DE3401699C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen der Rad­ lasten schnellfahrender Schienenfahrzeuge, - mit mehreren längs der Schienen eines Gleises im Abstand voneinander an­ gebrachten Meßstellen, wobei jede Meßstelle wenigstens ei­ nen direkt am Steg der Schiene in Höhe der neutralen Faser und orthogonal dazu befestigten Dehnungsmeßstreifen aufweist sowie den Dehnungsmeßstreifen Meßverstärker zuge­ ordnet sind und die Meßstellen der beiden Schienen in Gleis­ richtung versetzt zueinander angeordnet sind.

Eine derartige Anordnung ist bekannt (DD-PS 1 01 758, DE-PS 32 26 740). Dabei werden Dehnungen des Schienenstegs gemes­ sen, die nicht aus Biegungen oder Schubspannungen resultie­ ren, sondern aus Stauchungen des Schienenstegs unter der Wirkung des überlaufenden Rades. Diese Stauchungen entspre­ chen den gesuchten und zu ermittelnden Radlasten unmittel­ bar. Deswegen können die Radlasten auf direktem Wege be­ stimmt werden. Die Bestimmung ist auch genauer, weil die Breite einer Meßstelle praktisch nur durch die Breite ei­ nes Dehnungsmeßstreifens bestimmt ist, der auf den Schie­ nensteg mit seiner Hauptwirkungsrichtung vertikal orientiert aufgeklebt ist. Die dem Meßsignal überlagerten hochfrequen­ ten regellosen Störungen lassen sich durch geeignete Ver­ arbeitung bzw. Filterung des Meßsignals eliminieren. Bei einem fahrenden Schienenfahrzeug sind den statischen Radla­ sten aber nicht nur hochfrequente regellose Störungen über­ lagert, sondern auch niederfrequente Störungen, die unter dem Begriff "Sinuslauf" zusammengefaßt werden. Spektral­ analysen haben gezeigt, daß im Geschwindigkeitsbereich von 20 bis 100 km/h die wichtigsten Schwingungen Wellen­ längen zwischen 9 und 16 m besitzen. Deswegen werden längs des Gleises mehrere Meßstellen hintereinander angeordnet und zu einer Meßstrecke zusammengefaßt. Eine Meßstrecke kann bis zu 15 Meßstellen aufweisen, - und zwar an jeder Schiene. Das bedeutet einen erheblichen gerätetechnischen Aufwand, wenn jeder Meßstelle ein eigener Meßverstärker zugeordnet wird. Die Vielzahl der Meßstellen und der zuge­ ordneten Geräte bedingt auch eine entsprechend große Anzahl von Fehlerquellen.

Bei einer anderen bekannten Anordnung (GB-PS 15 18 359) werden die Radlasten nicht über Stauchungen des Schienen­ stegs, sondern über Durchbiegungen des Schienenstegs mit in den Schienensteg eingesetzten Meßgliedern gemessen. Dabei können auch die Meßsignale von zwei an einer Schiene aufeinanderfolgenden Meßstellen zur Summenbildung dem glei­ chen Meßverstärker zugeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, den gerätetechnischen Aufwand und damit die Anzahl der Fehlerquellen bei einer gattungs­ gemäßen Anordnung zu verringern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Versatz zweier in Gleislängsrichtung aufeinanderfolgender Meßstellen kleiner ist als der kleinste in der Praxis auftretende Achsabstand von Schienenfahrzeugen, daß die Dehnungsmeß­ streifen dieser beiden Meßstellen an den gleichen Meßver­ stärker angeschlossen sind und daß die Dehnungsmeßstreifen dieser Meßstellen derart zu einer Brücke geschaltet sind, daß das Meßsignal der einen Meßstelle im positiven Bereich und das Meßsignal der anderen Meßstelle im negativen Bereich liegt.

Damit läßt sich die Anzahl der Meßverstärker längs einer Meßstrecke auf die Hälfte reduzieren. Dementsprechend wird auch die Anzahl der möglichen Fehlerquellen reduziert. Da gleichwohl Meßsignale sowohl im positiven als auch im ne­ gativen Bereich anfallen, wird ihre Identifizierung und Auswertung erleichtert.

Vorzugsweise kann jede Meßstelle auf zwei gegenüberliegen­ den Seiten des Stegs der Schiene befestigte Dehnungsmeß­ streifen aufweisen.

Es ist zweckmäßig, wenn die Meßstellen zwischen den Schwel­ len des Gleises angeordnet sind. Der Abstand der Meßstel­ len einer Schiene sollte ca. 1,20 m betragen, - das ent­ spricht etwa dem doppelten Schwellenabstand. Der Abstand zweier zu einer Doppelmeßstelle zusammengefaßter Meßstel­ len ist kleiner als der kleinste in der Praxis vorkommen­ de Achsabstand von Schienenfahrzeugen.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf einen Teil einer Meßstrecke zum Messen der Radla­ sten schnellfahrender Schienenfahrzeuge,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Zusammenschaltung zweier in Gleislängsrichtung aufeinanderfolgender Meßstellen zu einer Wheatstone-Brücke,

Fig. 3 schematisch das Meßsignal zweier zusammengeschalte­ ter Meßstellen.

