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DE3617085A1 - Device for measuring forces acting in railway rails or similar loaded beams - Google Patents

Device for measuring forces acting in railway rails or similar loaded beams

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DE3617085A1
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Oswald Stoermer
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Abstract

The device is used in order to measure forces acting in railway rails or similar loaded beams with the aid of strain gauges which are inserted into a recess in the rail in the plane of the neutral fibre, and from the output signal of which an evaluation unit calculates the vertical forces acting in the neutral fibre. In order to input the deformation onto the strain gauge or gauges, provision is made of a sleeve or a bush (1) which is inserted into the recess (2) in the rail (3) under elastic deformation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen von in Eisenbahnschienen oder ähnlichen belasteten Balken wirkenden Kräften mit Dehnungsaufnehmern gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 und ist eine Zusatzanmeldung zu der Deutschen Patentanmeldung P 35 37 420.9.The invention relates to a device for measuring of beams loaded in railroad tracks or similar acting forces with strain transducers according to the Oberbe handle of claim 1 and is an additional application to the German patent application P 35 37 420.9.

Aus dieser älteren Patentanmeldung ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, die in eine Ausnehmung in der Schiene derart einsetzbar ist, daß die Dehnungsaufnehmer in der Ebene der neutralen Phase angeordnet sind. Aus dem Ausgangssignal der Dehnungsauf­ nehmer berechnet eine Auswerteeinheit die in Vertikalrich­ tung wirkenden Kräfte.One device is from this earlier patent application known according to the preamble of claim 1, the can be inserted into a recess in the rail in such a way that the strain gauges are in the neutral phase plane are arranged. From the output signal of the expansion an evaluation unit calculates the in vertical direction forces.

Bei der in der älteren Patentanmeldung beschriebenen Vor­ richtung ist die Ausnehmung in der Schiene entweder ein Sackloch oder eine Durchgangsbohrung. Die Dehnungsaufneh­ mer können entweder auf den Boden des Sacklochs aufge­ bracht oder mittels einer Hülse, die durch die Verformung der Schiene ebenfalls verformt wird, in dem Sackloch oder der Durchgangsbohrung befestigt werden. Zum Einklemmen der Hülse in der Ausnehmung bzw. zum Festklemmen der Dehnungs­ aufnehmer auf dem Boden des Sacklochs sind in der älteren Patentanmeldung vergleichsweise aufwendige Maßnahmen beschrieben, die zu einem erhöhten Kostenaufwand führen.In the case described in the earlier patent application direction is the recess in the rail either Blind hole or a through hole. The stretch absorption mer can either be put on the bottom of the blind hole brings or by means of a sleeve caused by the deformation the rail is also deformed, in the blind hole or the through hole. To pinch the Sleeve in the recess or for clamping the expansion Transducers on the bottom of the blind hole are in the older one Patent application comparatively complex measures described, which lead to an increased cost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrich­ tung zum Messen von in Eisenbahnschienen oder ähnlichen belasteten Balken wirkenden Kräften gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Vorrichtung kostengünstig herstellbar ist.The invention is based on the object, a Vorrich device for measuring in railroad tracks or similar loads acting on beams according to the generic term  of claim 1 so that the Device is inexpensive to manufacture.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet. Erfindungsgemäß wird ein vereinfachter Aufbau und damit eine kostengünstigere Herstellung der Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch erreicht, daß die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie bereits unter elastischer Verfor­ mung in die Ausnehmung in der Schiene einsetzbar ist. Hierdurch entfallen die gemäß der älteren Anmeldung P 35 37 420.9 vorgesehenen zusätzlichen Spann- und Klemmteile. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist damit nur noch eine Hülse bzw. eine Büchse auf, in die der oder die Dehnungs­ aufnehmer eingesetzt sind bzw. durch die der oder die Dehnungsaufnehmer festgeklemmt werden, und die durch elastische Verformung in der Ausnehmung in der Schiene gehalten ist.An inventive solution to this problem is in the Characterized claims. According to the invention Simplified construction and thus a more economical one Manufacture of the device according to the preamble of Claim 1 achieved in that the device is formed that it is already under elastic deformation tion can be inserted into the recess in the rail. This eliminates the P 35 according to the earlier application 37 420.9 provided additional clamping and clamping parts. The device according to the invention thus only has one Sleeve or a sleeve in which the or the expansion sensors are used or by whom Strain sensors are clamped, and by elastic deformation in the recess in the rail is held.

Die elastische Verformung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß die Vorrichtung stark unterkühlt in die Ausnehmung in der Schiene eingesetzt wird. Bei Errei­ chen der Temperatur der Schiene spannt sich die Vorrich­ tung von selbst. Ferner ist es auch möglich, eine mit entsprechendem "Übermaß" gefertigte Vorrichtung unter elastischer Verformung die Ausnehmung der Schiene einzu­ pressen.The elastic deformation can, for example, thereby achieved that the device is supercooled in the recess is inserted in the rail. When Errei The device tightens the temperature of the rail tion by itself. Furthermore, it is also possible to use a corresponding "oversize" manufactured device under elastic deformation to the recess of the rail press.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are in the subclaims specified.

