DE102012206606B3 - Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration - Google Patents

Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration Download PDF

Info

Publication number
DE102012206606B3
DE102012206606B3 DE201210206606 DE102012206606A DE102012206606B3 DE 102012206606 B3 DE102012206606 B3 DE 102012206606B3 DE 201210206606 DE201210206606 DE 201210206606 DE 102012206606 A DE102012206606 A DE 102012206606A DE 102012206606 B3 DE102012206606 B3 DE 102012206606B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
support element
wheel
longitudinal direction
wheelset
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE201210206606
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Weinhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Priority to DE201210206606 priority Critical patent/DE102012206606B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102012206606B3 publication Critical patent/DE102012206606B3/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table
    • G01M7/022Vibration control arrangements, e.g. for generating random vibrations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/08Railway vehicles
    • G01M17/10Suspensions, axles or wheels

Abstract

The arrangement has two wheels (2a,2b) for driving on two parallel rails and connected over wheel shaft (2C). A base (3) supports two support elements (1a,1b) of wheels. A driving apparatus is combined with support element (1a), to move support element (1a) in longitudinal direction, to excite mechanical vibration of support element (1a) in longitudinal direction. The support element (1a) is coupled to base over resilient coupling (4,5) so that return force effecting displacement of support element in longitudinal direction from rest position leads to mechanical vibration. An independent claim is included for method for analyzing torsional vibrations.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Untersuchung von Torsionsschwingungen an Radsätzen von Schienenfahrzeugen und ein Verfahren zur Untersuchung der Torsionsschwingungen. Der Radsatz weist ein erstes Rad zum Fahren auf einer ersten Fahrschiene und ein zweites Rad zum Fahren auf einer zweiten Fahrschiene auf, die parallel zur ersten Fahrschiene verläuft. Das erste und zweite Rad sind über eine Radsatzwelle miteinander verbunden. Die Räder stehen sich üblicherweise in einer Richtung quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs genau gegenüber. Über die Radsatzwelle ist eine verdrehfeste Verbindung der beiden Räder hergestellt. Üblicherweise ist die Radsatzwelle eine zylindrisch, von Rad zu Rad durchgehende Radsatzwelle. Früher kamen aber auch z. B. als Kurbelwelle ausgestalte Radsatzwellen vor.The invention relates to an arrangement for the investigation of torsional vibrations on wheelsets of rail vehicles and a method for examining the torsional vibrations. The wheel set has a first wheel for driving on a first running rail and a second wheel for running on a second running rail, which runs parallel to the first running rail. The first and second wheels are connected to each other via a wheel set shaft. The wheels are usually in a direction transverse to the direction of travel of the rail vehicle exactly opposite. About the wheelset a rotational connection of the two wheels is made. Usually, the wheelset is a cylindrical, from wheel to wheel through axle. But in former times also z. B. designed as crankshaft wheelset shafts ago.

Die Erfindung ist aber nicht auf die Untersuchung lediglich eines Radsatzes beschränkt. Vielmehr kann z. B. eine Mehrzahl von Radsätzen, etwa ein vollständiges Drehgestell mit zwei Radsätzen, ein Teil eines Schienenfahrzeugs mit zumindest einem Radsatz oder ein vollständiges Schienenfahrzeug auf Torsionsschwingungen in zumindest einem der Radsätze des Schienenfahrzeuges untersucht werden.However, the invention is not limited to the examination of only one wheelset. Rather, z. B. a plurality of wheelsets, such as a complete bogie with two wheelsets, a part of a rail vehicle with at least one wheelset or a complete rail vehicle to torsional vibrations in at least one of the wheel sets of the rail vehicle to be examined.

Torsionsschwingungen von Schienenfahrzeug-Radsätzen können insbesondere zu Material-Ermüdungserscheinungen, wie z. B. Risse in dem Material, führen. Ferner kann es in Extremfällen zu Radscheibenverdrehungen kommen, d. h. zu der Verdrehung eines der Räder relativ zu der Radsatzwelle um die Wellenlängsachse. Auch kann es zu Relativbewegungen eines der Räder in Richtung der Wellenlängsachse relativ zu der Radsatzwelle kommen.Torsional vibrations of rail vehicle wheelsets can in particular material fatigue phenomena such. As cracks in the material lead. Furthermore, in extreme cases wheel disc torsions may occur, i. H. to the rotation of one of the wheels relative to the wheelset shaft about the shaft longitudinal axis. It may also lead to relative movements of one of the wheels in the direction of the shaft longitudinal axis relative to the wheelset shaft.

Untersuchungen von Torsionsschwingungen von Radsätzen werden üblicherweise während der Fahrt des Schienenfahrzeugs auf Fahrschienen durchgeführt. Nachteilig daran ist jedoch der hohe Aufwand für die Durchführung der Testfahrt und die Erfassung von Messwerten. Messwertgeber, die an einem der Räder oder Radsatzwelle befestigt sind, müssen über Funk oder spezielle nicht mitrotierende Kontakte übertragen werden. Da bei Radscheibenverdrehungen und Radablösungen Personen und Schienenfahrzeuge gefährdet werden, sind entsprechende Untersuchungen während der Fahrt des Fahrzeugs lediglich in besonders abgesicherten Bereichen von Fahrstrecken erlaubt und der erforderliche Zeitaufwand ist entsprechend hoch.Studies of torsional vibrations of wheelsets are usually performed while driving the rail vehicle on rails. The disadvantage of this, however, is the high cost of carrying out the test drive and the acquisition of measured values. Transducers attached to one of the wheels or wheelset shaft must be transmitted by radio or special non-co-rotating contacts. As in Radscheibenverdrehungen and Radablösungen people and rail vehicles are at risk, appropriate investigations are allowed while driving the vehicle only in particularly secure areas of routes and the required amount of time is correspondingly high.

Außerdem sind so genannte Rollenprüfstände bekannt, auf denen die Räder des Radsatzes mittels Antriebsrollen in Drehbewegungen versetzt werden, wobei jedoch der Radsatz keine Linearbewegung relativ zu der Basis des Prüfstandes ausführt. Es ist zwar denkbar, dass während der Rotationsbewegung des Radsatzes Torsionsschwingungen des Radsatzes auftreten und diese gemessen werden können. Jedoch sind die Umgebungsbedingungen und -verhältnisse auf einem Rollenprüfstand einerseits und während der Fahrt eines Schienenfahrzeugs auf einer Fahrstrecke andererseits sehr verschieden. Realistische Bedingungen zur Anregung von Torsionsschwingungen können daher nicht hergestellt werden.In addition, so-called chassis dynamometers are known, on which the wheels of the wheel are offset by means of drive rollers in rotational movements, but the wheelset does not perform linear movement relative to the base of the test bed. It is conceivable that during the rotational movement of the wheel set torsional vibrations of the wheelset occur and they can be measured. However, the environmental conditions and conditions on a dynamometer on the one hand and during the journey of a rail vehicle on a route on the other hand are very different. Realistic conditions for excitation of torsional vibrations can therefore not be established.

Sowohl bei Fahrversuchen auf einer Teststrecke als auch auf dem Rollenprüfstand kann die Anregungsenergie oder Anregungskraft, mit der die Torsionsschwingungen in dem Radsatz angeregt werden, nicht unter definierten Bedingungen gemessen werden.Both in driving tests on a test track and on the chassis dynamometer, the excitation energy or excitation force with which the torsional vibrations are excited in the wheelset can not be measured under defined conditions.

Da während der Anregung von Torsionsschwingungen bei Fahrt des Schienenfahrzeugs auch die Traktionskräfte wirken, mit denen das Schienenfahrzeug sich auf den Fahrschienen fortbewegt, und da die Traktionskräfte die für die Anregung der Torsionsschwingungen erforderlichen Kräfte um mehrere Größenordnungen übersteigen, ist z. B. die Messung der Eigendämpfung des Radsatzes bezüglich Torsionsschwingungen während der Fahrt nicht möglich.Since during the excitation of torsional vibrations during travel of the rail vehicle and the traction forces act, with which the rail vehicle moves on the rails, and since the traction forces exceed the forces required for the excitation of the torsional forces by several orders of magnitude z. As the measurement of the internal damping of the wheel with respect to torsional vibrations during the journey is not possible.

