DE102006034896B4 - Verschleißunempfindliches Radprofil - Google Patents

Abstract

Profil eines Rades (1) von Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Profils des Rades (1) im Vergleich zu einer Kontur eines Radprofils (2) nach DIN 5573 – E 1425 – 135 im Bereich der Lauffläche (4) des Rades abgeflacht ist und somit eine niedrige äquivalente Konizität aufweist, in der Hohlkehle (y = 45 mm) um 0,81 mm abgeflacht ist und der Spurkranz (3) um etwa 2 mm schmaler ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein verschleißunempfindliches Radprofil zur Gewährleistung. der Stabilität von Schienenfahrzeugen über einen möglichst langen Zeitraum. Dieses Radprofil wird insbesondere bei Schienenbahnen angewendet, bei denen Fahrzeuge des sogenannten Hochgeschwindigkeitsverkehrs, d. h. mit Geschwindigkeiten von über 200 km/h verkehren.
• Der fahrwerktypische Radverschleiß bei Schienenfahrzeugen, die aufgrund ihrer in Längs- und Querrichtung elastisch ausgebildeten Radsatzführung kaum Verschleiß in der Hohlkehle des Spurkranzes zeigen, führt mit dem bisher eingesetzten Radprofil nach kurzer Laufzeit zur Erhöhung der äquivalenten Konizität und diese bei Erreichen eines kritischen Wertes zu instabilem Fahrzeuglauf. Die äquivalente Konizität ist ein rechnerisch ermittelter Parameter zur Kennzeichnung der Berührgeometrie zwischen Rad und Schiene und gibt den Tangens des Kegelwinkels eines konischen Radprofils an, dessen kinematische Bahnkurve im geraden Gleis (Wellenlauf) bei einer vorgegebenen Radsatzamplitude die gleiche Wellenlänge besitzt wie die untersuchte Rad-Schiene-Profilpaarung. Die Berechnungsgrundsätze sind im UIC-Merkblatt 519 (1. Ausgabe vom Dez. 2004) dargestellt. Um die für die Gewährleistung der Fahrstabilität akzeptablen Werte der äquivalenten Konizität einzuhalten, müssen die Räder dieser Fahrwerke mit elastischer Radsatzführung häufiger reprofiliert werden als die Räder der bisher im Hochgeschwindigkeitsverkehr eingesetzten Fahrzeuge mit starrer Radsatzführung.
• Stand der Technik für Laufradsätze von Wagen im Hochgeschwindigkeitsverkehr sind Eisenbahnräder mit dem Radprofil DIN 5573 – E 1425 – 135. Dieses Radprofil entspricht dem Anfang der 70er Jahre auf der Basis von Profilabzeichnungen entwickelten verschleißangepassten Radprofil ORE S 1002 für Fahrzeuge mit starrer Radsatzführung. Ziel dieser Entwicklung war, die berührgeometrischen Eigenschaften über den gesamten Betriebszyklus möglichst konstant zu halten. Dies kann jedoch aufgrund der inzwischen teilweise erheblich veränderten Konstruktionsprinzipien der Fahrwerke und dem sich daraus ergebenden Verschleißbild mit dem bisher verwendeten Radprofil nicht immer gewährleitstet werden.
• Es ist somit Aufgabe der Erfindung, die Reprofilierungsabstände und damit die Laufleistung der Radprofile deutlich zu erhöhen und an die anderen Inspektionsintervalle der Radsätze, insbesondere das der Überprüfung des Radkranzes auf Risse mittels Ultraschall, anzupassen.
• Die DE 103 46 020 A1 beschreibt ein Radreifenprofil für die Räder von Eisenbahnwagen, wobei das Radreifenprofil durch ein Spurmaß von 1421 mm sowie durch die Koordinaten 1 bis 11, die Mittelpunkte M1 bis M6 und die zu diesen Mittelpunkten gehörenden Radien der Tabelle und Zeichnung gemäß 1 gebildet sind.
