DE102010007384B4 - Device for mounting on supporting structures, in particular on non-stationary bridges or on parts of such bridges - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Anordnung an Tragkonstruktionen, insbesondere an nicht stationären Brücken oder Teilen derartiger Brücken, mit einer Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Zustandes der Tragkonstruktion, die eine Funkeinheit (SE1, SE2, SE3) zur Übermittlung von Tragkonstruktionsdaten, insbesondere von Belastungs-, Identifikations- oder Lagedaten, an eine Ausleseeinheit (AE) aufweist, wobei die Erfassungsvorrichtung mindestens einen mit der Tragkonstruktion verbindbaren Sensor zur Erzeugung eines einen Belastungs- oder Bewegungszustand anzeigenden elektrischen Messsignals, das einer mit der Funkeinheit (SE1, SE2, SE3) verbundenen Signalauswerteeinheit (SA1, SA2, SA3) zugeführt wird, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Erfassungsvorrichtungen als Lastenzyklenzählvorrichtung ausgebildet ist, mit zwei Dehnungsmessstreifen (DMS1–DMS1') als Sensoren, die elektrisch in einer Brückenschaltung (BS) angeordnet sind und von denen ein erster Dehnungsmessstreifen (DMS1), der mit der Tragkonstruktion (B) verbunden ist, ein den in der Tragkonstruktion bei Belastung auftretenden Dehnungen entsprechendes Signal erzeugt, während der zweite, vorzugsweise identisch ausgebildete Dehnungsmessstreifen (DMS1') zur Kompensation von Temperaturänderungen von der Tragkonstruktion (B) mechanisch entkoppelt ist und die Brückenschaltung (BS) zwischen den beiden Dehnungsmessstreifen (DMS1 und DMS1') über einen veränderbaren Brückenabgleichswiderstand (R6) mit der Signalauswerteeinheit (SA1) verbunden ist.Device for arranging on supporting structures, in particular on non-stationary bridges or parts of such bridges, with a detection device for detecting a state of the supporting structure comprising a radio unit (SE1, SE2, SE3) for transmitting supporting construction data, in particular load, identification or position data , to a read-out unit (AE), wherein the detection device at least one connectable to the support structure sensor for generating a load or a movement state indicating electrical measurement signal, which connected to the radio unit (SE1, SE2, SE3) Signalauswerteeinheit (SA1, SA2, SA3), characterized in that at least a part of the detection devices is designed as a load cycle counter, with two strain gauges (DMS1-DMS1 ') as sensors, which are arranged electrically in a bridge circuit (BS) and of which a first strain gage fen (DMS1), which is connected to the supporting structure (B), generates a signal corresponding to the strain occurring in the supporting structure, while the second, preferably identically designed, strain gauge (DMS1 ') compensates for temperature changes of the supporting structure (B). is mechanically decoupled and the bridge circuit (BS) between the two strain gauges (DMS1 and DMS1 ') via a variable bridge balancing resistor (R6) to the signal evaluation unit (SA1) is connected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Anordnung an Tragkonstruktionen, insbesondere an nicht stationären Brücken oder an Teilen derartiger Brücken.The invention relates to a device for arrangement on supporting structures, in particular on non-stationary bridges or on parts of such bridges.
Derartige Einrichtungen können beispielsweise zur Erfassung von Lastenzyklen an bei Katastrophenfällen oder im militärischen Bereich verwendeten nicht stationären Brücken eingesetzt werden, um die Lebensdauer von Brücken zu überwachen. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in
Insbesondere wenn mehrere derartige Einrichtungen an einer Brücke, z. B. bei aus mehreren Brückenmodulen aufgebauten Brücken montiert sind und von einer Ausleseeinheit ausgelesen werden können, ist die Benutzung von Anschlusskabeln schwierig und zeitraubend und bei militärischen Anwendungen of überhaupt nicht möglich.In particular, when several such devices on a bridge, z. B. are mounted in constructed from several bridge modules bridges and can be read by a readout unit, the use of connection cables is difficult and time consuming and in military applications of not possible.