Ferner sind Prüfstände für Drehgestelle und/oder Radsätze von Schienenfahrzeugen bekannt, die jedoch ausgestaltet sind, die freie Beweglichkeit eines Drehgestells oder Radsatzes relativ zum Wagenkasten des Schienenfahrzeugs zu prüfen. Ein Beispiel beschreibt DE 10 2004 021 488 B4 . Der Prüfstand weist zwei Gleisabschnitte auf, die ein durchgehendes Gleis bildend längs hintereinander angeordnet sind, wobei ein beweglicher Gleisabschnitt und ein fest verlegter Gleisabschnitt vorgesehen sind und wobei jeder Gleisabschnitt parallel zueinander ausgerichtet verbleibende Schienen aufweist. Ferner weist der Prüfstand einen Prüftisch auf, auf dem ein Gleisabschnitt angeordnet ist und der relativ zu dem anderen, ortsfesten Gleisabschnitt in wenigstens zwei Richtungen beweglich ist. Dadurch ist der bewegliche von dem ortsfesten Gleisabschnitt vollständig entkoppelt. Solche Prüfstände sind aber nicht für die Anregung von Torsionsschwingungen in Radsätzen ausgelegt, auch wenn in der Radsatzwelle eine statische Belastung auf Torsion erzeugt werden kann.Furthermore, test stands for bogies and / or wheelsets of rail vehicles are known, however, which are designed to check the free mobility of a bogie or wheelset relative to the car body of the rail vehicle. An example describes DE 10 2004 021 488 B4 , The test stand has two track sections which are arranged one behind the other forming a continuous track, wherein a movable track section and a fixed track section are provided and wherein each track section has rails remaining parallel to each other. Furthermore, the test stand has a test table, on which a track section is arranged and which is movable relative to the other stationary track section in at least two directions. As a result, the movable of the stationary track section is completely decoupled. However, such test stands are not designed for the excitation of torsional vibrations in wheelsets, even if a static load on torsion can be generated in the wheelset shaft.

DE 100 04 208 A1 beschreibt einen Drehschwingungsprüfstand für Kraftfahrzeug- und/oder Reifenprüfung. Der Prüfstand hat ein über zwei Trommelelemente geführtes, fahrbahnsimulierendes Kraftband aus einem verstärkten gummielastischen Werkstoff. Auf das Kraftband wird ein Fahrzeugrad aufgesetzt. Die Trommelelemente sind in einem Rahmen gelagert. Mittels mindestens einem den beweglich gelagerten Rahmen horizontal hin- und herbewegenden linearen Bewegungsmittel werden dem Fahrzeugrad Drehschwingungen aufgezwungen. Der Antrieb des Kraftbandes erfolgt über mindestens ein angetriebenes Trommelelement, mittels diesem eine rotative Bewegung auf den auf dem Kraftband befindlichen Prüfling eingebracht wird. Der konstanten rotativen Bewegung wird eine zusätzliche, diese konstante rotative Bewegung überlagernde, variable Drehschwingung auf den auf der Flachbahneinheit bzw. dem Prüftrum befindlichen Prüfling eingeleitet. DE 100 04 208 A1 describes a torsional vibration test stand for automotive and / or tire testing. The test bench has a guided over two drum elements, roadway-simulating Kraftband made of a reinforced rubber-elastic material. On the power band, a vehicle is mounted. The drum elements are in one Frame stored. By means of at least one movably mounted frame horizontally reciprocating linear movement means the vehicle wheel torsional vibrations are imposed. The drive of the power belt via at least one driven drum element, by means of which a rotary movement is placed on the test strip located on the kraftband. The constant rotary motion is introduced an additional, this constant rotational movement superimposed, variable torsional vibration on the test piece located on the flat track unit or the Prüftrum.

DE 10 2005 044 903 A1 beschreibt die Belastungsprüfung einer Radsatzwelle für Schienenfahrzeuge. Die Vorrichtung zur Belastungsprüfung umfasst eine Halteeinrichtung für die Radsatzwelle, eine Antriebseinrichtung für einen rotatorischen Antrieb der Radsatzwelle in der Halteeinrichtung sowie eine Belastungseinrichtung für die Radsatzwelle, wobei die Belastungseinrichtung ein Kraftübertragungselement umfasst, das eine in der Halteeinrichtung gelagerte Radsatzwelle an einer Stelle umschließt und eine Rotation der Radsatzwelle in der Halteeinrichtung zulässt. Es sind zwei mit dem Kraftübertragungselement verbundene Krafteinleitungseinheiten vorgesehen, von denen eine erste eine vertikal zur Radsatzwelle wirkende Kraft auf die Radsatzwelle und eine zweite eine parallel zur Radsatzwelle wirkende Kraft in einem Abstand von der Radsatzwelle auf das Kraftübertragungselement ausüben können. Zur überlagerten Simulation von Torsionsmomenten aus Brems- und Antriebskräften kann die Torsion durch zusätzliche Anordnung einer Antriebs- und/oder Bremseinrichtung ergänzt werden. DE 10 2005 044 903 A1 describes the load test of a wheel set shaft for rail vehicles. The load testing device comprises a holding device for the wheel set shaft, a drive device for a rotary drive of the wheelset shaft in the holding device and a loading device for the wheelset shaft, wherein the loading device comprises a force transmission element which encloses a wheel set shaft mounted in the holding device at one point and a rotation the wheelset shaft in the holding device permits. There are two connected to the power transmission element force introduction units are provided, of which a first can exert a force acting vertically to the wheelset shaft force on the axle and a second acting parallel to the wheelset shaft force at a distance from the axle to the power transmission element. For the superimposed simulation of torsional moments from braking and driving forces, the torsion can be supplemented by additional arrangement of a drive and / or braking device.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Untersuchung von Torsionsschwingungen an Radsätzen von Schienenfahrzeugen sowie ein Verfahren zur Untersuchung der Torsionsschwingungen anzugeben, die es erlauben, bei geringem Aufwand und reproduzierbar Torsionsschwingungen in Radsätzen zu erzeugen.It is an object of the present invention to provide an arrangement for the investigation of torsional vibrations on wheelsets of rail vehicles and a method for examining the torsional vibrations, which make it possible to produce torsional vibrations in wheelsets with little effort and reproducibly.

Während der Fahrt eines Schienenfahrzeugs, wenn aber keine Traktionskräfte oder Bremskräfte zwischen den Rädern des Schienenfahrzeugs und den Fahrschienen wirken, treten Torsionsschwingungen der Radsätze nicht auf, weil die Reibung zwischen Rad und Fahrschiene nicht ausgeschöpft ist und somit eine starke schwingungsdämpfende Wirkung hat. Die Erfindung geht aber davon aus, dass für die Anregung von Torsionsschwingungen auf einem Prüfstand keine Traktionskräfte oder Bremskräfte erforderlich sind. Bezüglich der Anregung von Torsionsschwingungen wird auf dem Prüfstand der umgekehrte Weg beschritten, indem über zumindest ein Tragelement, das ein Rad des Radsatzes trägt, Kräfte auf das Rad und damit auf den Radsatz ausgeübt werden, die zu Torsionsschwingungen des Radsatzes führen. Die Untersuchung von Torsionsschwingungen kann daher durchgeführt werden, während sich der Prüfling nicht fortbewegt. Dabei kann das Tragelement den kleinen Bewegungen des aufgestellten Rades aufgrund von Torsionsschwingungen folgen, ohne die Haftreibung zwischen Rad und Tragelement voll auszuschöpfen.While driving a rail vehicle, but when no traction forces or braking forces between the wheels of the rail vehicle and the rails act, torsional vibrations of the wheelsets do not occur because the friction between the wheel and rail is not exhausted and thus has a strong vibration damping effect. However, the invention assumes that no traction forces or braking forces are required for the excitation of torsional vibrations on a test stand. With respect to the excitation of torsional vibrations, the opposite approach is taken on the test bench, in that forces are exerted on the wheel and thus on the wheel set via at least one support element that carries a wheel of the wheel set, which leads to torsional vibrations of the wheel set. The study of torsional vibrations can therefore be performed while the test piece is not moving. In this case, the support member can follow the small movements of the erected wheel due to torsional vibrations, without fully exploiting the static friction between the wheel and the support element.

