DD267469A1

DD267469A1 - Verfahren und anordnung zum messen der radstellung in laufwerken

Info

Publication number: DD267469A1
Application number: DD30903787A
Authority: DD
Inventors: Juergen Feix
Original assignee: Deutsche Reichsbahn
Priority date: 1987-11-16
Filing date: 1987-11-16
Publication date: 1989-05-03

Abstract

Die Erfindung gewaehrleistet die eindeutige Ermittlung der horizontalen und vertikalen Radstellung in Laufwerken im fertig montierten Zustand des Schienenfahrzeuges. Hierbei wird das durch die Parameter Entfernung und Winkel charakterisierte Polarkoordinatensystem angewendet. Die Lage der Antastorte an den Radseitenflaechen wird mittels Permanentmagnet, Pendel und Zielmarke aus dem Laufwerk heraus in eine Messebene unterhalb der Fahrzeugbegrenzung lotrecht projiziert. Durch ein in der Messebene erzeugtes Polarkoordinatensystem laesst sich der horizontale Winkel zwischen einer Koordinatenachse und der Zielmarke messen. Das Ermitteln der Entfernung zur Zielmarke und damit zum Antastort an der Radseitenflaeche, erfolgt durch Messen des Winkels zwischen den Grenzen einer konstanten Laengenverkoerperung und anschliessenden analytischen Verknuepfung ueber Winkelbeziehungen. Aus den so ermittelten Daten der Antastorte der Radseitenflaechen, wird die Lage einer Bezugsebene aus den Antastorten in Hoehe der Radaufstandspunkte oder ggf. aus Antastorten an Fixpunkten des Fahrzeug- oder Drehgestellrahmens sowie die Lage der Radseitenflaechen selbst im Koordinatensystem bestimmt. Durch weitere analytische Verknuepfung,

Description

-2- 267 46Ü Darlegung des Wesens der Erfindu ng

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden,das sich durch einen unkomplizierten Ablauf auszeichnet und einet eindeutige Lageermittlung der Schienenfahrzeugräder ermöglicht sowie eine Anordnung zur Realisierung des Verfahrens zu s :haffen, welche geringen Aufwand erfordert und auf zusätzliche Freiräume neben dem Schienenfahrzeug verzichten kann. Erfindungsgerr pß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Horn Verfahren von einem Festpunkt unterhalb der Fahi7eugbegrenzung, mittols einer Anordung, Entfernung und horizontale Winkel zu Orten an den Seitenflächen der Räder ermittelt und somit diese auf der Basis eines Polarkoordinatensystems in ihrer Lage im Raum und damit im Schienenfahr/euglaufwerk bestimmt sind. Zur Schaffung eines Bezugjebenensystems werden die ermittelten Koordinaten der Radstellung oder Koordinaten fester Bezugspunkte wie beispielsweise am Drehgestellrahmen genutzt. Bei der Anordnung zur Dur< hführung des Verfahrens ist κ η einem Permanentmagneten ein Pendel angeordnet, welches sich mit seiner Zielmarke und einer konstanten Längsverkörperung auf einer gemeinsamen Ebene und in einer bestimmten Entfernung zu einem Theodoliten, welcher den Ursprung des Polarkoordinatensystems darstellt, befindet.

Auslührungsbeisplel

Die B rfindung soll nachstehend an oinem Ausführungsbeispiel näher erläutert worden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: die Meßebene y-z (Seitenansicht)

Fig.5: die Meß>bene x-y (Draufsicht; Koordinaten)

Fig. 3: die Meßetono x-y (Draufsicht; Radstellung)

Fiy.4: die Meßebeno x-z (Vorderansicht).

Die durchführung des Meßverfahrens einschließlich des Aufbaus der Meßanordnung wird an eimern Drehgestell demonstrier*: Figui 1 zeigt, dnß durch einen Theodoliten T unterhalb der Fahrzeugbegrenzung eine optische Meßeböne OME aufgebaut und mittels eines Permanentmagneten M und eines Pendels P die Lage der Antastorts A de: Radseitonfläche auu der Ebene der Radsitzmitte ERAM und der Ebene des Radaufstandspunktes ERAP in diese Meßebene OME projiziert wird. Die am Pendel P befin dlicho Zielmarke Z besitzt eine vertikal angeordnete, auf der optischen Meßebene OME aufsitzende konstante Läng.jnveikörperung L.

Entsp rechend Figur 2 wird durch anvisieren der Zielmarke Z zum einen der Winkel α zwischen den Endpunkten der konstanten Längimverkörperung L und zum anderen der Horiz jntalwinkel β zwischen Zielmarke Z und der Koordinatenachse Y gemessen. Während der für die Koordinaten eines Polarkoordinatensystems benötigte Homontalwinkel β bereits bekannt ist, wird die weiterhin nötige Entfernung E zwischen Zielmarke Z und Koordinatenursprung O aus der Beziehung

E= analytisch ermittelt. Anschließend werden die Polarkoordinaten eines jeden Antastortes A in kartesische Koordinaten

transformiert über die Beziehungen Y_A - E · cosß und X_A = E · sinß.

Wie d e Figuren 3 und ·', zeigen, wird die Lage der Bezugsebene S im Koordinatensystem aus der Lage der Antastorto in Höhe der Radai fstandspunkte ARAP oder anderer Fixpunkte, z. B. am Drehgestellrahmen, die Lage der Radseitenflächen aus der Lage der Antastorte in Höhe der Radsatzmitten ARAM bestimmt. Damit kann die Winkelabweichung zwischen den Rädern und der SezuQsebene S in der Horizontalen φ_Η und in der Vertikalen ipy sowie Abstände zwischen den Radscheibon a oder davon abgeleitete Parameter, wie z. 3. der Seitenversatz der Radscheiben, durch analytische Verknüpfung der entsprechenden Koordinatenwerte ermittelt werden. Die analytische Auswertung übernimmt ein programmierbarer Kleinrechner. Zusammenfassend ergibt sich als Ablauf der Messung, daß nacheinander die Orte auf den Radseitenflächen angetastet, die dazugehörigen Winkel abgelesen und in einen Kleinrechner zur Auswertung und entsprechenden Ergebnisdarstellung eingegeben werden.

