Meten van wiellast en zijdelingse kracht direct op de rails

Het doel was een nauwkeurige registratie van:

• de verticale wiellast
• én de laterale zijdelingse krachten

Daarbij moesten zowel positieve als negatieve krachtcomponenten duidelijk en storingsvrij worden gedetecteerd. Voor de klant waren vooral belangrijk:

• hoge meetnauwkeurigheid
• een robuuste en duurzame installatie direct op de rail
• betrouwbare scheiding tussen lengte- en dwarskrachten

De rekstrookjes zijn onder een hoek van 45° ten opzichte van de hoofd-as van de rail geplaatst. Dit gebeurde op de aangegeven posities:

• op het railweb/-flens (voor de wiellast)
• op de railvoet (voor de zijdelingse kracht)

Een rekstrookje dat aan de zijkant van de rail onder een hoek van 45° is geplaatst, ondergaat bij wiellast een ruitvormige vervorming op het meetpunt.

De rekstrookjes 1, 2, 5 en 6 leveren positieve uitgangssignalen. De rekstrookjes 3, 4, 7 en 8 leveren negatieve uitgangssignalen.

Dit resulteert in een positieve bruguitgang zodra er een wiellast aanwezig is.

Tussen twee wielen zijn de buigmomenten even groot. Er ontstaat geen resulterende dwarskracht tussen de wielen. Omdat de rekstrookjes onder 45° zijn aangebracht, is het uitgangssignaal vooral gekoppeld aan schuifrek.

Theoretisch hangt de schuifrek alleen samen met de wiellast. In de praktijk beïnvloeden ook zijdelingse krachten en de specifieke contactomstandigheden tussen wiel en rail het uitgangssignaal. Om deze effecten te minimaliseren worden acht rekstrookjes gebruikt. Hun signalen worden gemiddeld om ongewenste componenten weg te filteren.

Wanneer de afstand tussen de rekstrookgroepen wordt verkleind van 1000 mm naar 150 mm, wordt de duur van de belasting korter wanneer een wiel eroverheen rolt. 

De amplitude van het uitgangssignaal blijft naar verwachting grotendeels gelijk. Wel is een herkalibratie nodig om de relatie tussen belasting en uitgangssignaal te controleren en waar nodig te actualiseren.