Insbesondere erfolgt die Anregung von mechanischen Schwingungen des Tragelements in einer Längsrichtung, die der Fahrtrichtung des auf das Tragelement gestellten Radsatzes entspricht. Üblicherweise ist die Längsrichtung daher eine in horizontaler Richtung orientierte Richtung, die senkrecht zur Drehachse der Radsatzwelle und der Räder verläuft. Insbesondere kann als Tragelement eine Tragschiene verwendet werden, die z. B. ein kurzes Stück Fahrschiene ist. Jedoch ist das Tragelement, insbesondere die Tragschiene, nicht fest mit dem Untergrund verbunden, sondern in der Längsrichtung beweglich gelagert.In particular, the excitation of mechanical vibrations of the support element takes place in a longitudinal direction which corresponds to the direction of travel of the wheel set placed on the support element. Usually, therefore, the longitudinal direction is a direction oriented in the horizontal direction, which is perpendicular to the axis of rotation of the axle and the wheels. In particular, can be used as a supporting element a support rail, the z. B. is a short piece of running rail. However, the support element, in particular the support rail, not firmly connected to the ground, but movably mounted in the longitudinal direction.

Trotz der Umkehrung der Kraftübertragung können realistische Bedingungen für die Anregung von Torsionsschwingungen geschaffen werden, wie sie in der Praxis während der Fahrt von Schienenfahrzeugen vorkommen. Insbesondere kann die mechanische Schwingung des Tragelements bei einer Anregungsfrequenz angeregt werden und/oder bei einer Schwingungsfrequenz stattfinden, die zu Torsionsschwingungen mit hoher Schwingungsamplitude führt. Insbesondere kann die mechanische Schwingung des Tragelements bei einer Schwingungsfrequenz stattfinden, die gleich einer Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen des Prüflings (insbesondere des Radsatzes, des Drehgestells oder Schienenfahrzeugs) ist. Die Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen hängt im Allgemeinen davon ab, welche und wie viele drehbewegliche Teile mit dem Radsatz gekoppelt sind. Insbesondere Bauteile des Drehgestells wie Getriebe, Fahrmotoren und Bremsen beeinflussen daher die Höhe der Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen.Despite the reversal of power transmission, realistic conditions for the excitation of torsional vibrations can be created, as they occur in practice during the journey of rail vehicles. In particular, the mechanical oscillation of the support element can be excited at an excitation frequency and / or take place at an oscillation frequency which leads to torsional oscillations with a high oscillation amplitude. In particular, the mechanical vibration of the support member may take place at an oscillation frequency equal to a resonant frequency of torsional vibrations of the specimen (in particular, the wheel set, the bogie or rail vehicle). The resonant frequency of torsional vibrations generally depends on which and how many rotatable parts are coupled to the wheelset. In particular, components of the bogie such as transmission, traction motors and brakes therefore influence the height of the resonance frequency of torsional vibrations.

In jedem Fall kann die Schwingungsbewegung des Tragelements hinsichtlich der Amplitude der Schwingung des Tragelements und hinsichtlich der Schwingungsfrequenz reproduzierbar stattfinden, d. h. die Schwingung des Tragelements kann wiederholt in gleicher Weise angeregt werden. Dadurch lassen sich definierte Prüfbedingungen schaffen. Selbstverständlich ist es möglich, die Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsamplitude des Tragelements in der Längsrichtung zu variieren. Z. B. wird die Schwingungsfrequenz für die Untersuchung desselben Radsatzes variiert oder auf einen besonders geeigneten Wert (z. B. die Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen des Prüflings) eingestellt.In any case, the oscillatory movement of the support element with respect to the amplitude of the vibration of the support element and with respect to the oscillation frequency can take place reproducibly, i. H. the vibration of the support element can be repeatedly excited in the same way. As a result, defined test conditions can be created. Of course, it is possible to vary the oscillation frequency and / or oscillation amplitude of the support element in the longitudinal direction. For example, the vibration frequency for the examination of the same wheelset is varied or set to a particularly suitable value (eg, the resonance frequency of torsional vibrations of the specimen).

Im Gegensatz zu Fahrversuchen handelt es sich beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung um eine stationäre Anordnung, die als Prüfstand bezeichnet werden kann. Auf dem Prüfstand wird zumindest ein Radsatz aufgestellt, vorzugsweise ein Radsatz oder Drehgestell mit seiner kompletten Antriebs- und Bremsausrüstung wie sie auch beim Fahrbetrieb zum Einsatz kommt, und der Radsatz wird wie erwähnt zu Torsionsschwingungen angeregt. Wie ebenfalls bereits erwähnt, kann nicht nur ein einzelner Radsatz aufgestellt werden, sondern alternativ ein größerer Teil eines Schienenfahrzeugs oder sogar ein vollständiges Schienenfahrzeug. Der auf den Prüfstand aufgestellte, zusammenhängende Teil oder das Schienenfahrzeug wird als Prüfling bezeichnet. Weist der Prüfling mehr als einen Radsatz auf, bestehen verschiedene Möglichkeiten der Untersuchung von Torsionsschwingungen der Radsätze. In einem Fall kann ein einzelner Radsatz auf die Tragelemente des Prüfstandes aufgestellt werden und durch Bewegung des oder der Tragelemente zu Schwingungen angeregt werden, während zumindest ein anderer Radsatz nicht zu Schwingungen angeregt wird. Z. B. können die Fahrschienen, über die das Schienenfahrzeug auf den Prüfstand gelangt, jeweils einen getrennten Abschnitt aufweisen, der jeweils ein Rad des zu prüfenden Radsatzes trägt und in Längsrichtung (Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs) relativ zu anderen Teilen der Fahrschienen beweglich ist, sodass die Anregung wie beschrieben durchgeführt werden kann. In contrast to driving tests, the subject of the present invention is a stationary arrangement, which can be referred to as a test stand. On the test bench at least one set of wheels is set up, preferably a wheelset or bogie with its complete drive and brake equipment as it is used when driving, and the wheelset is excited as mentioned to torsional vibrations. As already mentioned, not only a single wheel set can be set up, but alternatively a larger part of a rail vehicle or even a complete rail vehicle. The contiguous part or rail vehicle set up on the test bench is referred to as the specimen. If the test specimen has more than one wheel set, there are various possibilities for investigating torsional vibrations of the wheel sets. In one case, a single wheel set can be placed on the support elements of the test stand and excited by movement of the or the support elements to oscillate, while at least one other wheel set is not excited to vibrate. For example, the rails over which the rail vehicle comes to the test, each having a separate section, each carrying a wheel of the wheelset to be tested and in the longitudinal direction (direction of travel of the rail vehicle) is movable relative to other parts of the rails, so that the excitation described can be performed.

