DE3637839A1 - Messgeraet fuer eisenbahn-radprofil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Geräte zum Messen der Profillehre und Standard-Abmessungen von Eisenbahnrädern.

Diese Art von Geräten benötigt man sowohl für die Qualitäts­ kontrolle von neuen Rädern als auch anschließend zur Mes­ sung des Verschleißes bei Rädern während des Betriebes.

Dafür hat man bislang mechanische Schieblehren besonderer Art verwendet. Es sind auch Aufzeichnungsgeräte bekannt, mit denen man ein Diagramm des Radprofils erhält. Das Diagramm wird dann mit dem theoretischen oder vorher erhaltenen Profil verglichen.

Der Nachteil dieser bestehenden Vorrichtungen liegt in der mangelnden Genauigkeit, die leicht zu falschen Schlüssen auf beispielsweise den Verschleiß des Rades führen kann. Die bekannten Vorrichtungen sind darüber hinaus unhandlich im Gebrauch. Es ist bei dieser Art von Meßgeräten nicht möglich, verläßliche Ergebnisse zu erzielen, wenn beispielsweise Ver­ schleißprüfungen bei relativ kurzen Fahrtstrecken durch­ geführt werden um Zeit zu sparen.

Die Erfindung schafft ein verbessertes Meßgerät, mit welchem Profillehre und Standard-Abmessungen von Eisenbahn-Rädern einfach und schnell auch unter Betriebsbedingungen genau gemessen werden können.

Der Erfindung liegt hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen des Radprofils mit denen eines Master-Profils während der Profilmessung ständig vergleichen zu können.

Erfindungsgemäß werden Radprofil und Master-Profil unter Verwendung eines Vergleichs-Meßgerätes verglichen, das mit Dauermagneten an der Spurkranzseite des Rades befestigt ist. Das Master-Profil ist über der zu messenden Radfläche be­ festigt, und die Meßsonden werden seitlich längs der Profil­ flächen bewegt, wobei die Kontaktspitzen die Flächen des Rades und des Master-Profils abtasten. Die Meßsonden sind auf derselben senkrechten Linie angeordnet, und die Kontakt­ spitzen berühren die Profilflächen in gleichen Abständen von den Bezugspunkten der Profile. Beim Messen erzeugt die dem Radprofil folgende Sonde ein elektrisches Signal, das den Abweichungen der Abmessungen von Rad- und Master-Profil proportional ist. Dieses Differenzsignal kann verstärkt und mit einem Schreiber aufgezeichnet werden.

Durch Nullung des Gerätes an der höchsten Stelle des Spur­ kranzes ist das Differenzsignal dem Verschleiß des Rades direkt proportional.

Das Abtasten von Rad- und Master-Profil während der Messung kann auf mechanischem, optischem, elektrischem, magnetischem oder pneumatischem Wege erfolgen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Gerätes der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gerätes, welches an dem Rad befestigt ist.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Gerätes in normaler Richtung auf die Ebene des Rades.

Nachstehend sind Konstruktion und Funktion des bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die Figuren in den Ab­ bildungen beschrieben.

Das Meßgerät ist an dem zu messenden Rad (1) mittels zweier Dauermagneten befestigt, die in der Grundplatte (2) so an­ gebracht sind, daß die Führungszapfen (3) am äußeren Rand und die Grundplatte an der Seitenfläche auf der Spurkranz­ seite des Rades aufliegen, die normgemäß als Bezugsfläche in der Abmessung dient.

Da sich der äußere Rand des Rades, auf dem die Zapfen (3) sich abstützen, im Gebrauch nicht abnutzt, kann er eben­ falls als Bezugsdurchmesser dienen. Der Körper des Gerätes (4) ist rechtwinklig an der Grundplatte befestigt. Der Meß­ wagen (5) wird in horizontaler Richtung längs der Gleit­ schienen auf dem Gerätekörper mittels einer im Wagen ange­ brachten Nut und einer von einem Schrittmotor (6) gedrehten Verstellspindel bewegt.

Auf den senkrechten Gleitschienen auf dem Meßwagen bewegt sich in senkrechter Richtung ein weiterer Meßwagen (8). Die an dem letztgenannten Meßwagen angebrachte feste Sonde (9) folgt der Form der oberen Fläche des am Meßgerätkörper mit zwei Zapfen (10) befestigten Master-Profils. Somit be­ wegt sich der Meßwagen in senkrechter Richtung entsprechend den Bewegungen der Master-Sonde, wenn sie die obere Fläche des Master-Profils (11) abtastet.