Gemäß Anspruch 2 weist die Außenkontur der Büchse bzw. Hülse der Vorrichtung eine umlaufende Erhöhung auf, die unter elastischer Verformung für eine linienförmige Anlage an der Schiene sorgt.According to claim 2, the outer contour of the sleeve or Sleeve of the device on a circumferential increase on that with elastic deformation for a linear system  on the rail.

Gemäß Anspruch 3 ist die Ausnehmung in der Schiene konisch ausgeführt. In die konische Ausnehmung wird eine mit entsprechender Toleranz gefertigte Vorrichtung elastisch so eingepreßt, daß die Krafteinleitungsstelle in der neutralen Faser liegt. Diese Ausbildung der Ausnehmung der Schiene hat den Vorteil, daß die Vorrichtung störungsfrei entnommen werden kann.According to claim 3, the recess in the rail is conical executed. In the conical recess is one with Appropriate tolerance manufactured device elastic pressed in so that the force application point in the neutral fiber. This training the recess of the Rail has the advantage that the device is trouble-free can be removed.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke, den oder die Dehnungs­ aufnehmer durch elastische Verformung einer Büchse festzu­ klemmen, kann auch bei Dehnungsaufnehmern verwendet wer­ den, die auf den Boden eines Sacklochs aufgebracht sind. Hierzu werden die Dehnungsaufnehmer beispielsweise gemäß Anspruch 4 mit einem elastischen Zwischenstück von der elastisch verformten Büchse festgeklemmt.The basic idea of the invention, the or the expansion transducer by elastic deformation of a sleeve clamp, can also be used with strain gauges the ones that are put on the bottom of a blind hole. For this purpose, the extensometers are, for example, according to Claim 4 with an elastic intermediate piece of the elastically deformed bush clamped.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben, deren einzige Figur einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt.The invention is based on an embodiment example with reference to the drawing be wrote, the only figure of a cross section through shows embodiment of the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Hülse bzw. eine Büchse 1 auf, die in eine Durchgangsbohrung 2 einer Schiene 3 einsetzbar ist. Die Hülse 1 weist an ihrer Umfangsfläche eine umlaufende Erhöhung 4 auf, mit der sie an der Innenfläche der Durchgangsbohrung 2 in der Schiene anliegt. Im Bereich der umlaufenden Erhöhung 4 ist in der Hülse 1 ein Steg 5 vorgesehen, auf dem nicht dargestellte Dehnungsaufnehmer aufgebracht sind. Ferner ist an der Hülse 1 ein Anschlag 6 angebracht, mit dem die Hülse 1 an der Schiene 3 anliegt. Der Abstand der Anschlagfläche des Anschlages 6 von der umlaufenden Erhöhung 4 ist so ge­ wählt daß die umlaufende Erhöhung 4 und damit der Steg 5 in der Ebene der neutralen Faser der Schiene 3 liegen.The device according to the invention has a sleeve or bushing 1 which can be inserted into a through hole 2 of a rail 3 . The sleeve 1 has on its circumferential surface a circumferential elevation 4 with which it rests on the inner surface of the through hole 2 in the rail. In the area of the circumferential elevation 4 , a web 5 is provided in the sleeve 1 , on which strain gauges, not shown, are applied. Furthermore, a stop 6 is attached to the sleeve 1 , with which the sleeve 1 rests on the rail 3 . The distance of the stop surface of the stop 6 from the circumferential elevation 4 is selected so that the circumferential elevation 4 and thus the web 5 lie in the plane of the neutral fiber of the rail 3 .

Der Durchmesser der Hülse im Bereich der umlaufenden Erhöhung 4 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 2, während der Durchmesser der Hülse 1 geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung 2 ist. Damit wird die Hülse 1 im Bereich der Erhöhung 4 beim Einsetzen in die Schiene 3 elastisch verformt und in der Bohrung 2 festgeklemmmt. In der Schiene 3 in Vertikalrich­ tung wirkende Kräfte werden somit über die Erhöhung 4 auf den Steg 5 übertragen, auf dem die Dehnungsaufnehmer aufgebracht sind. Da sich der Steg in der neutralen Faser der Schiene 3 befindet, kann die nicht im einzelnen darge­ stellte Auswerteeinheit aus dem Ausgangssignal der Deh­ nungsaufnehmer die in Vertikalrichtung in der neutralen Faser der Schiene 3 wirkenden Kräfte berechnen.The diameter of the sleeve in the area of the circumferential elevation 4 is slightly larger than the diameter of the through hole 2 , while the diameter of the sleeve 1 is slightly smaller than the diameter of the hole 2 . Thus, the sleeve 1 is elastically deformed in the area of the elevation 4 when inserted into the rail 3 and clamped in the bore 2 . In the rail 3 in the vertical direction acting forces are thus transmitted via the increase 4 to the web 5 , on which the strain gauges are applied. Since the web is in the neutral fiber of the rail 3 , the evaluation unit not shown in detail can calculate the forces acting in the vertical direction in the neutral fiber of the rail 3 from the output signal of the expansion sensor.

