entsprechend der Linie A-A in Fig.2b eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2b eine Daufsicht der Vorrichtung entsprechend F i g. 2a,

F i g. 3a bis c eine Querschnittsani . '/t. eine Einzelheit in Schniitansicht entsprechen der Linie . \-A in Fig. Ja und eine Draufsicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels nach der Erfindung,

Fig.4a und 4b eine Draufsicht und eine Einzelheit in Schnitt:-.-.isicht entsprechend der Linie A-A in Fig.4a eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht eines mit Übergangsschienen ausgestatteten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 6a eine Längsschnittansicht entsprechend der Linie A-A in Fig.6c eines weiteren bevorzugten Ausiührungsbeispiels nach der Erfindung,

Fi g. 6b eine Querschriitt'.ansicht einer Einzelheit aus Fig. 6a. bei quer zur Schnittrichtung der Fig. 6a geführtem Schnitt und

F i g. 6c eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels nach F i g. 6a.

Entsprechend Fig. la und Ib weist eine Wiegevorrichtung nach der Erfindung einen Fahrzeugträgerrahmen mit zwei Trägern 1 auf, welche mittels eines Querverbindungsgliedes 2 miteinander drehbar verbunden sind und an in Aussparungen 4 am Steg der normalen Schienen 8 angeordneten Last- bzw. Druckmeßzellen 3 aufruhen, wobei der am Fahrzeugrad 5 angreifende Teil des Fahrzeugträgerrahmens mit demselben Querschnitt wie die Lauffläche der normalem Schiene ausgebildet ist. Die Lasimeßvorrichtungen bzw. Druckmeßzellen 3 sind im wesentlichen rechwinklig zur Längsachse der Schiene angeordnet und sind in diesem Falle als im wesentlichen zylindriche, auf Scherbeanspruchung ansprechende Druckmeßzellen a'isgt-bilJet. Die Druckmeßzelle ist mit einem Ende am Fahrzeugträgerrahmen Γ befestigt, während das andere Ende durch die Aussparung bzw. Öffnung 4 am Schienensteg hindurchgeführt ist und sich am oberen Teil des Schienenfußes 6 abstützt. Damit sich die Schiene beispielsweise infolge Temperaturänderungen in Längsrichtung verschieben kann, ist in jeder Schiene eine der Öffnungen oval geformt, so daß die Druckmeßzellcn in Längsrichtung keiner Einwirkung durch das Verschieben der Schiene unterliegen. Zürn Einengen der Bewegungsfreiheit der Wiegevorrichtung in der Querrichtung können an der Außenseite des oberen Teil des Schienenfußes 6 Anschlagschultern 7 vorgesehen sein, welche als Anschlagflächen für die Dfuckmeßzellen 3 dienen und dadurch die Querbewe-

gungen der Wiegevorrichtung begrenzen. Erfindungsgemäß weist der Fahrzeugträgerrahmen zwei unter Zulassung Schwacher Torsion(en) miteinander verbundene Träger 1 auf, wodurch in dem Bereich, in dem sich die Wiegevorrichtung bzw. Waage abstützt, eine der Schienen eine andere Biegecharakteristik haben kann als die ihr gegenüberliegende Schiene, so daß auftretende unterschiedliche Neigungen der Schienen ohne nachteilige Auswirkungen auf das Wiegeergebnis bleiben.

Die in Fig. 2a und 2b gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung nach Fig. la und Ib hauptsächlich dadurch, daß die Träger des Fahrzeugträgerrahmens miteinander mittels einer Verdrehbeanspruchungen nachgebenden Plattform bzw. Bühne verbunden sind und die Schienenauflagerung 10 auch Teil eines Rahmens 11 der Wiegevorrichtung ist. Die Druckmeüzellen 3 ruhen am Rahmen 11 der Wiegevorrichtung auf, welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen den Schienen angeordnet und mit der Schienenauflagerung beispielsweise mittels Schrauben verbunden ist. Als die querverlaufenden Teile des Rahmens können entweder die Auflagerungen der normalen Schienen oder das Teil vorgesehen sein, welches im Rahmen 11 die Druckmeßzellen 3 aufnimmt. Es ist natürlich auch möglich, die letzgenannten Elemente außerhalb der Schienen anzuordnen, so wie in Fig.2b gestrichelt für eine alternative Ausführungsform angegeben.