• Das Radreifenprofil wird ausschließlich durch aneinander gefügte Radien- und Geradenabschnitte beschrieben. Die daraus resultierenden Krümmungssprünge führen zu Berührpunktsprüngen und sind daher berührgeometrisch ungünstig. Zudem verläuft das Profil im Bereich der Lauffläche nahezu genauso steil, wie andere bekannte Radprofile gemäß Stand der Technik und weist dadurch eine wenig nachhaltige Konizitätsreduktion (Verschleißvorrat) auf.
• In der AT 409 872 B soll die äquivalente Konizität durch geeignete Schienenprofile im gewünschten Bereich gehalten werden, Radprofile werden hier nicht betrachtet. Eine äquivalente Konizität kann jedoch nur für eine Kombination von Rad und Schiene angegeben werden. Es ist zudem nicht nachvollziehbar, mit welchem Radprofil die angegebenen Konizitätswerte erreicht werden sollen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Erfindungsgemäß ist die Radprofilkontur im Laufflächenbereich etwas abgeflacht. Außerdem ist das Spurmaß gegenüber dem bisherigen Radprofil reduziert (schmalerer Spurkranz). Die nutzbare Lauffläche ist somit breiter und flacher ausgebildet, wobei der weitgehend stetige Krümmungsverlauf des Radprofils erhalten bleibt.
• Durch diese Änderung beginnt der Betriebseinsatz eines neu profilierten Radsatzes mit einer niedrigeren äquivalenten Konizität und die Profilkontur gleicht sich erst mit zunehmendem Verschleiß dem bisherigen Radneuprofil an. Es wurde also ein zusätzlicher Verschleißvorrat geschaffen, so dass die Fahrstablilität über einen wesentlich längeren Zeitraum gewährleistet ist.
• Das sich ausgehend von der neuen Kontur einstellende Verschleißprofil zeigt außerdem besonders vorteilhaft auch im weiteren Verlauf des Betriebseinsatzes einen deutlich langsameren Anstieg der äquivalenten Konizität. Damit ist eine wesentliche Erhöhung der Laufleistung der Radprofile zwischen zwei Reprofilierungen möglich. So wird die erreichte Laufleistung zwischen zwei Reprofilierungen etwa verdreifacht.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem Ausführungsbeispiel und einer Zeichnung mit zwei Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen in
• 1 schematisch im Querschnitt den oberen Teil eines Radkranzes eines erfindungsgemäßen verschleißunempfindlichen Radprofils sowie eines Radprofils des Standes der Technik,
• 2 den Satz von Profilkoordinaten eines verschleißunempfindlichen Radprofils der Bauart DBS 0525
• Gemäß 1 weist das erfindungsgemäße verschleißunempfindliche Radprofil 1 der Bauart DBS 0525 (als fette und durchgezogene Linie dargestellt) gegenüber dem Radprofil 2 des Standes der Technik der Bauart DIN 5573 – E 1425 – 135 (als dünne und unterbrochene Linie dargestellt) folgende Unterschiede auf:
• • der Spurkranz 3 ist um etwa 2 mm schmaler
• • die Lauffläche 4 ist flacher ausgeführt.
• Das Radprofil DBS 0525 wurde für eine spezielle Fahrwerkbauart im Hochgeschwindigkeitsverkehr der DBAG entworfen, ist aber auch bei anderen Fahrzeugen anwendbar.
• 2 enthält in Tabellenform den Datensatz eines verschleißunempfindlichen Radprofils der Bauart DBS 0525, der grafisch in 1 dargestellt ist.
• Bezugszeichenliste

1

verschleißunempfindliches Radprofil

2

Radprofil des Standes der Technik

3

Spurkranz

4

Lauffläche

Claims (1)

1. Profil eines Rades (1) von Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Profils des Rades (1) im Vergleich zu einer Kontur eines Radprofils (2) nach DIN 5573 – E 1425 – 135 im Bereich der Lauffläche (4) des Rades abgeflacht ist und somit eine niedrige äquivalente Konizität aufweist, in der Hohlkehle (y = 45 mm) um 0,81 mm abgeflacht ist und der Spurkranz (3) um etwa 2 mm schmaler ist.

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