Zu dem in Fig. 1 dargestellten Gleis gehören zwei Schie­ nen 1, 2, die auf Schwellen 3 verlegt sind. An der Schiene 1 befinden sich Meßstellen 4, 5 und an der Schiene 2 Meßstel­ len 6, 7 zum Messen der Radlasten von die Schienen 1, 2 überlaufenden Rädern eines Schienenfahrzeuges. An jeder Schiene 1 bzw. 2 sind lediglich zwei Meßstellen 4, 5 bzw. 6, 7 dargestellt. Die Meßstrecke umfaßt jedoch bis zu 15 Meßstellen an jeder Schiene 1, 2.

Die Meßstellen 4-7 sind jeweils im Bereich zwischen den Schwellen 3 angeordnet. Der Abstand der Meßstellen 4, 5 bzw. 6, 7 untereinander ist im wesentlichen gleich, er ent­ spricht im wesentlichen dem doppelten Schwellenabstand. Wie dargestellt, sind die Meßstellen 4, 5 der Schiene 1 ge­ genüber den Meßstellen 6, 7 der Schiene 2 in Gleisrichtung zueinander versetzt, so daß jedes Feld zwischen zwei benach­ barten Schwellen eine Meßstelle entweder an der Schiene 1 oder an der Schiene 2 aufweist.

Zu jeder Meßstelle 4, 5 gehören Dehnungsmeßstreifen 8, 9, die beidseits am Steg der Schiene 1 in Höhe der neutralen Faser der Schiene so befestigt sind, daß sich ihre Hauptwir­ kungsrichtung senkrecht zur neutralen Faser, d.h. vertikal, erstreckt. Entsprechendes gilt für die Meßstellen 6, 7 der Schiene 2, zu denen jeweils Dehnungsmeßstreifen 10, 11 ge­ hören.

Die Dehnungsmeßstreifen 8, 9 der Meßstelle 4 sind mit den Dehnungsmeßstreifen 10, 11 der Meßstelle 6 an einem gemein­ samen Meßverstärker 12 angeschlossen. Die Dehnungsmeßstrei­ fen 8, 9 der Meßstelle 5 sind zusammen mit den Dehnungsmeß­ streifen 10, 11 der Meßstelle 7 ebenfalls an einen gemein­ samen Meßverstärker 13 angeschlossen. Entsprechendes gilt auch für die einander gegenüberliegenden Meßstellen der Schienen 1, 2 der weiteren Meßstrecke.

Fig. 2 zeigt die Zusammenschaltung der Dehnungsmeßstrei­ fen 8-11 zu einer Wheatstone-Brücke im jeweiligen Meß­ verstärker 12 bzw. 13. Mit dieser Schaltung ergibt sich das in Fig. 3 dargestellte Meßsignal beim Überlauf einer Achse über die zusammengeschalteten Meßstellen 4, 6 bzw. 5, 7 sowie weiterer zusammengeschalteter Meßstellen der Meß­ strecke.

Claims (4)

1. Anordnung zum Messen der Radlasten schnellfahrender Schie­ nenfahrzeuge, - mit mehreren längs der Schienen eines Gleises im Abstand voneinander angebrachten Meßstellen, wobei jede Meßstelle wenigstens einen direkt am Steg der Schiene in Höhe der neutralen Faser und orthogonal dazu befestigten Dehnungsmeßstreifen aufweist sowie den Deh­ nungsmeßstreifen Meßverstärker zugeordnet sind und die Meßstellen der beiden Schienen in Gleisrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Versatz zweier in Gleisrichtung aufeinanderfolgender Meßstellen (4, 6; 5, 7) kleiner ist als der kleinste in der Praxis auftretende Achsabstand von Schienenfahrzeugen, daß die Dehnungsmeßstreifen (8, 9; 10, 11) dieser beiden Meßstellen (4, 6; 5, 7) an den gleichen Meßverstärker (12; 13) angeschlossen sind und daß die Dehnungsmeßstreifen (8, 9; 10, 11) dieser Meß­ stellen (4, 6; 5, 7) derart zu einer Brücke geschaltet sind, daß das Meßsignal der einen Meßstelle im positiven Bereich und das Meßsignal der anderen Meßstelle im nega­ tiven Bereich liegt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Meßstelle (4-7) wenigstens zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Stegs der Schie­ ne (1, 2) befestigte Dehnungsmeßstreifen (8, 9; 10, 11) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßstellen (4-7) zwi­ schen den Schwellen (3) des Gleises angeordnet sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Meß­ stellen (4, 5; 6, 7) einer Schiene (1; 2) ca. 1,20 m be­ trägt.