In dem Dokument
Dieses System weist die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf.This system has the features of the preamble of claim 1.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit der in einfacher Weise, ohne Kabelverbindungen und unabhängig von Temperaturschwankungen die Lebensdauer einer Tragkonstruktion überwacht werden kann.Based on this prior art, the present invention seeks to provide a device with which in a simple manner, without cable connections and regardless of temperature fluctuations, the life of a support structure can be monitored.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1.The solution of this object is achieved according to the invention with the features of the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 beschrieben.Advantageous developments of the device according to the invention are described in the dependent claims 2 to 11.
Ein Verlegefahrzeug zur Verlegung von nicht stationären Brücken oder Teilen derartiger Brücken ist Gegenstand von Anspruch 12.A laying vehicle for laying non-stationary bridges or parts of such bridges is the subject of claim 12.
Weiterhin ist in Anspruch 13 ein Verfahren zur Erfassung von Lastenzyklen an Tragkonstruktionen, insbesondere an nicht stationären Brücken oder an Teilen derartiger Brücken und in Anspruch 14 ein Verfahren zur Zählung von Verlegevorgängen an einer nicht stationären Brücke oder an Teilen einer derartigen Brücke beschrieben.Furthermore, a method for detecting load cycles on supporting structures, in particular on non-stationary bridges or on parts of such bridges and in
Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Einrichtung über das Erfassen und Zählen von Lastenzyklen hinaus eine große Anzahl von Anwendungen bei der Identifizierung und Überprüfung sowie auch beim Verlegen von nicht stationären Brücken ermöglicht. So können beispielsweise bei Anordnung von mehreren Lastenzyklenzählgeräten an einer Brücke genauere Ergebnisse erhalten werden und es können schräge Überfahrten erfasst und ausgewertet werden. Weiterhin können beim Verlegen von Brücken und Brückenmodulen die Verlegevorgänge gezählt und gespeichert werden, womit weitere Informationen über die Nutzung der Brücke oder Brückenmodule erfasst und bei der Bestimmung der Restlebensdauer der Brücke oder Brückenmodule berücksichtigt werden können. Die Verlegevoränge können an der Brücke bzw. dem Brückenmodul gezählt und dann einer Ausleseeinheit übermittelt werden, sie können auch direkt in der Verlegeeinrichtung gezählt werden, indem beispielsweise eine Einrichtung am Verlegearm montiert wird, die dort die Lastwechsel erfasst, zählt und weiterleitet.It has been shown that the device according to the invention, in addition to the detection and counting of load cycles, enables a large number of applications in the identification and checking as well as in the laying of non-stationary bridges. For example, if more than one load cycle counter is placed on a bridge, more accurate results can be obtained and oblique passes can be detected and evaluated. Furthermore, when laying bridges and bridge modules, the laying operations can be counted and stored, which further information about the use of the bridge or bridge modules can be detected and taken into account in the determination of the remaining life of the bridge or bridge modules. The Verlegevoränge can be counted at the bridge or the bridge module and then transmitted to a readout, they can also be counted directly in the laying device by, for example, a device on the laying arm is mounted, there detects the load changes, counts and forwards.
Außerdem ist es möglich beim Verlegen von Brücken und Brückenmodulen eine eindeutige Identifikation dieser Brücken oder Brückenmodule sicherzustellen, indem die aufgenommenen Brücken und Brückenmodule, die mit entsprechenden Einrichtungen zur Identifikation versehen sind, drahtlos Identifikationssignale an die Verlegeeinrichtung übermitteln. Dabei kann beispielsweise ein Verlegefahrzeug bereits vor dem Aufnehmen von Brücken oder Brückenmodulen Informationen über die Brücke oder Brückenmodule erhalten, um Fehlbedienungen zu vermeiden. Das Verlegefahrzeug ist dadurch in der Lage sich selbst auf den vorgefundenen Brückentyp zu konfigurieren.In addition, it is possible to ensure the clear identification of these bridges or bridge modules when laying bridges and bridge modules by wirelessly transmitting identification signals to the laying device for the recorded bridges and bridge modules, which are provided with corresponding devices for identification. In this case, for example, a laying vehicle can receive information about the bridge or bridge modules before picking up bridges or bridge modules in order to avoid incorrect operation. The laying vehicle is thereby able to configure itself to the found bridge type.
