WO2012045422A1

WO2012045422A1 - Wägemodul zur messung von radaufstandskräften

Info

Publication number: WO2012045422A1
Application number: PCT/EP2011/004907
Authority: WO
Inventors: Manfred Rettig; Walter Matich
Original assignee: Schenck Process Gmbh
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-04-12
Also published as: US20130220710A1; EP2625494A1; US9683883B2; AU2011313628A1; BR112013008234A2; AU2011313628B2; CN103154679A; DE102010047234A1; DE102010047234B8; DE102010047234B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wägemodul zur Messung von Radaufstandskräften schienengebundener Fahrzeuge, eine Messschiene (1) und eine Anzahl Dehnungsmessstreifen (2) umfasst, wobei die Dehnungsmessstreifen (2) direkt auf der Messschiene (1) appliziert sind. Die Messschiene (1) umfasst einen Lasteinleitungsbereich, der aus wenigstens einem Lasteinleitungsteil (3) aufgebaut ist sowie wenigstens zwei Verformungskörper (4), die jeweils fest mit einer Lastausleitungsplatte (5) und über ein Gelenk (6) mit dem Lasteinleitungsbereich verbunden sind. Die Dehnungsmessstreifen (2) sind auf den Verformungskörper (4) angeordnet und erfassen die zwischen den Gelenken (6) und Lastausleitungsplatten (5) wirkenden Schubverformungen.

Description

Wägemodul zur Messung von RadaufStandskräften

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wägemodul zur

Messung von RadaufStandskräften schienengebundener

Fahrzeuge . Zur Messung von RadaufStandskräften an Schienenfahrzeugen wird für jedes Rad eine entsprechende Kraftmesseinrichtung, d.h. eine Wägeeinrichtung benötigt, die in ein spezielles Messgleis eingebaut wird. In die Schienen eines Messgleises werden an entsprechenden Positionen Messbrücken eingesetzt, an denen Wägesensoren befestigt sind. Diese Wägesensoren werden in der Regel auf speziellen Fundamentplatten

abgestützt, die eine feste Verbindung mit dem Gleisunterbau gewährleisten sollen, in den die aufgenommenen Kräfte abgeleitet werden. Aufgrund des benötigten Einbauraumes bzw. der Einbauhöhe einer solchen externen Messeinrichtung ist es oftmals erforderlich, am Fundament bauliche Anpassungen

vorzunehmen. Entsprechende Änderungen kommen insbesondere bei bestehenden Gleisanlagen, die mit einer solchen

Wägetechnik nachgerüstet werden sollen, nicht in Betracht.

Durch die Befestigung der Wägesensoren an einer Messbrücke, die in der Regel mittels Verschraubungen erfolgt, hat das Messsystem einen eigenen Störeinfluss , der die zu

ermittelnde Kraft verfälscht. Daher ist bei bekannten

Messeinrichtungen für RadaufStandskräfte stets eine

Kalibrierung erforderlich, um die genauen Eigenschaften der Messeinrichtung ermitteln zu können.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Messeinrichtung mit einer Messbrücke und Wägesensoren zur Messung von RadaufStandskräften bereitzustellen, die keine Anpassungen am Gleisunterbau erfordert, sondern direkt auf einer vorhandenen Schienenbefestigung, z.B. auf

Rippenplatten, befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung wird ein Wägemodul zur Messung von RadaufStandskräften an Schienenfahrzeugen vorgeschlagen, das eine Messschiene und eine Anzahl Dehnungsmessstreifen, die direkt auf der Messschiene appliziert sind, umfasst. Die Messschiene umfasst ihrerseits einen

Lasteinleitungsbereich, der aus wenigstens einem

Lasteinleitungsteil aufgebaut ist sowie wenigstens zwei Verformungskörper. Die Verformungskörper sind fest (d.h. statisch) mit jeweils einer Lastausleitungsplatte und jeweils über ein Gelenk mit dem Lasteinleitungsbereich verbunden. Die Dehnungsmessstreifen sind auf den

Verformungskörpern angeordnet und erfassen die zwischen den Gelenken und den Lastausleitungsplatten wirkenden

Schubverformungen . Die erfindungsgemäße Messschiene bildet mit den direkt auf dem Schienenkörper applizierten Dehnungsmessstreifen ein kompaktes einteiliges und somit ein eigenständiges Wägemodul. Besonders vorteilhaft an einem solchen

einteiligen Aufbau ist, dass die Kalibrierung entfallen kann, die bei den bekannten Messbrücken mit extern

angeschraubten Wägesensoren notwendig ist. Die Genauigkeit, die der Herstellung ermittelt wird, entspricht somit der Genauigkeit des Wägemoduls im eingebauten Zustand.