Wie aus Fig. 3a bis c ersichtliche, kann als Rahmen auch nur eines der beiden sich gegenüberliegenden Schienenenden 8, an welchem die Druckmeßzelle 3 befestigt ist, vorgesehen sein. In diesem Falle ist die Druckmeßzelle mit Vorteil als auf Scherbeanspruchung ansprechende Druckmeßzelle bzw. als biegebeanspruchter Träger ausgebildet, welche mit ihrem freien Ende in einen Fahrzeug-Trägerschienenabschnitt eingreift. Einer der Vorteile einer derartigen Ausbildung der Druckmeßzelle liegt darin, daß sie im wesentlichen unabhängig vom Kraftangriffspunkt, d. h. in diesem

17.11. . ._ j-_ c..η j n-j-v. :_. -7 CU..*-. ,j,»-

I aiii. VWIt ULI .JlV.IILlllg 11V.3 1\UU1.3, Ut. Z.UIII O\.tiut*. x»w· Druckmeßzellen gegen beispielsweise durch im rechten Winkel zu den Schienen wirkende waagerechte Seitenkräfte verursachte Verdrehungsmomente sind die die Last aufnehmenden Schienenabschnitte der beiden Schienen mittels eines Querverbindungsstückes 12 miteinander verbunden.

In einem weiteren, in Fig.4a und 4b gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Rahmen nur aus den beiden sidi gegenüberliegenden Schienenenden 8 gebildet, die jedoch in verstärkter Ausführung und in einer Ausbildung zur Aufnahme der Druckmeßzellen 3 vörgeseTien sind, die irf diesem FaIIi parallel zum Gleis angeordnet und auf Scherbeanspruchung ansprechende Druckmeßzellen sind, wie sie auch in Fig. la und Ib gezeigt sind. Aus Fig.4b ist ersichtlich, daß die Druckmeßzellen gegenüber der neutralen Zone y-y der Schienen verschoben sind, woraus sich für die Träger gewisse Forderungen hinsichtlich der Biegesteifigkeit ergebem (vgl. Fig.4a und 4b). Dasselbe gilt natürlich auch für die beiden Schiencnslücke 8, welche gegen Verwiridürigsmomente mittels eines momeniaufneh-

menden Querverbindungsstückes 9 gesichert sind. Diese Figuren zeigen ebenfalls, daß bei entsprechender Ausbildung der Vorrichtung die Fahrzeugträgerelemente mit den Druckmcßzcllen im Fälle von Störungen leicht und einfach durch Anheben in gerader Richtung aus den U-förmigen Aussparungen in den Schienenenden 8 zum Durchführen der Wartungsarbeiten aus dem Gleis entfernt werden können.