Auch eine Lageerkennung von Brücken und Brückenteilen kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung durchgeführt werden. Hierzu werden mehrere Einrichtungen zur Identifikation und Überprüfung an verschiedenen Stellen der Brücke und/oder der Brückenmodule montiert. Die entsprechenden Geräte besitzen einen Erkennungsmechanismus, der anzeigt, an welcher Stelle innerhalb der Brückenkonfiguration sie angeordnet sind. Über eine drahtlose Kommunikation der Geräte untereinander werden alle Geräte, die sich in einem vorgegebenen Umkreis befinden, ermittelt. Über GPS kann die absolute Lage der Geräte bestimmt werden. Durch Berechnen der relativen Positionen der Geräte zueinander, kann die Brückenkonfiguration bzw. die Lage eines Brückenmoduls in der Brückenkonfiguration eindeutig festgestellt werden. Weiterhin kann beispielsweise mittels eines Beschleunigungssensors die räumliche Lage beispielsweise eine Neigung der Brücke ermittelt und weitergegeben werden. Dadurch wird eine vollautomatische Brückenverlegung möglich, bei welcher das Verlegefahrzeug nicht mit Personal besetzt sein muss, sondern aus größerer Entfernung (z. B. 3 km) ferngesteuert betätigt werden kann, was bei militärischen Anwendungen von besonderem Vorteil ist.A position detection of bridges and bridge parts can be carried out with the device according to the invention. For this purpose, several devices for identification and verification at different points of the bridge and / or the bridge modules are mounted. The corresponding devices have a detection mechanism that indicates where in the bridge configuration they are located. Through wireless communication of the devices with each other, all devices that are within a given radius, determined. The absolute position of the devices can be determined via GPS. By calculating the relative positions of the devices to each other, the bridge configuration or the location of a bridge module in the bridge configuration can be uniquely determined. Furthermore, for example by means of an acceleration sensor, the spatial position, for example, an inclination of the bridge can be determined and passed on. As a result, a fully automatic bridge laying is possible in which the laying vehicle is not staffed but can be remotely operated from a greater distance (eg 3 km), which is of particular advantage in military applications.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in den erfindungsgemäßen Einrichtungen ein Echtzeit-Taktgeber vorgesehen ist, dem von der Ausleseeinheit oder über GPS über Funk synchronisierende Zeitsignale zugeführt werden. Zählereignisse können dann ausgewertet und unter Angabe von Datum und Uhrzeit gespeichert und ausgelesen werden.Furthermore, it is advantageous if a real-time clock generator is provided in the devices according to the invention, to which time signals are synchronized by the readout unit or via GPS via radio. Counting events can then be evaluated and saved and read out, specifying the date and time.
Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele für eine Einrichtung zur Identifikation und Überprüfung von nicht stationären Brücken oder von Teilen derartiger Brücken nach der Erfindung, sowie deren Anwendungsmöglichkeiten näher erläutert.In the following, embodiments of a device for identifying and checking non-stationary bridges or parts of such bridges according to the invention, as well as their possible applications will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Die
Um ein verpoltes Anschließen der beiden Dehnungsmessstreifen DMS1 und DMS1' über die Steckkontakte ST1 bzw. ST2 zu verhindern, sind diese unterschiedlich ausgestaltet. Der Dehnungsmessstreifen DMS1 wird über einen zweipoligen Stecker ST1 angeschlossen, während der Vergleichs-Dehnungsmessstreifen DMS1' über einen dreipoligen Stecker ST2 angeschlossen wird.In order to prevent a reverse polarity connection of the two strain gauges DMS1 and DMS1 'via the plug contacts ST1 and ST2, these are configured differently. The strain gage DMS1 is connected via a two-pin plug ST1, while the comparison strain gauge DMS1 'is connected via a three-pin plug ST2.
Die Signalauswerteeinrichtung SA1 ist mit einer Funk-Sende/Empfangseinheit SE1 verbunden. Die Ausleseeinheit AE ist ebenfalls mit einer Funk-Sende/Empfangseinheit SE4 verbunden, so dass das Auslesen der in der Signalauswerteeinrichtung 1 gespeicherten Ergebnisse drahtlos über die Funkstrecke F erfolgt.The signal evaluation device SA1 is connected to a radio transmitting / receiving unit SE1. The readout unit AE is likewise connected to a radio transmitting / receiving unit SE4, so that the readout of the results stored in the signal evaluating device 1 takes place wirelessly via the radio link F.
Claims (14)
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