AT513611B1

AT513611B1 - Test bench for wheelset shafts

Info

Publication number: AT513611B1
Application number: ATA50089/2013A
Authority: AT
Inventors: Hauke Miorini; Christian Dr Moser; Christian Thöni; Franz Josef Weber
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-06-15
Also published as: AT513611A4; EP2954298A1; WO2014122059A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Radsatzwellen mit folgenden Merkmalen:- die zu prüfende Radsatzwelle weist zwei montierte Radscheiben auf,- die Biegemomenteinleitung erfolgt über die beiden Radscheiben,- die Lagerung der zu prüfenden Radsatzwelle an den Haltekonsolen erfolgt im erwarteten Bereich der Schwingungsknoten mittels Gummilagern,- die Grundeigenfrequenzen der Haltekonsolen liegen über der Prüffrequenz.Mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand können Prüfzeit und Prüfkosten erheblich reduziert werden. Die notwendige Messtechnik kann auf der Radsatzwelle (3) einfach montiert werden, damit kommt Standardmesstechnik zum Einsatz.The invention relates to a test stand for axles with the following features: the wheelset shaft to be tested has two mounted wheel disks, the bending moment introduction takes place via the two wheel disks, the bearings of the wheelset shaft to be tested on the retaining brackets are in the expected area of the vibration nodes by means of rubber bearings, - The Grundigenfrequenzen the retaining brackets are above the Prüfffrequenz.Mit test bench according to the invention test time and test costs can be significantly reduced. The necessary measuring technology can be easily mounted on the wheelset shaft (3), using standard measuring technology.

Description

österreichisches Patentamt AT 513 611 B1 2014-06-15Austrian Patent Office AT 513 611 B1 2014-06-15

Beschreibungdescription

PRÜFSTAND FÜR RADSATZWELLENTEST BENCH FOR WHEEL WAVES

[0001] Zur Festigkeitsprüfung von Radsatzwellen in Prüfständen werden typischerweise umlaufende Biegebeanspruchungen in die zu prüfende Welle eingebracht.For strength testing of axles in test benches circulating bending stresses are typically introduced into the shaft to be tested.

[0002] Die zu prüfende Radsatzwelle, wird einseitig am Fundament mit der Radscheibe befestigt. Die Krafteinleitung erfolgt mithilfe eines Unwuchterregers, welcher am freien Ende der Welle montiert ist.The wheelset to be tested, is attached to one side of the foundation with the wheel disc. The force is introduced by means of an unbalance exciter, which is mounted at the free end of the shaft.

[0003] Die dabei aufgebrachte Biegebeanspruchung in der Welle entspricht nur an einer Stelle der Welle den tatsächlichen Beanspruchungen im Betrieb. Die Biegebeanspruchung nimmt von der Einspannstelle bis zum freien Ende mit dem Unwuchterreger kontinuierlich ab. Konstruktionsbedingt sind die Prüffrequenzen mit etwa 20Hz begrenzt.The thereby applied bending stress in the shaft corresponds to the actual stresses during operation only at one point of the shaft. The bending stress decreases continuously from the clamping point to the free end with the unbalance exciter. By design, the test frequencies are limited to about 20Hz.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Prüfung besser an die tatsächlichen Belastungen beim Betrieb der Radsatzwellen anzupassen.The invention has for its object to better adapt the test to the actual loads during operation of the wheelset.

[0005] Dies geschieht erfindungsgemäß mit einem Prüfstand mit folgenden Merkmalen: [0006] - die zu prüfenden Radsatzwellen weisen zwei montierte Radscheiben auf, [0007] - die Biegemomenteinleitung erfolgt über die beiden Radscheiben, [0008] - die Lagerung der zu prüfenden Radsatzwelle an den Haltekonsolen erfolgt im erwar teten Bereich der Schwingungsknoten mittels Gummilagern, [0009] - Grundeigenfrequenzen der Haltekonsolen liegen über der Prüffrequenz.This is done according to the invention with a test stand having the following features: [0006] the wheel set shafts to be tested have two mounted wheel disks, [0007] the bending moment introduction takes place via the two wheel disks, [0008] the bearing of the wheelset shaft to be tested the holding brackets takes place in the expected area of the vibration nodes by means of rubber bearings, - Grundigenfrequenzen the retaining brackets are above the test frequency.

[0010] Durch Prüfung der Wellen mit 2 montierten Radscheiben steigt die Eigenfrequenz und damit die Prüffrequenz, je nach Massenverhältnissen auf etwa 80 Hz. Durch die Biegemomenteinleitung über die beiden Radscheiben ergibt sich zwischen den beiden Radscheiben ein, wie im Betrieb vorhanden, nahezu konstantes, umlaufendes Biegemoment. Im Bereich der Radscheiben stellen sich bei Betrieb 2 Schwingungsknoten ein. In diesen Knoten kann der Prüfling aufgehängt werden.By testing the waves with 2 mounted wheel discs increases the natural frequency and thus the test frequency, depending on mass ratios to about 80 Hz. Due to the bending moment introduction on the two wheel discs results between the two wheel discs, as in operation, almost constant, circumferential bending moment. In the area of the wheel discs, 2 vibration nodes are set during operation. In this node, the candidate can be hung.