In diesem speziellen Fall, aber auch grundsätzlich profitiert der erfindungsgemäße Prüfstand davon, dass Radsätze typischerweise eine geringe Eigendämpfung besitzen, d. h. Torsionsschwingungsamplituden von selbst lediglich über lange Zeiträume hinweg abklingen. Daher ist eine geringe Anregungsenergie erforderlich, um verhältnismäßig hohe Torsionsschwingungsamplituden zu erzeugen, die insbesondere den Amplituden während des normalen Betriebs des Schienenfahrzeugs entsprechen. Daraus folgt, dass die bei der Übertragung von Kräften zwischen den Rädern und den Tragelementen, insbesondere Tragschienen, wirkende Haftreibung (d. h. ohne Schlupf) ausreicht, um die Torsionsschwingungen aufgrund der Schwingungen des Tragelements oder der Tragelemente anzuregen. Dadurch werden definierte Verhältnisse geschaffen, die bei Schlupf, d. h. einem Durchrutschen der Räder, nicht vorhanden wären. Sollte in dem Fall, dass z. B. lediglich ein einzelner Radsatz den Prüfling darstellt, die Gewichtskraft des Prüflings nicht für eine Reibung ohne Schlupf ausreichen, kann die Kraft erhöht werden, mit der der Prüfling auf den Tragelementen lastet. Z. B. kann eine zusätzliche Kraft über die Stellen auf den Radsatz ausgeübt werden, an denen der Radsatz während des normalen Betriebes eines Schienenfahrzeugs mit diesem gekoppelt ist. Bei diesen Stellen handelt es sich insbesondere um Angriffspunkte der Federung des Radsatzes. Es wird bevorzugt, dass auf den Prüfling eine nach unten wirkende Kraft ausgeübt wird, sodass die von den Prüfling auf die Tragelemente wirkende Kraft so groß wie die Kraft ist, welche auch während des Fahrbetriebes über den Prüfling auf die Fahrschienen ausgeübt wird.In this specific case, but also in principle, the test stand according to the invention benefits from the fact that wheelsets typically have a low internal damping, d. H. Torsional vibration amplitudes decay by themselves only over long periods of time. Therefore, a small excitation energy is required to produce relatively high torsional vibration amplitudes, which correspond in particular to the amplitudes during normal operation of the rail vehicle. It follows that the static friction (i.e., without slip) acting in the transfer of forces between the wheels and the support elements, in particular support rails, is sufficient to excite the torsional vibrations due to the vibrations of the support element or the support elements. As a result, defined conditions are created which, in the event of slippage, i. H. a slippage of the wheels, would not exist. Should in the case that z. B. only a single wheel is the test specimen, the weight of the specimen not sufficient for a friction without slippage, the force can be increased, with which the test weight on the support elements. For example, an additional force may be exerted on the wheelsets where the wheelset is coupled to during normal operation of a rail vehicle. These points are in particular attack points of the suspension of the wheelset. It is preferred that a downwardly acting force be exerted on the test piece so that the force acting on the support members by the test piece is as great as the force exerted on the slides during the running operation over the test piece.

Im Gegensatz zur Messung von Torsionsschwingungen während der Fahrt des Schienenfahrzeugs, z. B. bei Testfahrten, wobei Torsionsschwingungen mit hoher Amplitude die Gefahr von Radscheibenverdrehungen oder sogar Radablösungen mit folgender Entgleisung des Schienenfahrzeugs besteht und dies ein nicht kalkulierbares Sicherheitsrisiko darstellt, können auf einem Prüfstand Vorkehrungen getroffen werden, die selbst beim Bruch der Radsatzwelle oder einer Radablösung weitergehenden Schaden vermeiden. Z. B. können die Messeinrichtungen, mit denen die während der Untersuchung der Torsionsschwingungen gewonnenen Messwerte aufgezeichnet und ausgewertet werden, in sicherer Entfernung untergebracht sein und lediglich über eine oder mehrere Signalverbindungen mit den Messwertgebern am Prüfling verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Umgebung des Prüflings, der auf dem Prüfstand untersucht wird, z. B. abgepolstert werden, wobei beispielsweise auch Airbags verwendet werden können, die beim Bruch oder Radablösung eine etwaige Bewegung von Teilen des Prüflings in die Umgebung abbremsen. Dadurch kann insbesondere auch eine zusätzliche Beschädigung und damit eine weitergehende Veränderung der Teile des defekten Prüflings verhindert werden, um diese Teile anschließend bezüglich der Ursachen für den Defekt zu untersuchen. Auf dem Prüfstand können daher höhere Risiken eingegangen werden und kann getestet werden, bei welchen Anregungsenergien und/oder welcher Belastungsdauer es zu einem Defekt kommt. Auch kann wegen des geringeren Aufwandes eine größere Anzahl von Versuchen durchgeführt werden. Torsionsschwingungen und ihre Auswirkungen können somit systematisch bei verhältnismäßig geringem Aufwand untersucht werden.In contrast to the measurement of torsional vibrations during the journey of the rail vehicle, z. As in test drives, with high amplitude torsional vibrations the risk of Radscheibenverdrehungen or even Radablösungen with the following derailment of the rail vehicle and this represents an incalculable safety risk, precautions can be taken on a test stand, even in case of breakage of the wheelset or a Radabösung further damage avoid. For example, the measuring devices with which the measured values obtained during the examination of the torsional vibrations are recorded and evaluated can be located at a safe distance and connected to the transducers on the test object via one or more signal connections. Alternatively or additionally, the environment of the test piece, which is examined on the test bench, z. B. can be padded, for example, airbags can be used, which slow down any breakage or wheel separation of any movement of the specimen in the environment. As a result, in particular, additional damage and thus a further change in the parts of the defective test object can be prevented in order subsequently to examine these parts with regard to the causes of the defect. On the test bench, therefore, higher risks can be taken and can be tested in which excitation energies and / or load duration it comes to a defect. Also, because of the lower cost, a larger number of experiments can be performed. Torsional vibrations and their effects can thus be studied systematically at relatively low cost.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Messwertgeber an dem Radsatz befestigt werden können und der Aufwand für die Übertragung der Messsignale von den Messwertgebern zu einer Datenerfassungseinrichtung und/oder Datenauswertungseinrichtung gering ist. Es können z. B. Draht- oder Kabelverbindungen für die Übertragung elektrischer Signale von den Messwertgebern genutzt werden, ohne den Prüfling hinsichtlich seiner Schwingungseigenschaften wesentlich zu beeinflussen. Der Radsatz führt keine vollständigen Umdrehungsbewegungen aus und insbesondere führt er keine fortlaufenden Umdrehungsbewegungen auf. Daher sind durchgehende Draht- oder Kabel-Signalverbindungen zur Übertragung der Messwerte möglich.A further advantage of the invention is that transducers can be attached to the wheel set and the outlay for the transmission of the measurement signals from the transducers to a data acquisition device and / or data evaluation device is low. It can z. B. wire or cable connections for the transmission of electrical signals are used by the transducers, without significantly affecting the DUT in terms of its vibration characteristics. The wheelset does not perform complete revolutions and, in particular, does not perform any continuous revolution. As a result, continuous wire or cable signal connections are possible for transmitting the measured values.

Jedes der beiden Räder des zu prüfenden Radsatzes wird auf ein Tragelement gestellt, vorzugsweise auf eine Tragschiene. Die beiden Tragelemente können fest miteinander verbunden sein, sodass die Anregung von mechanischen Schwingungen eines der Tragelemente auch zu der Anregung von Schwingungen des anderen Tragelements führt. Vorzugsweise jedoch sind die beiden Tragelemente mechanisch voneinander entkoppelt, sodass sich eine mechanische Schwingung eines der beiden Tragelemente nicht direkt, sondern allenfalls über den Radsatz auf das andere Tragelement überträgt. Insbesondere ist zumindest eines der beiden Tragelemente in der Längsrichtung beweglich gelagert. Vorzugsweise sind beide Tragelemente in der Längsrichtung beweglich gelagert und können unabhängig voneinander Schwingungsbewegungen in der Längsrichtung ausführen. Each of the two wheels of the wheelset to be tested is placed on a support element, preferably on a mounting rail. The two support elements can be firmly connected to each other, so that the excitation of mechanical vibrations of one of the support elements also leads to the excitation of vibrations of the other support member. Preferably, however, the two support elements are mechanically decoupled from one another, so that a mechanical oscillation of one of the two support elements does not transfer directly, but possibly via the wheel set to the other support element. In particular, at least one of the two support elements is movably mounted in the longitudinal direction. Preferably, both support members are movably supported in the longitudinal direction and can independently perform vibration movements in the longitudinal direction.

