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Selbsttätige Raddruckwaage. Die Erfindung betrifft eine Waage zum
Ermitteln des Raddruckes eines über die Waage fahrenden Fahrzeuges mit vorderer
und hinterer Wiegehebelgruppe. Das Neue besteht darin, daß mit Hilfe eines zwangläufig
mit dem Wagenrad oder dem Radsatz des zu wiegenden Fahrzeugs sich verschiebenden,
die eine der Hebelgruppen einseitig belastenden Laufgewichts oder mit Hilfe von
mehreren derartigen, die vordere und hintere Wiegehebelgruppe ungleichmäßig belastenden
Laufgewichten die Belastung der Waage gemessen wird an der Weglänge vom Belastungsbeginn
bis zur Erreichung der Gleichgewichtslage der beiden Hebelgruppen unter jener einseitigen
Belastung jenes Laufgewichts, da in diesem Fall jene Weglänge proportional der jeweiligen
Belastung ist, so daß an der Größe dieser Weglänge die Größe der Belastung unmittelbar
bestimmt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung zugehörige Vorrichtungen zum
selbsttätigen Anzeigen jener Weglänge sowie Vorkehrungen an dieser Vorrichtung zum
Ausschalten der: selben bei einer Unterschreitung einer bestimmten Mindestbelastung.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine nach dem neuen Grundsatz ausgebildete
Gleiswaage als ein Ausführungsbeispiel in Abb. i in Seitenansicht und teilweise
im Schnitt; Abb.2 veranschaulicht ein zugehöriges Belastungsschema, und Abb. 3 bis
7 zeigen Einzelheiten der zugehörigen selbsttätigen Anzeigev orrichtung.
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Eine Brückenschiene S wirkt unmittelbar oder auch, wie beispielsweise
dargestellt ist (Abb. i), mittels Übersetzungshebel b auf einen vorderen und einen
hinteren Wiegehebel g und g1; der eine dieser beiden Wiegehebel, auf der Zeichnung
g1, ist als einarmiger Hebel und der andere als Doppelhebel bei gleicher wirksamer
Hebelarmlänge ausgebildet, so daß die beiden Hebelog und g1 nach verschiedenen Seiten
ausschlagen, wenn die Brückenschiene S belastet wird. Zwischen die freien Enden
der Hebel g und g1 ist eine Spiralfeder w, deren Stärke der größten zulässigen Belastung
der Waage .entsprechend bemessen ist, derart eingespannt, daß die Hebel g und g1
der Spiralfeder zu eine Gesamtspannung mitteilen, die während des ranzen Wegs des
Wagenrades über die Brükkenschiene S gleichbleibt. Mit Rücksicht darauf, daß beim
Auftreffen des Wagenrades auf die Brückenschiene S das gegenüberliegende Ende derselben
unbelastet ist, sind Anschläge il und i2 für die Hebel g und g1 vorgesehen, welche
bewirken, daß der jeweilig unbelastete Hebel g oder g1 zunächst in seiner Lage verbleibt,
während der andere Hebel beim Auftreffen eines Rades auf die zugehörige Seite der
Brückenschiene S in einer der Belastung entsprechenden Größe unter entsprechender
Zusammendrückung der Feder w ausschlägt.
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Da nach derart erfolgter Vollbelastung der Feder w der belastete Hebel,
d. i. bei Auffahrt von A nach B der Hebel g oder bei Fahrt von
B nach A der Hebel g1, entsprechend der Weiterbewegung der Achse oder
des Rades in gleichem Maße wieder in die alte Stellung zurückgeht, wie der anfangs
unbelastete Hebel g1 ausschwingt, und die Spannung der Feder w gleichbleibt, so
würde bei der Stellung der Wagenachse oder des Rades in der Mitte der Schiene S
der Ausschlag für beide Hebel g und g1 gleich sein. Gemäß der Erfindung wird jedoch
der Hebel g1 oder g durch ein Laufgewicht zusätzlich belastet, und diese zusätzliche
Belastung erfolgt derart, daß sie genau mit dem Auftreten der Achse oder des Rades
auf die Brückenschiene S beginnt und sich bis zur Mitte der Schiene in zeitlich°r
Übereinstimmung mit dem Weg des Wagenrades nach einem bestimmten Gesetz, am einfachsten
proportional dem Radweg, zu einem Höchstbetrag steigert. Infolgedessen wird in diesem
Fall die Gleichheit der Ausschläge der Hebel g und g1 bereits vor dem Eintreffen
des Wagenrades in der Brückenschienenmitte erreicht.
