DD266848A1

DD266848A1 - Anordnung zur pruefung von waelzlageraussenringen und rollenkraenzen

Info

Publication number: DD266848A1
Application number: DD30879987A
Authority: DD
Inventors: Berthold Forner; Christian Markowitz; Manfred Conrad; Joachim Queisser
Original assignee: Deutsche Reichsbahn
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1989-04-12

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Pruefung von Rollenlagern der Schienenfahrzeuge im ausgebauten Zustand bei der Instandhaltung. Die Pruefanordnung kann ebenfalls in der Endpruefung bei der Neuherstellung eingesetzt werden. Aufgabe ist die Schaffung einer objektiven Pruefmoeglichkeit fuer den Aussenring sowie die Erweiterung und Objektivierung der Pruefung des Rollenkranzes und deren Automatisierung. Durch Kopplung der vibroakustischen, der magnetinduktiven sowie der Ultraschall-Pruefung und Auswertung der Messergebnisse ueber einen Mikrorechner werden Schaeden auf den Waelzflaechen, an Kugeln, am Kaefig sowie an Kaefignieten erfasst. Die Aussonderung schadhafter Rollenlager erfolgt durch eine Sortiereinrichtung, welche vom Mikrorechner angesteuert wird. Die Vorteile der Anordnung aeussern sich in der Frueherkennung sich unter den Waelzflaechen anbahnender Rissbildungen, der Erkennung angebrochener Kaefigniete und damit der Erhoehung der Betriebssicherheit der Radsatzrollenlager. Mit der Automatisierung der Anordnung ist eine erhebliche Reduzierung der Arbeitszeit bei der Lageruntersuchung verbunden.

Description

beides zu automatisieren, um alle möglichon auftretenden Schadunsquellon in oinum Befund erkonnon und erfassen zu können.

Erfindungsgomäß wird die Aufgabe durch Koppelung der vibroakustischon, der magnetinduktivon und dor Uliraschflllprüfung gelöst. Hierbei ermöglicht die vibroakustische Prüfung auf der Basis der k-Wort-Messung die Feststellung von Schiidon auf don Wälzflächen und Käfigschäden. Mit der magnetinduktiven Prüfung werden Risse unter bzw. in den Wälzflächen dos Außenringos und der Rollen ermittelt. Die Ultraschallprüfung stellt Risso bzw. Brüche der Käfigniote fest. Moßwortaufnehmer bzw. Prüfsonden der einzelnen Meßgeräte stehen mittels speziell angepaßter Von ichtiincjen, die von einem Mikrorechner über olne Steuereinheit angesteuert werden, mit dem Prüfling in Berührungskontakt und es entstehen analoge Meßsignale. Diese Signale worden in den zugehörigen Meßgeräten bzw. einem Anaiog-Digitat-Umsotzer, dom ein Moßstollonumuchal'.er vorgelagort ist, digitalisiert und einem Mikrorechner zur weiteron Verarbeitung zur Verfügung gestellt. Über entsprechende Softwareyostaltung wird der Vergleich mit eingespeicherten Grenzwerten herbeigeführt und davon letztlich oin Befund mit den Aussagen brauchbar oder unbrauchbar abgeleitet. Entsprechend diesnr beiden möglichen Befunde wird über im Mikrorechner orzeugte Steuersignale eine Sortiereinrichtung beeinflußt, die die geprüften Teile in dafür bereitstehende Magazine einordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher otlni.'Ortwordon. Die zugehörige Zeichnung zoigt den erfindungsgemäßen Aufbau der Prüfanordnung in Form eines Blockschaltbildes.

Entsprechend der joweils vorzunehmenden Prüfung stohpn zur Aufnahme des Prüflings spuii^He Vorrichtungen zur Verfügung und der Prüfling selbst hat Berührungskontakt zu Prüfsondon bzw. einem Aufnehmer. Über Loitungen orfolqt die Verbindung zu den spezifischen Meßgeräten, die wioderum mit einem Moßstellonumschalter 13 verbundon sind. Im weiteren Aufbau der Anordnung folgt ein Analog-Digit jl-Umsetzer 14 und ein Mikrorechner 15, der eine Aussage über den Prüfling auswirft und oioo Sortiereinrichtung 16 gemäß der< Befundes steuert. DioSuitlarcinrichtung 16 sowie Magazine für Wiedereinbau 17 bzw. Mageiine für Aufarbeitung 10 befinden sich unmittelbar neben den nicht näher bezeichneten Aufnahmovorrichutungon.