Claims

1. Verfahren zum Messen der Radstellung in Laufwerken, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Theodoliten (T) eine Zielmarke (Z) anvisiert, daLai der Winkel (α) zwischen den Grenzen einer konstanten Länge (L) abgelesen, somit der Entfernung (E) zwischen Koordinatenursprung (O) und Meßort (MO), welcher die unter die Fahrzeugbegrenzung projizierte Lage eines Ahtastortes (A) an der Radseitörifläche darstellt, ermittelt wird, sowie gleichzeitig der Horizontalwinkel (ß) zwischen dem Meßort (MO) und der im Koordinatenursprung (O) des Theodoliten (T) erzeugten Koordinatenachse (y) festgestellt wird, mit Hilfe der so ermittelten Parameter Entfernung (E) und Horizontalwinkel (ß) die Lage eines jeden angetasteten Ortes der Radseitenflächen in seiner Lage im Raum auf der Basis eines Polarkoordinatensystems bestimmt ist und durch analytische Verknüpfung mit Koordinaten von Bezugspunkten die Lage der Räder im Laufwerk festgestellt ist.

2. Anordnung zum Messen der Radstellung in Laufwerken, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb der Fahrzeugbegrönzung eine optische Meßebene (OME) befindet, in der Entfernung (E) von einer konstanten Längenverkörperung (L), im Koordinatenursprung (O) ein Theodolit (T) installiert ist und über der konstanten Längonverkörperung (L) ein Permanentmagnet (M) mit Pendel (P) einschließlich einer Zielmarke (Z) an der Radseitenfläche eines Schienenfahrzeugradsatzes angebracht sind.

Hierzu. 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Messen der Radstellung in Laufwerken, um die geometrische Lage von Cchienenfahrzeugrädern im fertig montierten Zustand des Laufwerks zu ermitteln. Der Einsatz empfiehlt sich insbesondere dort, wo auf einen stationären Meßstand verzichtet werden muß, und die Einbauverhältnisse dazu zwingen, die Moßebcno aus dem Fahrzeug heraus zu verlagern.

Charakteristik dos bekannten Standes der Tachilk

Für die Beurteilung des Laufverhaltens von Schienenfahrzeugen ist das Wissen um die geometrirchen Parameter der Lage der Räder bzw. Radsätze von wesentlichem Interesse. Derzeit werden dazu Handmeßgeräte, mechanische Meßeinrichtungen oder fest installierte Radsatzmeßstände verwendet. Bei allen diesen Meßmitteln geht es um das Feststellen der Parallelitätsabweichung der Radachsen, so zum Beispiel über direkte Antastung an den Mittelpunkton dor Achsenstirnflächen, der sogenannten Achsabs'andsunterschiedsmessung oder über Ermittlung der geometrischen Lage der Führungselemente der Radachsen, um damit auf die Radstellung zu schlußfolgern. Auf die Stellung dor Räder kann daraus nur unter Zugrundelegung bestimmter Annahmen geschlossen werden. Eine eindeutige und direkte Ermittlung der Lage der Räder ist damit nicht möglich.

Die Feststellung der horizontalen Schrägstellung und des seitlichen Versatzes von Schienonfahrzeugrädern in montierten Laufwerken wird in der DD 203965 beschrieben. Diese Art von Meßständen verkörpern jedoch einen hohen technischen sowie ökonomischen Aufwand und sie sind an einon festen Ort gebunden.

Eine weitere bekannte Lösung beinhaltet die DD 217183. Mittels einer mechanischen Meßeinrichtung erfolgt das Feststellen der Lage von Rädern in Laufwerken zueinander mittels Antastbrücken sowie damit verbundenen Winkelmeßeinrichtungen und Wegmeßeinrichtungen. Diese Meßeinrichtung ist zwar örtlich beweglich, verkörpert aber in sich einen für den mobilen Einsatz immer noch zu hohen gerätetechnischen Aufwand und setzt größere Freiräume neben den Rädern zur Unterbringung der Meßanordnung voraus. Solche Freiräume sind in der Regel an Schienenfahrzeugen, besonders an Triebfahrzeugen infolge der Anordung der Baugruppen des Fahrzeugantriebes, der Federung oder der Lagerung, nicht vorhanden. Eine Breitenanwendung ist deshalb nicht möglich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Meßverfahren und eine Meßanordnung zur eindeutigen Lageermittlung montierter Schienenfahrzeugräder zu schaffen. Der nützliche Effekt besteht darin, daü sowohl das Verfahren wie die Anordnung keine besonderen oder komplizierten Einsatzbedingungen erfordert, nur geringer technischer und technologischer Aufwand notwendig ist, die Geräte mobil und operativ einsetzbar sind, durch das Verfahren eine Verbesserung der Arbeitsbedingungen eintritt sowie Arbeitszeit eingespart wird, die Meßdurchführung zuverlässige Werte liefert, eine Verschleißminderung und damit durch die Breitenanwendung cine Einsparung von Radreifenmaterial spürbar wird, somit eine Senkung der Aufwendungen für die Instandhaltung zu erreichen ist, sich die Verfügbarkeit der Schienenfahrzeuge steigert, die Entgleisungssicherheit resultierend aus der Radstellung gewährleistet und damit eine Erhöhung der Betriebssicherheit im Eisenbahnverkehr eintritt.