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Diese zusätzliche Belastung des einen der beiden Hebel g oder g1 kann,
-wie in Abb. i beispielsweise dargestellt, z. B. durch ein Laufgewicht G erfolgen,
welches durch ein Hebelgestänge R o. dgl. auf den einen der
Hebel
g oder -g1 wirkt; und die Verschiebung des Laufgewichts G kann z. B. durch ein gleichschenklig-dreieckig
über die Brückenschiene S hinausragendes und von dem rollenden Rad parallel nach
unten verschobenes Senkblech D erfolgen, das durch ein Geg#-ngewicht 0 nach Entlastung
stets in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt und welches seine senkrechten Bewegungen
mittels einer Zahnstange Z auf eine Welle E überträgt, welche die Verschiebung des
Laufgewichts G bewirkt.
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Alsdann ergeben sich, wie das Schaubild (Abb. a) veranschaulicht,
die folgenden Belastungsv erhältnisse:
wobei d die Länge der Brückenschiene S und na die für G maßgebende Übersetzung bedeutet.
Q ist also unmittelbar proportional dem Verhältnis
Auf 'diese Weise ist also das Maß der Zusammendrückung der Feder w, deren Konstante
sich mit der Zeit ändern kann, als Maßstab für die Größe der Belastung ausgeschaltet,
und statt dessen ist die Größe der jeweiligen Belastung allein proportional einem
Längenmaß oder einem Längenverhältnis, unabhängig von der Größe der Gegenfeder w.
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Anstatt eines derartigen zusätzlich auf einen der Wiegehebel wirkenden
Gewichts können auch mehrere derartige, ungleichmäßig auf die beiden Wiegehebel
wirkenden Zusatzlaufgewichte Verwendung finden, um gegebenenfalls eine noch größere
Meßgenauigkeit zu erzielen.
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Um ferner den Druck eines jeden Rades einer Wagenachse und damit etwaige
ungleichmäßige Belastungen der Räder einer jeden Achse feststellen zu können, wird
zweckmäßig je eine Wiegegruppe S, g, g1 mit Feder w und Laufgewicht G für jede Schiene
vorgesehen.
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Zur selbsttätigen Messung der Weglänge x oder des Verhältnisses und
damit der jeweiligen Belastung Q
kann beispielsweise mit dem Laufgewicht G oder mit jedem der beiden Gewichte G für
jede Schiene ein Schleifkontakt S1 bzw. SZ (Abb. 4) verbunden werden, der über einen
Widerstand y streicht, dessen Gesamtlänge bestrichen sein muß, wenn das Wagenrad
die Brückenschienenmitte erreicht hat; alsdann gibt die Weglänge x1, die der Schleifkontakt
S1 bzw. SZ auf dem Widerstand y bis zur Erreichung der Gleichgewichtslage der Hebel
g und g1 zurückgelegt hat, ein elektrisches Maß für die jeweilige Größe der Belastung
Q, und es kann also beispielsweise die Strecke x1 auf dem Widerstand y unmittelbar
durch einen Widerstandsanzeiger gemessen werden; statt dessen können aber auch die
beiden Widerstandslängen x1 und z1 (Abb: 4) parallel geschaltet und die beiden hieraus
sich ergebenden Teilströme einem Drehspuleninstrument f1 für die linke und
P für die rechte Schiene zugeleitet `werden, so daß jedes Instrument den
Wert eines Drehmomentes anzeigt, der dem Verhältnis
entspricht.
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Es ist nun noch notwendig, diejenige Stellung des Meßinstruments selbsttätig
festzuhalten, welche dieses bei der Erreichung der Gleichgewichtslage der Wiegehebel
g und g1 einnimmt. Hierzu kann beispielsweise die folgende Einrichtung dienen.
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Die Enden der Hebel g und g1 besitzen je ein Zahnradbogenstück i (Abb.