Die Anordnung weist insbesondere eine Basis auf, die nicht nur das erste Tragelement und vorzugsweise auch das zweite Tragelement abstützt, sondern auch als Basis für die Aufbringung von Anregungskräften zur Anregung der mechanischen Schwingungen zumindest des ersten Tragelements und vorzugsweise auch des zweiten Tragelements dient. Unter einer Basis ist daher ein Gegenstand, Materialbereich oder eine Anordnung von Gegenständen und/oder Materialbereichen zu verstehen, der bzw. die Kräfte, insbesondere Gewichtskräfte (insbesondere Gewichtskräfte der ersten und zweiten Tragelemente und auf die Tragelemente wirkende Gewichtskräfte insbesondere des Prüflings) und Gegenkräfte der Anregungskräfte zur Anregung von Schwingungen, aufnehmen, ohne ebenfalls eine Schwingungsbewegung auszuführen. Die Basis muss nicht zwangsläufig auf dem und unterhalb des Höhenniveaus der Tragelemente liegen. Es ist z. B. auch möglich, dass zumindest eines der Tragelemente an der Basis aufgehängt ist und sich zumindest teilweise unterhalb der Basis befindet. Allgemein formuliert kann unter der Basis die Umgebung der beweglichen Teile der Anordnung verstanden werden, die selbst nicht beweglich ist, d. h. auch während der mechanischen Schwingungen ruht.In particular, the arrangement has a base which not only supports the first support element and preferably also the second support element, but also serves as the basis for the application of excitation forces to excite the mechanical vibrations of at least the first support element and preferably also the second support element. A base is therefore to be understood as an article, material region or arrangement of articles and / or material regions, the force or forces, in particular weight forces (in particular weight forces of the first and second support elements and weight forces, in particular of the test object, acting on the support elements) and counterforce Pick up excitation forces to excite vibrations, without also perform a vibrational motion. The base does not necessarily have to be at and below the height level of the support elements. It is Z. B. also possible that at least one of the support elements is suspended from the base and is at least partially below the base. In general terms, the base may be understood to mean the environment of the moving parts of the assembly, which itself is not movable, i. H. also rests during the mechanical vibrations.

Das erste Tragelement und vorzugsweise auch das zweite Tragelement sind elastisch mit der Basis gekoppelt. Da das erste Tragelement und vorzugsweise auch das zweite Tragelement in der Längsrichtung beweglich gelagert ist/sind, wird bei einer solchen Bewegung in Längsrichtung die elastische Kopplung dazu gebracht, Rückstellkräfte zu erzeugen, die das bzw. die Tragelemente in einer Ruheposition der mechanischen Schwingung rückstellen. Das Tragelement oder die beiden Tragelemente führt/führen daher aufgrund der Rückstellkräfte eine gedämpfte harmonische Schwingung aus, wenn sie entsprechend zu Schwingungen angeregt werden.The first support element and preferably also the second support element are elastically coupled to the base. Since the first support member and preferably also the second support member is movably supported in the longitudinal direction, such elastic movement in the longitudinal direction causes the elastic coupling to generate return forces resetting the support member in a rest position of the mechanical vibration. The support element or the two support elements therefore performs due to the restoring forces a damped harmonic oscillation, if they are excited according to vibrations.

Die elastische Kopplung wird insbesondere durch ein elastisch verformbares Material realisiert. Z. B. eignet sich eine Blattfeder (insbesondere aus Stahl), ein Bündel von Blattfedern (z. B. aus Stahl) oder zumindest eine komprimierbare und/oder elongierbare Feder (z. B. helixförmig gewundene und/oder spiralförmig gewundene Feder, z. B. ebenfalls aus Stahl) als elastische Kopplung. Eine elastische Kopplung ist aber nicht zwingend erforderlich, um ein Tragelement zu einer mechanischen Schwingung anzuregen. Vielmehr kann es sich auch um eine erzwungene Schwingung des Tragelements handeln, die von einer Antriebsvorrichtung der Anordnung erzwungen wird. In diesem Fall führt ein fest mit dem Tragelement verbundenes Angriffselement der Antriebsvorrichtung, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung, die erwünschte Schwingungsbewegung aus und erzwingt somit auch eine entsprechende, gleichartige Schwingungsbewegung des Tragelements.The elastic coupling is realized in particular by an elastically deformable material. For example, a leaf spring (in particular made of steel), a bundle of leaf springs (eg of steel) or at least one compressible and / or elongatable spring (eg helically wound and / or spirally wound spring, eg. also made of steel) as elastic coupling. However, an elastic coupling is not absolutely necessary in order to stimulate a support element to a mechanical vibration. Rather, it may also be a forced oscillation of the support element, which is forced by a drive device of the arrangement. In this case, a fixedly connected to the support element engagement element of the drive device, driven by the drive device, performs the desired oscillatory motion and thus also enforces a corresponding, similar vibration movement of the support element.

Vorzugsweise ist eine elastische Kopplung zwischen der Basis und dem ersten Tragelement vorhanden (und vorzugsweise auch eine elastische Kopplung zwischen der Basis und dem zweiten Tragelement), wobei die elastische Kopplung außerdem die Funktion erfüllt, das Tragelement abzustützen, d. h. zumindest einen Teil der Gewichtskräfte und sonstigen in vertikaler Richtung wirkenden Kräfte aufzunehmen. In einer konkreten Ausführungsform ist die elastische Kopplung als Blattfeder oder Bündel von Blattfedern (auch als Blattfederpaket bezeichnet) ausgestaltet, wobei die zumindest eine Blattfeder während der mechanischen Schwingung des Tragelementes Biegeschwingungen ausführt und die Abstützungskräfte (insbesondere Gewichtskräfte) gleichzeitig in Längsrichtung der Blattfeder oder des Blattfederpakets ableitet. Dabei ist es sowohl denkbar, dass sich der Bereich der Basis, mit dem die zumindest eine Blattfeder fest verbunden ist, unterhalb, in alternativer Ausgestaltung oberhalb, des Tragelements befindet. Dementsprechend erstreckt sich die zumindest eine Blattfeder im ersten Fall von dem Tragelement nach unten zu dem Bereich der Basis und im zweiten Fall von dem Tragelement nach oben zu dem Bereich der Basis. Auch Kombinationen sind möglich, d. h. es kann sich sowohl zumindest eine Blattfeder von dem Tragelement nach oben zu einem Bereich der Basis erstrecken und dort befestigt sein, als auch zumindest eine Blattfeder von dem Tragelement nach unten zu einem Bereich der Basis erstrecken, an dem die zumindest eine Blattfeder befestigt ist. Ferner ist es möglich, zumindest eine Blattfeder als elastische Ankopplung und Abstützungsmittel zu verwenden und zusätzlich zumindest eine weitere elastische Ankopplung und/oder Abstützung gegen die Basis zu verwenden.Preferably there is a resilient coupling between the base and the first support member (and preferably also a resilient coupling between the base and the second support member), the resilient coupling also fulfilling the function of supporting the support member, i. H. to absorb at least part of the weight forces and other forces acting in the vertical direction. In a specific embodiment, the elastic coupling as a leaf spring or bundle of leaf springs (also referred to as a leaf spring package) configured, wherein the at least one leaf spring during the mechanical vibration of the support member performs bending vibrations and the support forces (especially weight forces) simultaneously in the longitudinal direction of the leaf spring or the leaf spring package derives. It is also conceivable that the region of the base, with which the at least one leaf spring is firmly connected, is located below, in an alternative embodiment above, the support element. Accordingly, in the first case, the at least one leaf spring extends downwardly from the support member to the region of the base and in the second case from the support member up to the region of the base. Also combinations are possible, d. H. it may be at least a leaf spring from the support member up to a portion of the base extend and secured there, as well as at least one leaf spring from the support member down to a portion of the base extend, to which the at least one leaf spring is attached. Furthermore, it is possible to use at least one leaf spring as elastic coupling and support means and additionally to use at least one further elastic coupling and / or support against the base.