[0011] Bekannte Prüfstände zum Prüfen von Kurbelwellen verwenden dazu 4 Seile oder Stangen. Die dazu notwendigen Bauteile, die Konsolen und die Seile selbst haben aber eine Eigenfrequenz unterhalb der angestrebten Prüffrequenz.Known test stands for testing crankshafts use 4 ropes or rods. However, the necessary components, the brackets and the ropes themselves have a natural frequency below the desired test frequency.

[0012] Bei Aufhängung der Radsatzwelle in 2 speziellen Gummilagern können sehr kompakte Haltekonsolen verwendet werden. Die Grundeigenfrequenzen dieser Haltekonsolen sind dabei über der Prüffrequenz. Damit werden störende Einflüsse seitens des Prüfstandes auf den Prüfablauf vermieden. Durch die fundamentnahe Anordnung des Prüflings wird die Handhabe und der Einbau des Prüflings erheblich erleichtert. Die zur Überwachung des Prüfablauf notwendige Messtechnik wird ebenfalls wesentlich vereinfacht, (keine rotierenden Bauteile und nur geringe Vibrationsbewegungen.When mounting the wheelset in 2 special rubber bearings very compact retaining brackets can be used. The Grundigenfrequenzen this holding brackets are above the test frequency. This avoids disruptive influences on the test procedure on the test bench. Due to the close-to-ground arrangement of the specimen, the handling and installation of the specimen is greatly facilitated. The measurement technique necessary for monitoring the test procedure is also considerably simplified (no rotating components and only slight vibration movements.

[0013] Mit dem erfindungsgemäßen Prüfstand können Prüfzeit und die Prüfkosten erheblich reduziert werden.With the test stand according to the invention test time and the test costs can be significantly reduced.

[0014] Die notwendige Messtechnik kann auf der Welle einfach montiert werden. Damit kommt Standardmesstechnik zum Einsatz.The necessary measurement technology can be easily mounted on the shaft. This standard measurement technology is used.

[0015] Die Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in FIGS.

[0016] Es zeigen [0017] Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Prüfstand mit einer zu prüfenden Radsatzwelle und [0018] Fig. 2 eine beispielhafte Schnittdarstellung zu einem Prüfstand gemäß Figur 1. 1 15 österreichisches Patentamt AT 513 611 B1 2014-06-15 [0019] Der in den Figuren dargestellte Prüfstand umfasst zwei Haltekonsolen 1 mit Gummilager 2 in denen die zu prüfende Radsatzwelle 3 mit zwei Radscheiben 4 gelagert ist.1 shows a test stand according to the invention with a wheel set shaft to be tested, and [0018] FIG. 2 shows an exemplary sectional view of a test stand according to FIG. 1. FIG. 15 Austrian Patent Office AT 513 611 B1 2014-06-15 0019] The test stand shown in the figures comprises two retaining brackets 1 with rubber bearings 2 in which the wheelset shaft 3 to be tested with two wheel disks 4 is mounted.

[0020] Die Biegemomenteinleitung erfolgt mittels Unwuchterreger 5 über die beiden Radscheiben 4.The bending moment introduction takes place by means of unbalance exciter 5 via the two wheel discs. 4

[0021] Dabei liegt die Radsatzwelle 3 im erwarteten Bereich der Schwingungsknoten auf den Konsolen auf.In this case, the wheelset shaft 3 is in the expected range of the nodes on the consoles.

[0022] Wesentlich ist auch eine Auslegung der Haltekonsolen in der Weise, dass ihre Grundeigenfrequenzen über der Prüffrequenz liegen und so Einflüsse auf das Messergebnis vermieden werden.Also essential is an interpretation of the holding brackets in such a way that their Grundigenfrequenzen are above the test frequency and thus influences on the measurement result can be avoided.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

Haltekonsolen 1Retaining brackets 1

Gummilager 2Rubber bearing 2

Radsatzwelle 3Wheelset 3

Radscheiben 4Wheel disks 4

Unwuchterreger 5 2/5Unbalance exciter 5 2/5

Claims

Austrian Patent Office AT 513 611 B1 2014-06-15 Patent Claim 1. Test stand for wheelset shafts having the following features: - the wheelset shafts (3) to be tested have two mounted wheel disks (4), - the bending moment introduction takes place via the two wheel disks (4), - The storage of the wheelset shaft to be tested (3) on the holding brackets (1) takes place in the expected range of the nodes by means of rubber bearings (2), - the Grundigenfrequenzen the retaining brackets (1) are above the test frequency. For this

2 sheets of drawings 3/5