Die erfindungsgemäße einteilige Messschiene ist bevorzugt aus einem Schienenprofil gefertigt, dass zumindest einen Schienenkopf sowie einen Schienensteg umfasst. Das Profil der Messschiene kann in idealer Weise dem Profil der

Gleisschienen entsprechen, innerhalb denen eine Messschiene oder mehrere Messschienen zum Bereitstellen einer

Messstrecke eingebaut werden soll bzw. sollen. Somit kann eine Messschiene bevorzugt auch aus einem

Vollschienenprofil gefertigt werden. Zum Bereitstellen einer Messstrecke ist somit lediglich die Messschiene anstelle der Schiene eines bestehenden Gleises, d.h. einer Gleisschiene, einzubauen bzw. sind die Gleisschienen durch eine Anzahl von Messschienen zu ersetzen. Grundsätzlich kommen folglich auch andere gängige oder

anwendungsspezifische Schienenprofiltypen für eine

jeweilige Messschiene in Betracht.

Ein aktiver Schubverformungsbereich des Verformungskörpers ist bevorzugt zwischen den Gelenken und den

Lastausleitungslatten ausgebildet. In den

Schubverformungsbereichen können Taschen zur Aufnahme der Dehnungsmessstreifen vorgesehen sein. Die Verformungskörper können darüber hinaus an einer seitlichen Seite der Messschiene zum Anschließen einer Nachbarschiene eine Schräge aufweisen, die zur Zuführung einer elektrischen Kontaktierung für die

Dehnungsmessstreifen geeignet ist.

Die Messschiene eines erfindungsgemäßen Wägemoduls umfasst gemäß einer Ausführungsform bevorzugt zwei

Verformungskörper. Die Gelenke sind somit bevorzugt jeweils an einem der beiden Enden der Messschiene angeordnet. Das Lasteinleitungsteil erstreckt sich dann somit über die gesamte Länge der Messschiene und bildet den aktiven

Messabschnitt des Wägemoduls.

Diese spezielle Gestaltung ermöglicht, dass die bei der Durchbiegung infolge einer hohen Gewichtsbelastung

entstehende Längenänderung des Lasteinleitungsteils nur geringen Einfluss auf die Verformungskörper und damit auch nur geringen Einfluss auf das Messergebnis hat.

Die Messschiene kann in ihrer Längsrichtung

spiegelsymmetrisch aufgebaut sein, so dass das

Lasteinleitungsteil symmetrisch über die zwei Gelenke auf den zwei Verformungskörpern abgestützt ist.

Die Geometrie der Messschiene ermöglicht somit, dass die RadaufStandskraft , unabhängig von der Position, die ein zu prüfendes Rad auf der Messschiene einnimmt, immer über die beiden Gelenke in die beiden Verformungskörper eingeleitet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beim Auffahren entstehenden Zugkräfte auf die Verformungskörper übertragen und durch die Dehnungsmessstreifen erfasst werden können.

Sind an jedem Verformungskörper zweckmäßig eine Anzahl von Dehnungsmessstreifen angeordnet, mit denen eine

vollständige Wheatstone' sehe Messbrücke realisierbar ist, können bei Wägemodulen mit symmetrisch angeordneten

Verformungskörpern darüber hinaus auch Radpositionen auf einem jeweiligen Wägemodul bestimmt und folglich auch

Achsabstände ermittelt werden. Eine alternative Form des erfindungsgemäßen Wägemoduls kann eine Messschiene mit wenigstens drei Lasteinleitungsteilen und der gleichen Anzahl von Verformungskörpern umfassen. Die Messschiene umfasst des Weiteren eine

Aufnahmeeinrichtungen sowie eine Verbindungseinrichtung, wobei die Verbindungseinrichtung dazu ausgebildet ist, mit einer Aufnahmeeinrichtung einer Messschiene eines weiteren Wägemoduls in Eingriff zu bringen ist.

Aus einer Anzahl solcher, bevorzugt auch einteilig

hergestellten Wägemodule kann somit auf einfachste Weise eine längere Messstrecke zusammengesetzt werden.