In dem sich in senkrechter Richtung bewegenden Meßwagen ist ein Meßwandler vorgesehen und die Arbeitssonde (12) mit einer Kontaktspitze (13) gleitend gelagert, die der Form des gemessenen Radprofils folgt, wenn sich der Meßwagen (5) in horizontaler Richtung bewegt.

Die Kontaktspitzen der Meßsonden (9) und (13) befinden sich auf derselben senkrechten Linie und haben somit stets gleichen Abstand zur Bezugsfläche.

Aufgrund des Arbeitsprinzips der Arbeitssonde sind die Änderungen des Ausgangssignals der Arbeitssonde proportional den Änderungen im gegenseitigen Abstand der Kontaktspitzen. Zu Beginn der Messung befinden sich die Meßspitzen an der höchsten Stelle des Spurkranzes durch Bewegen des Meßwagens (5).

Das Signal von der Arbeitssonde wird an diesem Punkt auf Null gesetzt. Die Messung geschieht durch Bewegen der Kontakt­ spitzen in den richtigen Abstand vom Bezugspunkt (die in Fig. 1 dargestellte Meßentfernung von 55 mm entspricht dem Laufkreis nach UIC-Norm).

Das Ausgangssignal von der Arbeitssonde ist dann direkt proportional der Höhendifferenz zwischen dem Master-Profil und dem Radprofil und somit dem Betrag an Verschleiß des Rades. Die Messung kann an verschiedenen Stellen des Profils und am Umfang des Rades wiederholt werden, um einen klaren Überblick über die Verteilung des Verschleißes in verschie­ denen Teilen des Rades zu erhalten.

Das erfindungsgemäße Meßgerät kann zur Messung von Rädern gemäß verschiedenen Normen verwendet werden, indem man einfach das Master-Profil dem entsprechenden Standard anpaßt. Die Messung und Aufzeichnung der Ergebnisse kann bei dem erfindungsgemäßen Meßgerät unter Verwendung beispielsweise eines Mikrorechners und Abspeichern der Ergebnisse der unter Betriebsbedingungen auf der Strecke durchgeführen Messungen in den Speicher des Mikrorechners für spätere Analysen auto­ matisiert werden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Master-Profil (11) durch eine mathematische Funktion ersetzt werden, die in den Speicher eines Mikrorechners eingegeben wird. Der Meßwagen (8) wird dann in senkrechter Richtung mittels eines vom Mikrorechner betätigten Schritt­ motors, der die Verstellspindel dreht, und mittels einer im Meßwagen angebrachten Nut so bewegt, daß die Stellung des Meßwagens (8) der Höhe des Master-Profils im ent­ sprechenden Abstand zur Bezugsfläche entspricht.

Mit den Meßgeräten der Erfindung erzielt man leicht ein hohes Maß an genauen Meßergebnissen von beispielsweise Rad­ verschleiß. Bei durchgeführten Messungen war die Meßgenauig­ keit 0,03 mm bei einer Verschleißtiefe von 0-10 mm. Das Drehen der Räder zwecks Wartung kann gegenüber früherer Handhabung wirtschaftlicher mittels Messungen mit dem er­ findungsgemäßen Meßgerät durchgeführt werden.

Claims (4)

1. Meßgerät zur Bestimmung der genauen Form eines Eisenbahn- Radprofils, gekennzeichnet durch zwei getrennte Meßsonden mit Kontaktspitzen zum Eingreifen an der Oberfläche des Radprofils und gleich­ zeitig an der Oberfläche eines Master-Profils, welche ein Meßsignal erzeugen, das den Änderungen im gegenseitigen Abstand der Kontaktspitzen in senkrechter Richtung pro­ portional ist.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kontaktspitzen auf derselben senkrechten Linie befinden.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät beim Messen fest am Rad angebracht ist und die Kontaktspitzen sich in seitlicher Richtung gegen­ über dem Radprofil und dem Master-Profil bewegen.

4. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Master-Profil durch eine mathematische Funktion ersetzt ist, welche in den Speicher eines Mikrorechners eingegeben ist und die senkrechte Lage des Maßwagens (8) durch die Funktion gesteuert wird, wenn die Kontaktspitzen (13) am Radprofil eingreifen.