Wie erwähnt handelt es sich bei dem ersten Tragelement und vorzugsweise auch bei dem zweiten Tragelement um eine Tragschiene. Dies hat den Vorteil, dass die Räder des Radsatzes auf dem jeweiligen Tragelement abrollen können. Eine solche Abrollbewegung kann insbesondere aufgrund der Anregung zu Torsionsschwingungen, welche von dem Tragelement bewirkt wird, d. h. durch die Relativbewegung von Tragelement und Rad, aber auch durch die von dem Radsatz ausgeführten Torsionsschwingungen selbst stattfinden. Bei Verwendung einer Tragschiene als Tragelement bzw. von Tragschienen als Tragelemente ist der Kontakt zwischen Tragelement und Rad wie in der Praxis während der Fahrt eines Schienenfahrzeugs, mit Ausnahme der Rollbewegung, die während der Fahrt kontinuierlich abläuft. Bezüglich der auch während der Fahrt des Schienenfahrzeugs überlagerten Schwingungen ist der Kontakt aber so realistisch wie möglich.As mentioned, the first support element and preferably also the second support element is a support rail. This has the Advantage that the wheels of the wheelset can roll on the respective support element. Such a rolling movement can take place in particular due to the excitation to torsional vibrations, which is caused by the support member, ie by the relative movement of support member and wheel, but also by the running of the wheel set torsional vibrations themselves. When using a support rail as a support element or of support rails as support elements, the contact between the support member and the wheel as in practice while driving a rail vehicle, with the exception of the rolling motion, which runs continuously while driving. However, as far as the vibrations superimposed during the journey of the rail vehicle are concerned, the contact is as realistic as possible.

Jedoch können auch andere Tragelemente verwendet werden, die ebenfalls ein Hin- und Herrollen des Rades auf dem Tragelement ermöglichen. Z. B. kann statt einer Tragschiene eine Platte verwendet werden, die eine Nut aufweist, in die der vorspringende Bereich am Außenumfang des Rades eingreift. Die Nut erstreckt sich dabei in der Längsrichtung, in der das Tragelement hin- und herbewegt wird, um Torsionsschwingungen in dem Radsatz anzuregen.However, other support members may be used, which also allow a rolling and rolling the wheel on the support member. For example, instead of a support rail, a plate may be used which has a groove in which the projecting portion engages the outer circumference of the wheel. The groove extends in the longitudinal direction in which the support member is reciprocated to stimulate torsional vibrations in the wheelset.

Insbesondere wird vorgeschlagen: eine Anordnung zur Untersuchung von Torsionsschwingungen an Radsätzen von Schienenfahrzeugen, die ein erstes Rad zum Fahren auf einer ersten Fahrschiene und ein zweites Rad zum Fahren auf einer zweiten Fahrschiene, die parallel zur ersten Fahrschiene verläuft, aufweisen, wobei das erste und zweite Rad über eine Radsatzwelle miteinander verbunden sind, wobei die Anordnung aufweist:

  • – ein erstes Tragelement zum Tragen des ersten Rades,
  • – ein zweites Tragelement zum Tragen des zweiten Rades,
  • – eine Basis, die das erste Tragelement und das zweite Tragelement abstützt,
  • – eine Lagerung, mittels der das erste Tragelement in einer Längsrichtung, die der Fahrtrichtung des auf die Tragelemente gestellten Radsatzes entspricht, beweglich gelagert ist, und
  • – eine Antriebsvorrichtung, die mit dem ersten Tragelement kombiniert ist und ausgestaltet ist, eine Bewegung des ersten Tragelements in der Längsrichtung anzutreiben und dadurch eine mechanische Schwingung des ersten Tragelements in der Längsrichtung anzuregen.
In particular, it is proposed: an arrangement for examining torsional vibrations on wheelsets of rail vehicles, which have a first wheel for driving on a first running rail and a second wheel for running on a second running rail, which runs parallel to the first running rail, wherein the first and second Wheel are connected together via a wheelset, the arrangement comprising:
  • A first support element for supporting the first wheel,
  • A second support element for supporting the second wheel,
  • A base which supports the first support element and the second support element,
  • - A storage, by means of which the first support member in a longitudinal direction corresponding to the direction of travel of the set of wheels on the support elements, is movably mounted, and
  • A drive device combined with the first support element and configured to drive a movement of the first support element in the longitudinal direction and thereby to stimulate a mechanical oscillation of the first support element in the longitudinal direction.

Insbesondere (und dies gilt auch für die weiteren Ausgestaltung der Anordnung) ist auch das zweite Tragelement in der Längsrichtung beweglich gelagert und ist die Antriebsvorrichtung oder eine zweite Antriebsvorrichtung ausgestaltet, eine Bewegung der zweiten Tragschiene in der Längsrichtung anzutreiben und dadurch eine mechanische Schwingung des zweiten Tragelements in der Längsrichtung anzuregen.In particular (and this also applies to the further embodiment of the arrangement) and the second support member is movably mounted in the longitudinal direction and the drive device or a second drive device is configured to drive a movement of the second support rail in the longitudinal direction and thereby a mechanical vibration of the second support member to stimulate in the longitudinal direction.

Ferner wird bevorzugt, dass von der Antriebsvorrichtung oder den Antriebsvorrichtungen auf die beiden Tragelemente gleich große, jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkende Kräfte ausgeübt werden, so dass die beiden Tragelemente mit gleich großer Amplitude, jedoch um 180° phasenversetzt (d. h. gegenphasig) schwingen. Dadurch können Torsionsschwingungen des auf die Tragelemente aufgestellten Radsatzes besonders effektiv bei geringer Schwingungsamplitude der einzelnen Tragelemente angeregt werden.Furthermore, it is preferred that the forces exerted by the drive device or the drive devices on the two support elements be equally large, but in opposite directions, so that the two support elements oscillate with the same amplitude, but out of phase by 180 ° (ie, out of phase). As a result, torsional vibrations of the wheel set erected on the support elements can be stimulated particularly effectively with a low oscillation amplitude of the individual support elements.

Ferner wird ein Verfahren zur Untersuchung von Torsionsschwingungen an Radsätzen von Schienenfahrzeugen vorgeschlagen, die ein erstes Rad zum Fahren auf einer ersten Fahrschiene und ein zweites Rad zum Fahren auf einer zweiten Fahrschiene, die parallel zur ersten Fahrschiene verläuft, aufweisen, wobei das erste und zweite Rad über eine Radsatzwelle miteinander verbunden sind, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

  • – Aufstellen eines Radsatz auf ein erstes Tragelement und auf ein zweites Tragelement, wobei das erste Rad des Radsatzes auf das erste Tragelement und das zweite Rad des Radsatzes auf das zweite Tragelement gestellt wird,
  • – Anregen einer mechanischen Schwingung zumindest des ersten Tragelements in einer Längsrichtung, die der Fahrtrichtung des auf die Tragelemente gestellten Radsatzes entspricht, und dadurch Anregen von Torsionsschwingungen in dem Radsatz.
Furthermore, a method is proposed for examining torsional vibrations on wheelsets of rail vehicles, which have a first wheel for driving on a first running rail and a second wheel for running on a second running rail, which runs parallel to the first running rail, wherein the first and second wheel connected by a wheel set shaft, and wherein the method comprises the following steps:
  • Setting up a wheel set on a first support element and on a second support element, wherein the first wheel of the wheel set is placed on the first support element and the second wheel of the wheel set on the second support element,
  • - Stimulating a mechanical vibration of at least the first support member in a longitudinal direction corresponding to the direction of travel of the set of wheels on the support elements, and thereby exciting torsional vibrations in the wheelset.