Jeweils ein äußeres Lasteinleitungsteil der Messschiene ist lediglich auf einem Verformungskörper derselben Messschiene abgestützt. Beim Aufbau einer Messstrecke ist dieses

Lasteinleitungsteil dann bevorzugt auf dem

Verformungskörper eines weiteren d.h. benachbarten

Wägemoduls abstützt. Diese Abstützung erfolgt über die beiden Aufnahme- und Verbindungseinrichtungen der

Messschienen von benachbarten Wägemodule, die in den

Schienenkörper eingebracht sind. Somit kann wiederum die RadaufStandskraft, unabhängig von der Position, die ein zu prüfendes Rad auf der Messschiene einnimmt, in der Regel von jeweils einem

Lasteinleitungsteil über die zwei Gelenke in zwei

Verformungskörper eingeleitet werden und auch die beim Auffahren entstehenden Zugkräfte werden auf die

Verformungskörper übertragen und können somit durch die Dehnungsmessstreifen erfasst werden.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1: Seiten- bzw. Längsansicht eines Wägemoduls mit einer Messschiene aus einem Vollschienenprofil ,

Fig. 2: Perspektivische Ansicht eines Wägemoduls aus einem Vollschienenprofil mit Nut und Feder zur Verbindung mit Zwischenstücken,

Fig. 3: Perspektivische Ansicht eines Zwischenstücks für eine Messschiene gemäß Fig. 2,

Fig. 4: Messgleis mit drei über Zwischenstücke

miteinander verbundenen Wägemodulen,

Fig. 5: Seiten- bzw. Längsansicht eines Wägemoduls mit einer Messschiene aus einem Schienenprofil ohne

Schienenfuß, Fig. 6: Perspektivische Ansicht eines Wägemoduls mit einer Messschiene aus einem Schienenprofil mit drei Verformungskörpern, Fig. 7: Messgleis mit drei verbundenen Wägemodulen

gemäß Fig. 6,

Fig. 8: Messgleis mit drei verbundenen Wägemodulen

gemäß Fig. 7 und beidseitig angeordneten

Endstücken,

Fig. 9: eine Ausführungsform eines Endstücks für ein

Messgleis gemäß Fig. 8, Fig. 10: eine zweite Ausführungsform eines Endstücks für ein Messgleis gemäß Fig. 8, und

Fig. 11: eine geschnittene Ansicht des Wägemoduls gemäß

Fig. 2.

Bevor auf die Figuren im Einzelnen eingegangen wird, wird darauf hingewiesen, dass in den Figuren 1, 2, 4, 5 und 11 eine erste Gruppe von Wägemodulen gemäß der Erfindung gezeigt sind, die jeweils zwei symmetrisch angeordneten Messstellen besitzen. Diese Ausführungen können z.B. direkt in ein aufgetrenntes Gleis eingebaut werden und die

RadaufStandskraft eines Rades ermitteln. In den Figuren 6, 7 und 8 ist eine zweite Gruppe von Ausführungsformen von Wägemodulen gemäß der Erfindung dargestellte, die

wenigstens drei Messstellen besitzen. Derartige Wägemodule können besonders einfach in beliebiger Anzahl

aneinandergereiht werden. Ferner beziehen sich einerseits in den Figuren eingetragene einander entsprechende Bezugsziffern grundsätzlich auf gleiche oder gleichwirkende Komponenten. Andererseits sei darauf hingewiesen, dass in aufeinander nachfolgend

beschriebenen Ausführungsformen im Wesentlichen nur

jeweilige Unterschiede in der Beschreibung gewürdigt und in den zugeordneten Figuren mit Bezugsziffern belegt sind.

In der Figur 1 ist eine erste bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Wägemoduls zur Messung von

RadaufStandskräften an schienengebundenen Fahrzeugen gezeigt. Dieses Wägemodul besteht im Wesentlichen aus dem Körper einer Messschiene 1, auf dem eine Anzahl von

Dehnungsmessstreifen 2 appliziert ist. Der Grundkörper der gezeigten Messschiene kann beispielsweise aus einem

Konstruktionsschienenprofil vom Typ Vo 1-54 bestehen, wobei grundsätzlich aber auch andere gängige oder

anwendungsspezifische Schienenprofiltypen als Grundkörper für eine jeweilige Messschiene in Betracht kommen können.

Die Messstrecke, innerhalb der die RadaufStandskräfte eines Schienenfahrzeugs erfasst werden können, wird im

Wesentlichen aus der gesamten Länge der dargestellten

Messschiene 1 gebildet. Der Kopf 7 und der Steg 8 der

Messschiene weisen im Profil in etwa die gleiche Breite auf, so dass Schienenkopf 7 und Schienensteg 8 entlang der Schienenhöhe fließend ineinander übergehen. An der

Unterseite des Profils ist ein Schienenfuß 9 ausgebildet. Wie eingangs bereits erwähnt kommen auch andere

Schienenprofile in Betracht.

Die Messschiene 1 ist im Bereich des Schienensteges 8 und des Schienenfußes 9 durch zwei Kerben 10 strukturiert, die den Körper des Schienenprofils in seiner Breite durchstoßen. Die beiden Kerben erstrecken sich jeweils in Längsrichtung der Messschiene ausgehend von einer Bohrung 11, die sich in einem definierten Abstand zu jeweils einem der gegenüberliegenden Schienenenden befindet, zunächst in waagerecht zur Schienenmitte und nach einer definierten Strecke abgewinkelt in schräger Richtung zum Schienenfuß 9. Ferner wird durch diesen definierten Abstand jeweils ein Gelenk 6 ausgebildet.