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels beschrieben worden. Im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, eine Hülse bzw. eine Büchse in einer Ausnehmung in der Schiene mittels elastischer Verformung der Hülse festzuklemmen sind natürlich die verschiedensten Modifikationen möglich:The invention is based on an exemplary embodiment been described. As part of the general The idea of the invention, a sleeve or a sleeve in one Recess in the rail by means of elastic deformation the sleeve is of course the most diverse Modifications possible:

Beispielsweise kann an Stelle einer Durchgangsbohrung ein Sackloch verwendet werden. Auch ist es möglich, die Erhö­ hung 4 nicht umlaufend auszuführen, sondern sie so zu gestalten, daß die Hülse 1 nur eine teilweise linienför­ mige Anlage an der Innenfläche der Ausnehmung 2 hat.For example, a blind hole can be used instead of a through hole. It is also possible not to run the elevation 4 all round, but to design it so that the sleeve 1 has only a partial linienför shaped system on the inner surface of the recess 2 .

Auch ist es nicht erforderlich, die Dehnungsaufnehmer auf einem Steg in der Hülse vorzusehen. Die Dehnungsaufnehmer können vielmehr auch auf den Boden eines Sacklochs aufge­ bracht und mittels einer in der Ausnehmung festgeklemmten Hülse sowie eines elastischen verformten Zwischenteils, das beispielsweise aus Gummi oder dergleichen besteht, an den Boden des Sacklochs festgeklemmt werden.It is also not necessary to open the strain gauges to provide a web in the sleeve. The strain gauges can rather be put on the bottom of a blind hole  brings and by means of a clamped in the recess Sleeve and an elastic deformed intermediate part, which consists for example of rubber or the like the bottom of the blind hole to be clamped.

Im übrigen sind auch alle Modifikationen und Weiterbildun­ gen der Hülse möglich, wie sie in der Hauptanmeldung P 35 37 420.9 beschrieben sind: Beispielsweise kann an der Hülse eine Markierung angebracht werden, die die Ausrich­ tung der Dehnungsaufnehmer erlaubt.In addition, all modifications and further training are possible to the sleeve, as in the main application P 35 37 420.9: For example, at the A mark must be made to mark the alignment extension sensors allowed.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Messen von in Eisenbahnschienen oder ähnlichen belasteten Balken wirkenden Kräften mit Deh­ nungsaufnehmern, die in eine Ausnehmung in der Schiene in der Ebene der neutralen Faser eingesetzt sind, und aus deren Ausgangssignal eine Auswerteeinheit die in der neutralen Faser wirkenden vertikalen Kräfte berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einleitung der Verformung auf den oder die Dehnungsaufnehmer eine Hülse bzw. eine Büchse (1) vorgesehen ist, die unter elastischer Verfor­ mung in die Ausnehmung (2) in der Schiene (3) eingesetzt ist.1.Device for measuring forces acting in railroad tracks or similar loaded beams with expansion sensors which are inserted into a recess in the rail in the plane of the neutral fiber, and from whose output signal an evaluation unit calculates the vertical forces acting in the neutral fiber, characterized in that a sleeve or a bushing ( 1 ) is provided to initiate the deformation on the one or more strain gauges and is inserted under elastic deformation into the recess ( 2 ) in the rail ( 3 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse eine Erhöhung auf­ weist, mit der sie zumindest teilweise linienförmig an der Innenfläche der Ausnehmung im Bereich der vertikalen Faser der Schiene (3) anliegt.2. Device according to claim 1, characterized in that the sleeve has an elevation with which it bears at least partially linearly on the inner surface of the recess in the region of the vertical fiber of the rail ( 3 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Erhöhung (4) der Hülse (1) in der Hülse ein Steg (5) vorgesehen ist, auf den der oder die Dehnungsaufnehmer aufgebracht sind. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that in the region of the elevation ( 4 ) of the sleeve ( 1 ) in the sleeve, a web ( 5 ) is provided, on which the strain sensor (s) are applied. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) einen Tiefenan­ schlag (6) aufweist, mit dem sie an der Schiene (3) an­ liegt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sleeve ( 1 ) has a Tiefenan impact ( 6 ) with which it lies on the rail ( 3 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Dehnungsaufnehmer auf dem Boden eines Sacklochs aufgebracht sind und mittels eines elastisch verformten Zwischenelements und der durch das Einsetzen in das Sackloch elastisch verformten Hülse festgeklemmt sind.5. The device according to claim 1, characterized in that the one or more extensometers are applied to the bottom of a blind hole and by means of an elastically deformed intermediate element and by insertion into the blind hole elastically deformed sleeve are clamped.
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