Entsprechend der Anordnung und entsprechend der Ausgestaltungen der Anordnung wird auch bei dem Verfahren bevorzugt, eine mechanische Schwingung auch des zweiten Tragelements in der Längsrichtung anzuregen, wobei ebenfalls vorzugsweise die Anregung gegenphasig stattfindet.According to the arrangement and according to the embodiments of the arrangement, it is also preferred in the method to excite a mechanical oscillation of the second support element in the longitudinal direction, wherein also preferably the excitation takes place in anti-phase.

Wie bereits zu der Anordnung beschrieben, wird die mechanische Schwingung insbesondere mittels einer Antriebsvorrichtung angeregt, die mit dem ersten Tragelement kombiniert wird/ist und eine Bewegung der ersten Tragschiene in der Längsrichtung antreibt. Wenn auch das zweite Tragelement in Schwingungen versetzt wird, kann dieselbe oder eine andere Antriebsvorrichtung genutzt werden, die mit dem zweiten Tragelement kombiniert wird/ist. Somit kann auch bezüglich des zweiten Tragelements eine Bewegung in der Längsrichtung angetrieben werden.As already described for the arrangement, the mechanical oscillation is excited, in particular, by means of a drive device which is / is combined with the first support element and drives a movement of the first support rail in the longitudinal direction. Although the second support member is vibrated, the same or another drive device combined with the second support member may be used. Thus, a movement in the longitudinal direction can also be driven with respect to the second support member.

Die Bewegung des ersten Tragelements und vorzugsweise auch die Bewegung des zweiten Tragelements in der Längsrichtung während der mechanischen Schwingung werden vorzugsweise von einer Lagerung gelagert ausgeführt.The movement of the first support element and preferably also the movement of the second support element in the longitudinal direction during the mechanical oscillation are preferably carried out supported by a bearing.

Vorzugsweise wird die mechanische Schwingung des zweiten Tragelements durch zeitversetzte Anregung des ersten und zweiten Tragelements und/oder durch entgegengesetzt gerichtete Anregung des ersten und zweiten Tragelements angeregt, sodass sich das erste und das zweite Tragelement zumindest in Teil-Zeiträumen der mechanischen Schwingungen in entgegengesetzte Richtung bewegen. The mechanical oscillation of the second support element is preferably excited by delayed excitation of the first and second support element and / or by oppositely directed excitation of the first and second support element, so that the first and the second support element move in opposite directions at least in partial periods of the mechanical oscillations ,

Insbesondere wird es bevorzugt, die Anordnung bzw. den Prüfstand in Resonanz zu betreiben. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Eigenfrequenz (d. h. eine Resonanzfrequenz) der mechanischen Schwingung des Tragelements oder beider Tragelemente im unbelasteten Zustand (d. h. wenn kein Prüfling auf die Tragelemente aufgestellt ist) mit der Torsions-Resonanzfrequenz des Prüflings (insbesondere eines einzelnen Radsatzes) übereinstimmt. Der Vorteil liegt darin, dass bei einer solchen Abstimmung der Resonanzfrequenzen von Tragelement und Prüfling sich durch das Zusammenwirken von Prüfling und Tragelement(en) keine Veränderung der Torsionsresonanzfrequenz ergibt.In particular, it is preferred to operate the arrangement or the test stand in resonance. This is achieved by matching a natural frequency (i.e., a resonant frequency) of the mechanical vibration of the support member or both support members in the unloaded state (i.e., when no test object is mounted on the support members) to the torsional resonant frequency of the test object (particularly a single wheel set). The advantage lies in the fact that with such a tuning of the resonance frequencies of the support element and the test object, the interaction of the test object and the support element (s) results in no change in the torsional resonance frequency.

Insbesondere kann die Abstimmung dadurch erreicht werden, dass die Resonanzfrequenz der mechanischen Schwingung des ersten Tragelements (und vorzugsweise entsprechend des zweiten Tragelements) durch

  • – Veränderung der Masse des ersten Tragelements und/oder der Masse von fest mit dem ersten Tragelement verbundenen Teilen (bei Anpassung der Resonanzfrequenz des zweiten Tragelements entsprechend durch Veränderung der Masse des zweiten Tragelements und/oder der Masse von fest mit dem zweiten Tragelement verbundenen Teilen) und/oder
  • – durch Veränderung einer Steifigkeit einer elastischen Ankopplung des ersten Tragelements (bzw. des zweiten Tragelements) an eine nicht mitschwingende Basis, an eine Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen des Radsatzes angeglichen wird. Die Steifigkeit einer elastischen Ankopplung kann im Fall einer Feder oder einer Federanordnung, die als elastische Ankopplung verwendet wird, auch als Federkonstante bezeichnet werden.
In particular, the tuning can be achieved in that the resonance frequency of the mechanical vibration of the first support member (and preferably according to the second support member) by
  • Changing the mass of the first support element and / or the mass of parts fixedly connected to the first support element (correspondingly by adapting the resonance frequency of the second support element by changing the mass of the second support element and / or the mass of parts fixedly connected to the second support element) and or
  • - Is adjusted by changing a stiffness of an elastic coupling of the first support member (or the second support member) to a non-resonating base, to a resonant frequency of torsional vibrations of the wheelset. The stiffness of a resilient coupling may also be referred to as a spring constant in the case of a spring or spring assembly used as a resilient coupling.

Vorzugsweise ist die elastische Ankopplung auch als die Lagerung oder zumindest als Teil der Lagerung ausgestaltet. Dies ist z. B. bei den bereits erwähnten Blattfedern der Fall. Die zumindest eine Blattfeder kann in ihrer Längsrichtung große Kräfte aufnehmen und somit das Tragelement abstützen und ist dennoch zu mechanischen Schwingungen in einer Richtung quer zur Längsachse und quer zur Oberfläche des blattförmigen Elements fähig.Preferably, the elastic coupling is designed as the storage or at least as part of the storage. This is z. B. in the already mentioned leaf springs of the case. The at least one leaf spring can absorb large forces in its longitudinal direction and thus support the support element and yet is capable of mechanical vibrations in a direction transverse to the longitudinal axis and transversely to the surface of the sheet-like element.

Bevorzugtermaßen weist die elastische Ankopplung des Tragelements an die Basis wie auch der Radsatz selbst eine geringe Eigendämpfung auf. Insbesondere ist die Eigendämpfung der elastischen Ankopplung im unbelasteten Zustand des Prüfstandes, d. h. der Anordnung, nicht größer als die Eigendämpfung des Radsatzes oder Prüflings. Allgemeiner formuliert sollte die Eigendämpfung der elastischen Ankopplung jedes der Tragelemente nicht mehr als um einen Faktor 2 größer sein als die Eigendämpfung des Radsatzes oder Prüflings. Blattfedern aus Stahl oder Blattfederpakete aus Stahl sind daher gut geeignet. Wie erwähnt wird die zumindest eine Blattfeder in ihrer Funktion als elastische Ankopplung, bei Bewegung des Tragelements in der Längsrichtung, auf Biegung beansprucht und durch die Gewichtskräfte des Tragelements und gegebenenfalls des auf das Tragelement aufgestellten Prüflings auf Zug bzw. Druck belastet.Preferably, the elastic coupling of the support element to the base as well as the wheelset itself has a low internal damping. In particular, the internal damping of the elastic coupling in the unloaded state of the test bed, d. H. the arrangement, not greater than the internal damping of the wheel or DUT. More generally, the internal damping of the elastic coupling of each of the support elements should not be more than a factor of 2 greater than the internal damping of the wheelset or DUT. Steel leaf springs or steel leaf spring packs are therefore well suited. As mentioned, the at least one leaf spring is stressed in its function as elastic coupling, upon movement of the support element in the longitudinal direction, on bending and loaded by the weight forces of the support element and optionally placed on the support member test piece to train or pressure.