Eine entsprechende Strukturierung kann beispielsweise mittels spanender Fertigung erfolgen.

Eine derartig strukturierte Messschiene 1 bildet somit einen Lasteinleitungsbereich mit einem Lasteinleitungsteil 3, zwei Verformungskörper 4 sowie zwei Gelenke 6 aus. Die Gelenke 6 befinden sich demnach an jedem Ende der

Messschiene 1, so dass jeweils ein Gelenk 6 den

Lasteinleitungsteil 3 mit jeweils einem der beiden

Verformungskörper 4 verbindet. Unter jedem

Verformungskörper 4 ist jeweils eine Lastausleitungsplatte 5 vorgesehen, mit der die Messschiene 1 mit einer

Unterkonstruktion 12 z.B. einem Betonfundament fest

verbunden werden kann.

Die Lastausleitungsplatten 5 werden bevorzugt mit dem jeweiligen Verformungskörper 4 fest verbunden, wobei diese Verbindung beispielsweise mittels thermischen Fügens oder durch eine nicht dargestellte Verschraubung erfolgen kann. Grundsätzlich kann auch eine Einheit aus Messschiene 1 und Lastausleitungsplatte 5 aus einem einteiligen Grundkörper gefertigt werden. Die Lastausleitungsplatten 5 können ebenso auch Bestandteil einer Schienenbefestigung z.B. einer Rippenplatte sein, so dass die feste Verbindung über äußere Klammern zur Schienenbefestigung erfolgen kann.

Das Lasteinleitungsteil 3 erstreckt sich in Längsrichtung über die gesamte Länge der Messschiene 1 und weist im

Bereich, der zwischen den beiden Verformungskörpern 4 liegt, die volle Höhe des Schienenprofils auf und stützt sich über die zwei Gelenke 6 auf den beiden

Verformungskörpern 4 sowie auf den darunter liegenden

Lastausleitungsplatten 5 ab.

Unabhängig davon, in welcher Position auf dem Schienenkopf 7 die Aufstandskraft eines Rades in den Lasteinleitungsteil 3 eingeleitet wird, wird die Kraft immer über die Gelenke 6 in die Verformungskörper 4 übertragen. Durch die

erfindungsgemäße Anordnung der Gelenke 6 wird eine exakte Kraftübertragung erreicht, wobei insbesondere der Einfluss von Längenänderungen des Lasteinleitungsteils 3 auf die beiden Verformungskörper 4 und somit auch auf das

Messergebnis reduziert wird, die bei Durchbiegen des

Lasteinleitungsteils 3 infolge hoher Gewichtsbelastungen entstehen kann. Des Weiteren ermöglicht die

erfindungsgemäße Anordnung der Gelenke 6 eine Übertragung sowie Messung von Zugkräften, die beim Auffahren auf die Messschiene 1 wirken.

Die beiden Verformungskörper 4 sind derart gestaltet, dass zwischen den Gelenken 6 und den unter dem Schienenfuß 9 angeordneten Lastausleitungslatten 5 die Schubverformungen mittels Dehnungsmessstreifen 2 erfasst werden können, die durch die über die beiden Gelenke übertragenen Kräfte in den beiden Verformungskörpern 4 hervorgerufen werden. Zweckmäßig sind an jedem Verformungskörper eine Anzahl von Dehnungsmessstreifen angeordnet, mit denen an jedem

Verformungskörper eine vollständige Wheatstone' sehe

Messbrücke und damit eine Messstelle realisierbar ist.

In jedem Verformungskörper 4 sind hierbei bevorzugt in praktischer Ausführung zwei Dehnungsmessstreifen 2 mit jeweils zwei Widerstandsbereichen angeordnet, wie noch nachfolgend beschrieben. Mit solchen in jedem

Verformungskörper 4 angeordneten zwei Dehnungsmessstreifen 2 ist jeweils eine Messstelle definiert.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die beiden Gelenke 6 zur Last- bzw. Kraftübertragung jeweils an einem Ende der Messschiene 1 angeordnet. Die Lastausleitungslatten 5 sind in Längsrichtung zu den Schienenenden hin versesetzt, so dass sich ein aktiver Verformungsbereich in den beiden Verformungskörpern 4 in Längsrichtung zwischen dem

jeweiligen Gelenk 6 und der dem entsprechenden Schienenende zugewanden Seite einer Lastausleitungslatte 5 ausbildet. Um eine optimale Verformung zu gewährleisten, ist in den

Bereichen zwischen Schienenenden und Verformungskörpern 4 der Schienenfuß des beispielhaft dargestellten

Schienenprofils entfernt worden.