Außerdem ist eine Ste>iereinheit 21 mit dem Mikrorechner 15 verbunden, die für einen programmgemäßen Abiauf dnr Prüfzyklen sorgt.

Wirkungsweise der Anordnu ig:

Die Prüfung der WölzlagerautJenringo und Rollenkränze läuft danach in vier rechnergesteuerten Prüfungszyklen ab, in doncn die einzelnen Teile geprüft und mit eingespeicherten Grenzwerten im Mikrorechner 16 vorglichen werden.

Im ersten Prüfzykhs wird bai einem durch Spannbacken 19 am Käfig eingespannton Prüflager ein durch eine Antriebs- und Belastungsrolle 3 in Bewegung versetzter Außenringe 2 an einer magnetinduktiven Prüfsondo 1 über eine Umdrehung vorbeigeführt. Die erzeugte analoge Moßspannung gelangt zu oinom magnetinduktiven Meßgerät 10.

Im zweiten Prüfzyklub werden die in Draining versctrten Rollen 5 nacheinander mit ihrem gesamten Umfang an einor magnetinduktiven Prüfsonde 4 entlanggeführt. Die Meßspannung gelangt zu einem magnotinduktiven Meßgerät 10.

Ein dritter Prüfzyklus umfiißt die Ultraschallprüfung dor Köfignieto 7. Dazu wird eine Ultraschallprüfsonde 6 nacheinander auf jeden Kätipniet 7 aufgesetzt und das Echo einem Ultraschallprüfgerät 11 zugeleitet.

Innerhalb eines vierton Prüfzyklus erfolgt eine vibroakustische Messung. Dazu wird das Wälzlager mit Schmierfett versorgt, auf einen Dorn 9 aufgeschoben und durch Spannbocken 20 über den Außenring 2 belastot. Der Dorn 9 rotiert mit Betriebsdrohzahl, so daß die erzeugten Schwingbeschleunigungswerte durch einen an den Außenring 2 angekoppolten Schwingbeschleunlgungsaufnehmer 0 aufgenommen und mittels eines Schwingung'smeßgerätes 12 gemessen werden.

hach Ablauf aller vier Prüfzyklen erfolgt programmgemäß die Abfrage der Speicherplätze, die die Ergebnisse der Gronzwertvergloiche beinhalten. Enthalten eile in Frage kommenden Speicherplätze den Zustand b r P u c h b a r, wird durch oin entsprechendes Steuersignal die Sortiereinrichtung 16so gesteuert, daß der Prüfling in ein Magazin für Wiederoinbau 17 geleitet wird. Enthält auch nur ein Speicherplatz den Zustand unbrauchbar, bewirkt ein Steuersignal die Umsteuerung der Sortiereinrichtung 16 derart, daß der Prüfling in ein Magazin für Aufarbeitung 18 gelangt.

Claims

Anordnung zur Prüfung von Wälzlageraußenringen und Rollenkränzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflinge von speziellen Vorrichtungen aufgenommen werden und durch Berührungskontakt Verbindung zu magnetinduktiven Prüfsonden (1; 4), einer Ultraschallprüfsonde (6) oder einem Schwingungsbeschleunigungsauf nehmer (8) besteht, die erzeugten analogen Meßsignale bzw. -werte über ein magnetinduktives Meßgerät (10), über ein Ultraschallprüfgerät (11) oder über ein Schwirigunsmeßgerät (12), einem Analog-Digital-Umsetzer (14) zugeführt werden, dem ein Meßstellenumschalter (13) vorgelagert ist und nachfolgend ein Mikrorechner (15) angeordnet ist, dem sowohl eine Sortieranlage Ί6), die die Prüflinge je nach Vergleichsergebnis gesonderten Magazinen (17; 18) zugeordnet, als auch eine Steuereinheit (21) nachgeschaltet sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Prüfung von Wälzlageraußenringen und Rollenkränzen der Racisatzrollenlager von Schienenfahrzeugen. Ihr Einsatz erfolgt bei der fristenmäßigen Untersuchung ausgebauter Radsatzrollenlager und dient z.ir Ermittlung von Schäden auf den Waldbahnen dös Außenringes und der Wälzkörper sowie am Käfig und zur Überprüfung dor Käfigniete auf Bruuii oder Anrisse,