Entsprechend F i g. 5 ist in einem weiteren bevorzugten Auslführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fahrzeugträgerrahmen 1 mit dem Schienenteil 8 mitlpk 1 Ihprgangssrhienen 13 verbunden, zwischen deren elastischen, reibungsfreien Verbindungsstücken i4 Druckmeuzeiien mit biegesieifcii Elementen angeordnet sind. Die Reibungsfreiheit der Verbindungsstücke ist hier durch örtliche Einschnitte in den Übergangsschienen erreicht. Durch eine derartige Anordnung und Ausbildung sind Schienenstöße im Gleis vermieden, der Lauf des Rades 5 beim Überrollen der Waage ist ruhiger. Durch das Vorhandensein der elastischen, reibungsfreien Verbinderstücke nehmen die Übergangsschienen nur unbedeutende Kräfte auf. so daß wäl'jitnd der Belaslungs- und Enlastungsphase der Druckmeßzellen das die Last aufnehmende Teil in senkrechter Richtung im wesentlichen frei beweglich ist.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung entsprechend Fig.6a bis c sind die normalen Schienen im Bereich der Wiegestation nicht unierbrochen und die das Fahrzeug tragenden Teile 1 und 2 sind zwischen den Schienen angeordnet. Die Last wird dabei über den Spurkranz des Fahrzeugrades auf eine zürn Fahrzeugträgerelement der Wiegevorrichtung gehörende wegnehmbare Verschleißschiene und von dort auf die Druckmeßzellen 3 übertragen, welche sich in diesem Falle am an der Schienenauflagerung 10 aufruhenden Rahmen 11 abstützen und als auf Scherbi'2ns^rir^|jck"^nc' ansprprhrndp Wandlpr in Ausführung als biegebeanspruchte Träger ausgebildet sind. Die Verschleißschiene weist keilförmige Endstücke 15 und ein erhöhtes Mittelstück 16 auf, so daß ein die Waage überrollendes Rad mit seinem Spurkranz an der Verschleißschiene nach oben fährt, im Bereich des Mittelstückes völlig von der Schiene frei ist und sich am Fahrzeugträgerelement abstützt, welches zwei Träger 1 aufweist, die untereinander mittels eines steifen.

Verdrehbeanspruchungen jedoch nachgebenden Verbindungsstückes in Form eines Doppel-T-Trägers 2 verbunden sind

Alle lMguren zeigen beidseitigWirkende Ausführungsformen. Es sei daher daraufhingewiesen, daß natürlich ein Messen nur an einer Schiene ebenfalls möglich ist, wobei allerdings mit einer Einbuße an Genauigkeit gerechnet werden muß, da die genaue seitliche Lastverteilung in den Waggons nicht bekannt isL

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Waage zum Wiegen von Schienenfahrzeugen, mit einem Rahmenteil, einem Fahrzeugträgerteil und Lastmeßeinrichtungen, wobei der Fahrzeugträgerteil mit Hilfe der Lastmeßeinrichtungen von dem Rahmenteil derart getragen wird, daß die Last von wenigstens einem Rad des Fahzreuges von den Schienen auf den Fahrzeugträgerteil übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugträgerteil zwei Träger (1) umfaßt, die mit ihrer Längsrichtung in Richtung der Schienen (8) angeordnet und mit Hilfe von einer oder mehreren Verbindungen (2, 12), die quer zu den Schienen angeordnet sind, torsionsmäßig miteinander verbunden sind, so daß sich der Fahrzeugträgerteil selbst an Lage- und/oder Höhenänderungen des Rahmenteils (11) anpassen kann, und daß jeder Träger von wenigstens einer Lastmeßeinrichtung (3) getragen wird.

2. Waage naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenteil (11) Auflageglieder an den Schienen oder dem Schienenfundament aufweist, und daß die Auflageglieder zu Paaren oder gemeinsam miteinander verbunden sind.

3. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine LasUneßeinrichtung (3) einen auf Scherung anprechenden Wandler in der Art eines durch Biegung beanspruchten Trägers umfaßt, der mit seiner Mittelachse im wesentlichen parallel zu der Bodenebene angeordnet ist und dessen eines Endteil mit dem Fahrzeugträgerteil (1) und dessen anderes End eil in * .rbindung mit dem Rahmenteil (11) steht, der Malleeinrchlungen (7) an den Schienen oder ihrer Halterung aufweist.

4. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (3) mit seiner Längsachse im wesentlichen parallel zu den Schienen angeordnet ist.

5. Waage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler mit seiner Längsachse im wesentlichen quer /u den Schienen angeordnet ist.

6. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine momentaufnehmende Verbindung (9) zwischen und quer /u den Schienen (8) verlaufend angeordnet ist.

7. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeuglrägerieil (1) mit dem Rahmenteil (11) über (Jbcrgangsschienen (13) verbunden isl. welche an ihren F.ndcn reibungsfreie elastische Anschlußstücke (14) aufweisen.