Wie ferner in der Figur 1 sowie insbesondere in der Figur 11, welche eine weitere Ausführungsform in Schnittansicht zeigt, gut zu erkennen ist, werden die zur Messung der Schubverformungen im Verformungskörpern 4 verwendeten

Dehnungsmessstreifen 2 bevorzugt jeweils in einer Tasche 13 untergebracht, die z.B. in Form einer Sackbohrung jeweils seitlich in den jeweiligen Verformungskörper 4 eingebracht worden sei kann. Die Taschen 13 dienen zur Aufnahme der Dehnungsmessstreifen 2 und befinden sich jeweils in dem Schubverformungsbereich eines Verformungskörpers 4.

Jeder Verformungskörper besitzt somit in praktischer

Ausführung zwei Taschen 13, wie insbesondere der Figur 11 zu entnehmen ist, die durch einen Steg 19 von einander getrennt sind, wobei in jeder Tasche wiederum entweder zwei Dehnungsmessstreifen oder bevorzugt jeweils ein

Dehnungsmessstreifen mit je zwei Widerstandsbereichen, d.h. ein Doppel-Dehnungsmessstreifen angeordnet ist. Unabhängig davon, ob je Tasche zwei Dehnungsmessstreifen mit jeweils einem Widerstandsbereich oder ein Dehnungsmessstreifen mit zwei Widerstandsbereichen eingesetzt ist, sind die

Widerstandsbereiche von in den Figuren nicht weiter

dargestellten Dehnungsmessstreifen jeweils innerhalb einer Tasche 13 eines Verformungskörpers 4 zweckmäßig ferner in einem 45°Grad Winkel zueinander ausgerichtet, z.B. als zwei in einem 45°Grad Winkel zueinander ausgerichtete

mäanderförmig verlaufende Bereiche, so dass auch

Schubspannungen und/oder Schiebungswinkel aus den

gemessenen Dehnungen berechnet werden können. Eine solche Ausrichtung lässt sich in der Regel durch Einsatz von entsprechend vorgefertigten Doppel-Dehnungsmessstreifen wesentlich vereinfachen.

Die unteren Kanten der Längsseiten der in der Figur 1, dargestellten Messschiene, sowie der in den Figuren 2, 4, 5 und 11 dargestellten Messschienen, sind jeweils mit einer Schräge, z.B. einer 45° Schräge 14 versehen. Wie

insbesondere aus den Figuren 2 und 11 zu entnehmen ist, eignet sich diese Schräge 14 für die Zuführung der

elektrischen Anschlüsse zur Kontaktierung der in den

Taschen 13 angeordneten Dehnungsmessstreifen. Im montierten Zustand stoßen an beiden Seiten der Messschiene z.B.

benachbart angeordnete, weitere Messschienen oder in einer Alternative auch die Schienen eines jeweiligen Gleises, auch als Gleisschienen bezeichnet, an, wobei zwischen

Gleis- und Messschiene allenfalls ein geringes Spaltmaß zulässig ist. Über in den Figuren 2 und 11 dargestellte Bohrung 15 können die elektrischen Anschlüsse der

Dehnungsmessstreifen aus den jeweiligen Taschen 13

herausgeführt werden. Durch die Schräge 14 besteht zu einer, in den Figuren 1, 2, 5 und 11 nicht dargestellten, an der Messschiene 1 anstoßenden benachbarten weiteren Messschiene oder alternativ benachbarten Schiene eines Gleises genügend Raum, um ein entsprechendes Kabel

herauszuführen. Ein solcher, genügender Raum ist z.B. bei der in Figur 4 dargestellten Aneinanderreihung einer bevorzugten Weiterbildung gut zu erkennen.

Die Figuren 2 und 11, wobei Fig. 11 eine geschnittene

Ansicht des Wägemoduls gemäß Fig. 2 ist, zeigen eine solche bevorzugte Weiterbildung eines erfindungsgemäßen

Wägemoduls. Eine dort dargestellte Messschiene 16 ist gegenüber der Messschiene 1 gemäß Figur 1 abgewandelt.