i), welche je in ein Zahnrad 2 eingreifen. Die beiden nicht miteinander gekuppelten
Zahnräder 2 sind je mit einer Seilrolle verbunden, von denen aus j e ein Seil zu
den in Abb. 3 dargestellten Seilrollen 3 und 3' einer Vorrichtung zum Anzeigen des
Eintritts der Gleichgewichtsstellung der Hebel g, g1 führt. Eine dieser Seilrollen
3, 3' ist mit einem Zahnrad 4 verbunden, das mit der erforderlichen Übersetzung
in ein zweites, lose auf einer Welle 32 sitzendes Zahnrad 5 eingreift. Zwischen
den beiden Seilrollen 3, 3' ist eine besondere Achse 7 gelagert, die einen Hebel
8 mit einer Kontaktplatte 9 trägt. je nach der Richtung, aus der das Wagenrad auf
die Brückenschiene S aufläuft, wird entweder die linke, mit dem Zahnrad verbundene
Seilrolle 3 oder die andere Seilrolle 3' zuerst in Drehung versetzt. Das genannte
Zahnrad 4 trägt einen Kontaktstift io und die rechte Seilrolle 3' einen Hebel 8'
mit Kontakt io', und je nach der Fahrtrichtung des zu wiegenden Wagens wird der
Kontakt g entweder zuerst durch den voll ausschlagenden Wiegehebel g und durch die
Seilrolle 3 oder bei entgegengesetzter Fahrtrichtung durch den alsdann zuerst voll
ausschlagenden Hebel g1 und die rechte Seilrolle 3' mitgenommen. Da die mittlere
Achse 7 durch eine Spiralfeder oder ein Gegengewicht gezwungen wird, beim Zurückgehen
der zuerst verdrehten Seilrolle 3 cde- 3' e enso zurückzugehen, wjhrend die andere
Seilrolle nunmehr allmählich unter dem Einfluß der an den anderen Wiegehebel wirkenden
Kraft in entgegengesetztem Sinne verdreht wird, so wird dir mittlere Kontaktplatte
9 in dem Augenblick von dem entgegenkommenden Kontakt io oder io' erfaßt, in dem
die Verdrehungswinkel der beiden Seilrollen gleich sind, d. h. in dem Augenblick,
in welchem die Wiegehebel g und g1
gleichen Ausschlag haben und
das Laufgewicht G die Weglänge x zurückgelegt hat. In diesem Augenblick wird durch
die sich berührenden Kontakte io, 9 und io' ein Stromkreis geschlossen, welcher
unmittelbar oder mit Hilfe eines zweiten geschlossenen oder geöffneten Stromkreises
dazu dienen kann, den Zeiger des Meßinstrumentes selbsttätig festzuhalten oder statt
dessen oder außerdem eine Aufzeichnung auf einem Meßstreifen oder einer Meßscheibe
zu machen.
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Um zu verhüten, daß die Räder der zu wiegenden Fahrzeuge die Brückenschiene
S plötzlich und stoßweise belasten und hierdurch die Genauigkeit des Meßergebnisses
beeinträchtigen, sind besondere Auflaufschienen t vor und hinter einer jeden Brückenschiene
S vorgesehen (Abb. i). Diese Auflaufschienen greifen mit ihrem inneren Ende t1 in
einen Stützbock 33 der Brückenschiene S ein, und ihr äußeres Ende wird durch eine
Feder f gegen einen schrägen Anschlag 34 gezogen, so daß die Auflaufschienen unbelastet
stets über die Schienenoberkante hinausragen. Von den ankommenden Rädern einer Achse
werden die Auflaufschienen niedergedrückt, und hierdurch wird ein in einem eigenen
Stromkreis liegender Kontakt k1 (Abb. i und 4) geöffnet und ein Kontakt k2 geschlossen.
Sobald die Räder in dem Stützpunkt A, also auf dem nach Abb. i linken Ende der Brückenschiene
S (bei der Fahrtrichtung von !1 nach B) stehen, wird die Auflaufschiene entlastet
und von der Feder f in die alte Lage gezogen, so daß also die Erreichung des vollen
Stützdrucks der Brückenschiene S das Schließen des Kontaktes k1 und das öffnen des
Kontaktes k2 zur Folge hat. Für die umgekehrte Fahrtrichtung kommen die Kontakte
k,' und k4 zur Wirkung, und durch das Schließen der Kontakte k1 bzw. ki können die
die Meßvorrichtung beeinflussenden Stromkreise geschlossen werden.
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Um zu verhüten, daß die Meßvorrichtung bei einer unterhalb einer bestimmten
Mindestbelastung der Waage liegenden Belastung in Tätigkeit tritt, ist ein Kontakt
k3 vorgesehen (Abb. i und 4), welcher erst bei einer bestimmten Mindestbelastung
der Feder w, d. h. erst bei-einem bestimmten Maß der Zusammendrückung der Feder
w, geschlossen wird und dann in Verbindung mit einem Ausschalter A2 (Abb.4) einen
Stromkreis für einen Magneten Ml schließt, wenn der zuvor erwähnte Kontakt k1 im
Augenblick des Auflaufens des Rades auf die Brückenschiene S geschlossen wird; durch
den Magneten MI wird eine auf der Triebwelle E des Laufgewichts G sitzende Kupplung
F (Abb.5) eingerückt, so daß das Laufgewicht G nur durch Lasten von bestimmter -Mindestgröße
und erst im Augenblick des Auflaüfens einer Achse auf die Brückenschienen S in Bewegung
gesetzt wird.