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Radsatzrollenlager sind Maschinenelemente, die die Betriebssicherheit der Schienenfahrzeuge maßgeblich booinflusson. Doshalb werden bei der Deutschen Reichsbahn die Radsatzrolleilager nach festgelegten Betriebszeiten demontiert, goreinigt und auf ihren Schädigungsnjstand untersucht. Diese Lagoruntornuchung umfaßt einerseits clio Festsitz- und Risseprüfung der auf den Achsschenkeln verbleibenden Innenringe mit Ultraschall.

Hierzu si) d die Patentschriften DD 200937 und DE 2852459 bekannt, die Verfahren zur Feststellung loser und gorissonor Wälzlagennnonringe besenreiben. Ihr Nachteil besteht darin, daß nur eine Prüfung der 'nnonringe erfolgt, währond die übrigen Wälzlagerbauteile unberücksichtigt bleiben.

Andererseits ist die visuelle Prüfung der demontierten und goreinigten Außenringe mit Rollenkränzen Bestandteil der Lageruntersuchung. Aufgrund seiner subjektiven Einschätzung, seiner Erfahrung und des Vergleiches mit vorgegebenen Schadbildern entscheidet ein damit betrauter Beschäftigter über die Woitorvorwondbarkoit der Lager. Die Nachteile dieser Prüfmethode sind offensichtlich; Dio Rollbahn des Außenringes ist nicht zuganglich und kann doshalb nicht untersucht werden. Die Wälzkörper müssen jevveils von Hdnd um 3C0° gedreht werden, damit ihre Oberflächen vollständig sichtbar sind. Diese Arbeit ist zeitaufwendig, eintönig und birgt dio Gefahr des Übersehens von Schadstellen in sich. Andere technische Lösungen beziehen sich auf die Prüfung komplett montierter Wälzlager im Betriebszi¹ '. So zum Beispiel die Patentschrift DE 2947937, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Wälzlagersciv . > beinhaltet, oder die Offenlegungsschrift DE 2204254 mit einer Anordnung zum Prüfen desGoräuschverhaltens von Wälzlagern. Der Machteil dieser Anordnungen bzw. Vorrichtungen besteht darin, daß sie sich nur für die Diagnose von Wälzlagern in stationären Anlagon eignen, die jederzeit für Messungen zugänglich sind. Das ist bei den Radsatzrollenlagern aufgrund des freizügigen Einsatzes dor Schienenfahrzeuge nicht gigoben. Der gleiche Nachteil haftet auch der Einrichtung zur Zustandsbewertung von Hauptspindollagorungen an Be- und Verarbeitungsmaschinen unter Anwondung zweier Temperaturfühler nach der Offenlegungsschrift DE 3234443 bzw. dem Gerät zur Prüfung von Gleit- und Wälzlagern bei radialer und axialer Belastung nach der Patentschrift DD 9Γ571 an.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, für die demontierte Radsatzrollenlagerbaugruppe Außenringe mit Rollenkranz eine Anordnung zur Prüfung dieser Teile zu schaffen, um Risse unter bzw. auf den Wälzflächen des Außenringes und der Rollen, Ausbrüche bzw. Ausbröckelungen auf den Wälzflächen, Korrosio;,se^rscheinungen, Druckstollen, Käfigschäden und Brüche bzw. Risse in Käfignietan eindeutig festzustellen.

Werkstcfftechnische Untersuchungen zeigen, daß infolge der Materialermüdung unterhalb der Wälzflächo Rißbildungen entstehen. Diese Risso erweitern sich mit fortlaufender Einsatzzeit und damit weiterer Materialermüdung zur Oberfläche hin und führen schließlich zu Ausbrüchen auf der Wälzfläche. Es existiert derzeit keine Möglichkeit der Erkennung dieser Risse bei Fiadsatzroilenlagern.

Darlegung des Wesen» ci.tr Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei demontierter Radsatzrollenlagerbaugruppe Außenring mit Rollenkranz für den Außenring eine objektive Prüfmöglichkeit zu schaffen, die Prüfung des Rollenkranzes zu erweitern und zu objektivieren und