Allerdings besteht die Messschiene 16, wie die der zuvor in Bezug auf Figur 1 beschriebenen Ausführungsform, im

Wesentlichen aus einem Konstruktionsschienenprofil, aus dessen Schienenkörper insbesondere im Bereich des Steges 8 zwei Gelenke 6, zwei Verformungskörper 4 mit jeweils zwei Taschen 13 zur Aufnahme einer Anzahl von nicht näher dargestellten Dehnungsmessstreifen zum Bereitstellen von jeweils einer Messstelle je Verformungskörper sowie ein Lasteinleitungsteil 3 herausgebildet sind. Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Wägemodul weist die Messschiene 16 des in den Figuren 2 und 11 dargestellten Wägemoduls an ihren beiden Enden jeweils eine Verbindungseinrichtung auf, die jeweils eine Nut 17 und eine Feder 18 umfasst. Mit der dargestellten

Verbindungseinrichtung und einem entsprechend angepassten Zwischenstück 19, von dem eine Ausführungsform beispielhaft in der Fig. 3 gezeigt ist, können mehrere Messschienen 16 auf einfachste Weise miteinander derart in Eingriff

gebracht werden, dass ein Messgleis mit einer beliebigen

Länge, wie z.B. in Figur 4 gezeigt, aufgebaut werden kann.

Die Fig. 3 stellt eine Ausführungsform eines entsprechendes Zwischenstücks 19 dar, das wie die Messschiene 16 bevorzugt aus einem Konstruktions- bzw. Vollschienenprofil gefertigt ist, wobei an seinen Enden eine an die Messschiene 16 angepasste komplementäre ausgebildete

Verbindungseinrichtung mit Nut 31 und Feder 32 vorgesehen ist. Die Messschiene 16 und das Zwischenstück 19 stellen somit ein Verbindungssystem bereit, mit dem besonders gut ein beliebig langes Messgleis als Messstrecke für den nachträglichen Einbau in eine vorhandene Gleisanlage zusammenstellbar ist. Die Schienen eines bestehenden Gleises, d.h. die

Gleisschienen, müssen lediglich über die Länge eines gewünschten Messgleises entfernt und durch eine Anzahl von Messschienen 16 und Zwischenstücken 19 ersetzt werden. Wie bereits erwähnt, ist in der Fig. 4 beispielhaft ein Messgleis dargestellt, das drei Messschienen 16 umfasst, wobei jeweils zwei Messschienen 16 über ein Zwischenstück 19 miteinander verbunden sind. Das Messgleis kann jeweils an der ersten und letzen Messschiene mit einem in den Figuren nicht dargestellten Endstück abgeschlossen werden, das einen im Wesentlichen fugenfreien Übergang zu den dann sich daran anschließenden Gleisschienen gewährleistet.

Die Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wägemoduls, bei dem entgegen den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kein Vollschienprofil als Grundkörper für die dort eingesetzte Messschiene 20 verwendet wird, sondern ein Schienenprofil ohne

Schienenfuß. Eine derartige Ausführung kann zum Beispiel dann eingesetzt werden, wenn die Materialeigenschaften einer Vollschiene aus messtechnischen Gründen nicht einsetzbar ist.

Insgesamt zeigen die Figuren 1, 2, 4, 5 und 11 somit

Wägemodule gemäß der Erfindung, mit jeweils zwei

symmetrisch angeordneten Messstellen, wobei diese

Ausführungen z.B. direkt in ein aufgetrenntes Gleis zur Ermittlung der RadaufStandskraft eines Rades eingebaut werden können. Durch speziell gestaltete

Verbindungselemente, die zwischen wenigstens zwei

Wägemodulen eingehängt werden, lassen sich beliebig lange Messstrecken aufbauen, z.B. Messstrecken gemäß Figur 4 durch Verbindungselemente gemäß Fig. 3 für Wägemodule gemäß Figur 2. Bei geringeren max. Radlasten, z.B. auch bei Straßenbahnen, können aber auch die Verbindungselemente selbst derart verlängert werden, sodass man eine

gleichlange Messtrecke auch mit weniger Messstellen

aufbauen kann.

Unter Einsatz von Wägemodulen mit symmetrisch angeordneten Messstellen können ferner Positionen eines Rades auf einem jeweiligen Wägemodul bestimmt und somit auch Achsabstände ermittelt werden.

In der Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform der

Erfindung dargestellt. Die dort dargestellte Messschiene 21 kann, wie dargestellt, zum Beispiel aus einem Profil ohne Schienenfuß gefertigt sein und umfasst einen aus wenigstens drei Lasteinleitungsteilen 22, 23, 24 aufgebauten

Lasteinleitungsbereich, wobei die wenigstens drei

Lasteinleitungsteile 22, 23, 24 insgesamt über eine gleiche Anzahl von Gelenken 6 mit einer gleichen Anzahl von

Verformungskörpern 25, 26, 27 verbunden sind. Alle

Verformungskörper erstrecken sich hierbei in gleicher

Richtung und sind folglich miteinander ausgerichtet, sodass jeweils ein äußeres Lasteinleitungsteil 24 lediglich auf einem Verformungskörper 27 abgestützt ist. Im dargestellten Beispiel besitzt die Messschiene 21 drei