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Soll außerdem- verhütet werden, daß beispielsweise -durch die zweite
Achse eines Drehgestells eine Wiegung aufgezeichnet wird, bevor die erste Achse
des Drehgestells die Brückenschiene S und die daran anschließende Auflaufschiene
t verlassen hat, so kann z. t. an ddm zuvor erwähnten Schalter AZ noch ein Verriegelungsschalter
V angebracht sein (Abb.4), welcher verhindert, däß trotz des öffnens des Kontaktes
1i durch die neu auf die Auflaufschienen t auftreffende Achse der Schalter AZ geöffnet
und damit die Rückkehr des Laufgewichts G in die Endstellung unterbrochen wird;
vielmehr wird in diesem Fall der Schalter AZ erst geöffnet, wenn durch Öffnen des
Kontaktes k3 -der Magnet Ms an der Verriegelungsklaue V wieder stromlos wird.
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Da der Vorgang der Wägung, wenn man zu genauen Meßergebnissen gelangen
will, nur eine gewisse Höchstgeschwindigkeit der zu wiegenden Fahrzeuge zuläßt,
ist diese zu überwachen. Hierfür kann z. B. eine neben der Magnetkupplung F auf
der Welle E angebrachte, mit einem Uhrwerk durch eine Kupplung zu verbindende Scheibe
vorgesehen werden, die eine oder mehrere Kontaktstellen trägt. Über die Scheibe
streift ein Kontaktfinger, der von der Welle E bewegt wird. Die Scheibe wird, z.
B. durch den Stromkreis, welcher mittels des Magneten Ml (Abb. 5) die Bewegung des
Laufgewichts G einleitet, mit dem Uhrwerk gekuppelt, sobald sich das Laufgewicht
G bewegt; überschreitet die Relativbewegung zwischen der Welle E und dem Uhrwerk
ein gewisses Maß bei Überschreitung einer gewissen Fahrgeschwindiä keit der Wagen,
so streift beispielsweise ein Kontaktfinger Kontakte auf der umlaufenden Scheibe,
wodurch ein Stromkreis geschlossen wird, der zur Betätigung eines Läutewerks oder
einer Hemmvorrichtung oder auch zu einer Kennzeichnung auf dem Meßstreifen verwendet
werden kann.
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Mit der Vorrichtung oder mit diesen Vorrichtungen zum Messen der Weglänge
X des Laufgewichts bis zur Erreichung der Wiegehebelgleichlage oder des Verhältnisses
x kann gewünschtenfalls auch noch eine Vorrichtung zum Zählen der Wagenachsen und
zum Aufzeichnen der Fahrtrichtung verbunden werden. Diese Vorrichtung kann beispielsweise
aus einer in Spitzen 17- leicht drehbar gelagerten Trommel 18 (Abb. 7) bestehen,
über die ein Meßstreifen gelegt ist, und aus zwei in der Mittellinie der Schreibfläche
zusammenstoßenden Wellen i9, von denen die eine
Welle mit der Welle
32 der Kontaktvorrichtung der einen Brückenschiene und die andere Welle ig mit der
entsprechenden Welle 3a der entsprechenden Kontaktvorrichtung der anderen Brückenschiene
S verbunden ist, wie in den beiden zusammengehörigen Abb. 3 und 7 angedeutet ist.
Die Wellen ig sind mit Gewinde versehen und tragen in Geradführung geleitete Muttern
2o, auf denen Schreibstiftbügel 22 befestigt sind. Die von dem Ausschlag der Wiegehebel
g und g1 verursachte Umdrehung der Welle ig bewirkt also eine Verschiebung der Muttern
2o und damit das Auftragen je einer wagerechten Linie nach der einen und anderen
Seite des Meßstreifens der während der Aufzeichnung feststehenden Trommel 18. Bei
Fahrt in Richtung B-A wird nun noch ein Magnet Ml° (Abb. q. und 7) durch den bei
Eintritt des Gleichgewichtszustandes durch den Kontakthebel io oder io' geschlossenen
Strom gespeist, hierdurch wird ein Hammer 24 eines Parallelogramms 23 angezogen
und der eine oder auch die beiden Schreibstifte 22 auf diese Weise angehoben, so
daß sie also im Anschluß an die von ihnen zuvor gezogene wagerechte Linie eine senkrechte
Linie und daran anschließend im Abstand von der ersteren, bei der weiteren Rückkehr
der Wiegehebel in ihre Ruhelage wieder eine wagerechte Linie auftragen, so daß sich
die eine Fahrtrichtung durch einfache wagerechte Linie und die andere Fahrtrichtung
durch eine Doppellinie auf den Zählstreifen kenntlich macht. Der durch den Kontakt
k1 zustande kommende Stromkreis bewirkt durch einen Magneten hell (Abb.6) ein jedesmaliges
Vorschieben der Trommel 18 um ein gleiches Stück.