Lasteinleitungsteilen 22, 23, 24, drei Gelenke 6 und drei Verformungskörper 25, 26, 27, in den jeweils wieder zwei Taschen zur Unterbringung von Dehnungsmessstreifen

ausgebildet sind. Eine solche Messschiene definiert somit drei Messstellen. Die Messschiene 21 kann aus dem

Grundkörper eines Schienenprofils oder jedem anderen

Halbzeug zum Beispiel mittels spanender Verfahren gefertigt sein, wobei die Lastausleitungsplatten 5 ebenfalls eine einteilige Einheit mit den Verformungskörpern 25, 26, 27 bilden können.

Die Enden der Messschiene 21 verfügen über eine Aufnahme- 28 bzw. Verbindungsfläche 29, die derart ausgeformt sind, dass eine Anzahl von einzelnen Messschienen

aneinandergereiht und miteinander in Eingriff gebracht werden können, so dass Messgleise einer jeweils notwendigen bzw. gewünschten Länge zusammenstellbar sind. Ein

entsprechendes Messgleis mit drei Messschienen 21, 21a und 21b ist beispielhaft in der Fig. 7 dargestellt. Für die Abschlüsse des Messgleises können ähnlich wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen entsprechend angepasste Endstücke vorgesehen sein, die einen im Wesentlichen fugenfreien Übergang zu den dann sich daran anschließenden Gleisschienen gewährleisten. Ein entsprechend

abgeschlossenes Messgleis mit drei Messschienen 21, 21a und 21b gemäß Fig. 7 ist beispielhaft in der Fig. 8 dargestellt

Jeder Lasteinleitungsbereich jeder Messschiene 21, 21a bzw. 21b bildet jeweils drei Lasteinleitungsteile 22, 23, 24 aus, wobei sich jeweils lediglich zwei Lasteinleitungsteile 22 und 23 jeder Messschiene auf jeweils zwei benachbarte

Verformungskörper der jeweils selben Messschiene abstützen.

Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, stützt sich jeweils ein äußerer, in Fig. 7 jeweils der rechte

Lasteinleitungsteil 24 jeder Messschienen 21, 21a und 21b einerseits auf dem Verformungsköper 27 der jeweils selben Messschiene 21, 21a bzw. 21b ab, während die

gegenüberliegende Seite des Lasteinleitungsteils 24 der Messschiene 21 über die Verbindungsfläche 29 der

Messschiene 21 auf der Aufnahmefläche 28 und dem

Verformungsköper 25 der Messschiene 21a abgestützt ist. In entsprechender Weise ist die gegenüberliegende Seite des Lasteinleitungsteils 24 der Messschiene 21a über die

Verbindungsfläche 29 der Messschiene 21a auf der

Aufnahmefläche 28 und dem Verformungsköper 25 der

Messschiene 21b abgestützt. Für die Abstützung des Lasteinleitungsteils 24 der

Messschiene 21b dient dementsprechend die Verbindungsfläche 29 derselben Messschiene 21b, wobei bevorzugt ein

entsprechend angepasstes Endstück oder Abschlussstück 31, wie bei Fig. 8 zu sehen, vorgesehen sein kann. Das in der Figur 8 eingesetzte Endstück bzw. Abschlussstück 31 ist in der Figur 9 vergrößert dargestellt. Zweckmäßig ist ein solches ferner angepasst, um gleichzeitig einen Übergang zu einer, in den Figuren 7 und 8 nicht dargestellten, sich an das Ende des Messgleises anschließenden Gleisschiene zu ermöglichen. Im einfachsten Fall kann dies, wie bei Figur 9 zu sehen, durch eine plane Abschlussfläche 31b erfolgen.

Auch für die am gegenüberliegenden Ende des Messgleises befindliche Aufnahmefläche 28 der Messschiene 21 ist zweckmäßig ein entsprechend angepasstes Endstück bzw.

Abschlussstück 30, wie bei Fig. 8 zu sehen, vorgesehen. Das in der Figur 8 eingesetzte Endstück bzw. Abschlussstück 30 ist in der Figur 10 vergrößert dargestellt. Zweckmäßig ist auch ein solches ferner angepasst, einen Übergang zu einer, in den Figuren 7 und 8 nicht dargestellten, sich an dieses Ende des Messgleises anschließenden Gleisschiene zu

ermöglichen. Im einfachsten Fall kann dies wiederum, wie bei Figur 10 zu sehen, durch eine plane Abschlussfläche 30b erfolgen.

Somit kann wiederum die RadaufStandskraft , unabhängig von der Position, die ein zu prüfendes Rad auf der Messschiene einnimmt, in der Regel wiederum von jeweils einem

Lasteinleitungsteil über jeweils zwei Gelenke in jeweils zwei Verformungskörper eingeleitet werden und auch die beim Auffahren entstehenden Zugkräfte werden auf die Verformungskörper übertragen und können somit durch die Dehnungsmessstreifen erfasst werden.

Die in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen von Wägemodulen gemäß der Erfindung, besitzen somit

wenigstens drei Messstellen . Derartige Wägemodule können in beliebiger Anzahl aneinandergereiht werden. Nur die

Anfangs- und Endstücke, d.h. der Übergang zum normalen Gleis muss entsprechend angepasst, z.B. wie in den Figuren 9 und 10 dargestellt, ausgeführt werden. Das Abstandsmaß von Auflagerpunkt zu Auflagerpunkt bleibt konstant und kann an die Erfordernisse (z.B. Schwellenabstand) angepasst werden .

Claims

Patentansprüche

1. Wägemodul zur Messung von RadaufStandskräften von Schienenfahrzeugen, umfassend eine Messschiene (1, 16, 20, 21) und eine Anzahl Dehnungsmessstreifen (2), die direkt auf der Messschiene appliziert sind,

wobei die Messschiene (1, 16, 20, 21) einen

Lasteinleitungsbereich sowie wenigstens zwei

Verformungskörper (4, 25, 26, 27) umfasst,

wobei der Lasteinleitungsbereich aus wenigstens einem

Lasteinleitungsteil (3, 22, 23, 24) aufgebaut ist,

wobei jeder Verformungskörper (4) jeweils fest mit einer Lastausleitungsplatte (5) und über jeweils ein Gelenk (6) mit dem Lasteinleitungsbereich verbunden ist, und

wobei auf jedem Verformungskörper (4) jeweils

wenigstens zwei Dehnungsmessstreifen (2) derart angeordnet ist, dass diese Dehnungsmessstreifen (2) die zwischen dem Gelenk (6) und Lastausleitungsplatte (5) wirkenden

Schubverformungen erfassen.

2. Wägemodul nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch

gekennzeichnet, dass die Messschiene (1, 16, 20, 21) einteilig aus einem Schienenprofil gefertigt ist, wobei das Schienenprofil zumindest einen Schienenkopf (7) sowie einen Schienensteg (8) umfasst.

Wägemodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verformungskörper (4) auf einer Lastausleitungslatte (5) abstützt ist, die jeweils mit einem definierten seitlichen Abstand zum Gelenk (6), welches diesen Verformungskörper (4) mit dem Lasteinleitungsbereich verbindet, angeordnet Wägemodul nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verformungskörpern (4) zwischen den Gelenken (6) und den

Lastausleitungslatten (5) ein aktiver

Schubverformungsbereich ausgebildet ist.

Wägemodul nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubverformungsbereiche der Verformungskörper (4) Taschen (13) zur Aufnahme der Dehnungsmessstreifen (2) aufweisen.

Wägemodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungskörper (4) an einer seitlichen Seite der Messschiene zum Anschließen einer Nachbarschiene eine Schräge (14) aufweisen, die zur Zuführung einer elektrischen

Kontaktierung für die Dehnungsmessstreifen (2) geeignet ist.

Wägemodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Lasteinleitungsbereich aus einem Lasteinleitungsteil (3) aufgebaut ist, das sich über die gesamte Länge der Messschiene (1) erstreckt.

Wägemodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschiene (1, 16, 20) zwei Verformungskörper (4) umfasst und in

Längsrichtung spiegelsymmetrisch aufgebaut ist, wobei die Gelenke (6) jeweils am Ende der Messschiene angeordnet sind, so dass das Lasteinleitungsteil (3) symmetrisch über zwei Verformungskörpern (4)

abgestützt ist. 9. Wägemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschiene (21) wenigstens drei Lasteinleitungsteile (22, 23, 24) sowie eine gleiche Anzahl von Gelenken (6) und eine gleiche Anzahl von Verformungskörpern (25, 26, 27) ) sowie eine Aufnahmeeinrichtungen (28) und eine

Verbindungseinrichtung (29) umfasst,

wobei die Verbindungseinrichtung (29) mit einer Aufnahmeeinrichtung (28) einer als Nachbarschiene angeschlossenen identischen Messschiene (21a) eines weiteren Wägemoduls in Eingriff bringbar ist.

10. Wägemodul nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußeres Lasteinleitungsteil

(24) lediglich auf einem Verformungskörper (4) derselben Messschiene (21) abgestützt ist, und die Verbindungseinrichtung (29) derselben Messschiene

(21) zur weiteren Abstützung dieses äußeren

Lasteinleitungsteils (24) dient.