Soll im Fall der Verwendung zumindest einer Blattfeder als elastische Ankopplung eine Anpassung an eine andere Torsionsresonanzfrequenz eines Prüflings vorgenommen werden, kann z. B. zumindest eine Blattfeder der elastischen Ankopplung gegen eine andere Blattfeder oder eine Mehrzahl anderer Blattfedern oder gleicher Blattfedern ausgetauscht werden. Insbesondere kann die Anpassung vorgenommen werden, indem zumindest eine Blattfeder oder ein Blattfederpaket geeigneter Länge, Dicke und Breite gewählt wird und/oder die Anzahl der Blattfedern der elastischen Ankopplung angepasst wird, um die Resonanzfrequenz der mechanischen Schwingung des Tragelements in der Längsrichtung an die Resonanzfrequenz des Prüflings anzugleichen.If, in the case of using at least one leaf spring as an elastic coupling to adapt to a different torsional resonance frequency of a specimen can be made, for. B. at least one leaf spring of the elastic coupling are exchanged for another leaf spring or a plurality of other leaf springs or the same leaf springs. In particular, the adjustment may be made by selecting at least one leaf spring or leaf spring pack of appropriate length, thickness and width and / or adjusting the number of leaf springs of the elastic coupling to match the resonant frequency of the mechanical vibration of the support member in the longitudinal direction to the resonant frequency of the spring To match test items.

Bei der Antriebsvorrichtung, mit der die Bewegung des ersten Tragelements (und optional auch des zweiten Tragelements) in der Längsrichtung angetrieben wird, um mechanische Schwingungen des Tragelements zu erzeugen, kann es sich insbesondere um an sich bekannte Vorrichtungen handeln. Z. B. kann ein Teil der Antriebsvorrichtung, der fest mit dem Tragelement verbunden ist und daher die mechanische Schwingung des Tragelements bei gleicher Schwingungsamplitude mit ausführt, hydraulisch oder pneumatisch bewegt werden. Für die Bewegung kann in diesem Fall z. B. eine Kolben-/Zylindereinheit oder eine Mehrzahl solcher Einheiten eingesetzt werden, die das mit dem Tragelement verbundene Teil der Vorrichtung entsprechend der Relativbewegung von Kolben und Zylinder bewegt. Insbesondere kann der Zylinder fest mit der Basis verbunden sein und der Kolben, der relativ zu dem Zylinder in Zylinderlängsachse beweglich ist, fest mit dem an dem Tragelement fest verbundenen Teil verbunden sein. Unter einer ”festen Verbindung” wird eine Verbindung verstanden, die im Gegensatz zu einer Kopplung mit Bewegungsmöglichkeit fest ist.In the drive device with which the movement of the first support element (and optionally also of the second support element) is driven in the longitudinal direction in order to generate mechanical vibrations of the support element, it can be in particular devices known per se. For example, a part of the drive device, which is firmly connected to the support element and therefore carries out the mechanical oscillation of the support element with the same oscillation amplitude, are moved hydraulically or pneumatically. For the movement can in this case z. Example, a piston / cylinder unit or a plurality of such units are used, which moves the connected to the support member of the device according to the relative movement of the piston and cylinder. In particular, the cylinder may be fixedly connected to the base and the piston, which is movable relative to the cylinder in the cylinder longitudinal axis, be firmly connected to the fixedly connected to the support member. A "fixed connection" is understood to mean a connection which, unlike a coupling with the possibility of movement, is fixed.

Eine andere mögliche Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung weist einen elektrodynamischen Antrieb auf, insbesondere zumindest eine elektromagnetische, während des Betriebes von Strom durchflossene Spule, die auf eine weitere Spule oder elektrische Wicklung oder auf ein magnetisches Teil einwirkt und somit zu einer Bewegung führt, die auf das Tragelement übertragen werden kann. Z. B. kann die Vorrichtung wie ein elektromagnetischer Linearmotor gebaut sein. Insbesondere kann diese Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung auch eine Einrichtung zur Messung der eingeleiteten Kraft aufweisen. Another possible embodiment of the drive device has an electrodynamic drive, in particular at least one electromagnetic coil which flows through current during operation and which acts on a further coil or electrical winding or on a magnetic part and thus leads to a movement on the support element can be transferred. For example, the device may be constructed like an electromagnetic linear motor. In particular, this embodiment of the drive device can also have a device for measuring the introduced force.

Die beiden zuvor genannten Ausgestaltungen einer Antriebsvorrichtung sind insbesondere geeignet, Bewegungen des Tragelements mit einer Bewegungsfrequenz und einer Bewegungsamplitude anzuregen, die zu Torsionsschwingungen mit hoher Amplitude im Resonanzfrequenzbereich von Radsätzen führen. Insbesondere können diese Vorrichtungen mit einer Anregungsfrequenz betrieben werden, die im Bereich der Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen von Radsätzen liegt.The two aforementioned embodiments of a drive device are particularly suitable for exciting movements of the support element with a movement frequency and a movement amplitude, which lead to torsional oscillations with a high amplitude in the resonant frequency range of wheelsets. In particular, these devices can be operated at an excitation frequency which is in the range of the resonance frequency of torsional vibrations of wheelsets.

Vorzugsweise weist die Anordnung zumindest einen Messwertgeber auf, der ausgestaltet ist, eine Messgröße zu messen, die sich während und/oder aufgrund von Torsionsschwingungen ändert, die von dem auf das erste und zweite Tragelement aufgestellten Radsatz ausgeführt werden. Dem entspricht eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei der während der mechanischen Schwingung mittels zumindest eines Messwertgebers wiederholt eine Messgröße gemessen wird, die sich während und/oder aufgrund von Torsionsschwingungen ändert, die von dem auf das erste und zweite Tragelement aufgestellten Radsatz ausgeführt werden.Preferably, the arrangement comprises at least one transmitter which is designed to measure a measured variable which changes during and / or due to torsional vibrations which are carried out by the wheel set set up on the first and second carrier element. This corresponds to an embodiment of the method in which during the mechanical oscillation by means of at least one measuring transducer repeatedly a measured variable is measured, which changes during and / or due to torsional vibrations, which are performed by the established on the first and second support member wheelset.

Grundsätzlich können bereits auf dem Gebiet der Untersuchung von Torsionsschwingungen von Radsätzen bekannte Messwertgeber verwendet werden. Dies sind z. B. Dehnungsmessstreifen oder andere Dehnungsmesswertgeber, Beschleunigungssensoren, Sensoren zur Messung von Kräften, Sensoren zur Messung von Auslenkungen, Sensoren zur Messung von Biegemomenten und/oder Sensoren zur Messung von Torsionsmomenten. Ferner können alternativ oder zusätzlich Sensoren zur Messung von Spannungen, z. B. mechanische Spannungen in einer geradlinigen Richtung oder Torsionsspannungen, verwendet werden. Je nach Art des Sensors bzw. Messwertgebers kann zumindest ein Teil des Sensors mit dem Prüfling verbunden sein. Dies ist z. B. bei Dehnungsmessstreifen der Fall. Jedoch sind selbstverständlich auch berührungslos messende Sensoren verwendbar, z. B. Lasersensoren, die einen Abstand des Prüflings von einem Teil der Basis messen.Basically, already known in the field of the investigation of torsional vibrations of wheelsets known transmitters can be used. These are z. As strain gauges or other strain sensors, acceleration sensors, sensors for measuring forces, sensors for measuring deflections, sensors for measuring bending moments and / or sensors for measuring torsional moments. Furthermore, alternatively or additionally, sensors for measuring voltages, for. As mechanical stresses in a straight line direction or torsional stresses can be used. Depending on the type of sensor or transmitter, at least a part of the sensor may be connected to the test object. This is z. B. in strain gauges the case. However, of course, non-contact measuring sensors are used, for. As laser sensors that measure a distance of the specimen from a part of the base.

Insbesondere kann auf diese Weise das Verhalten (z. B. die Reaktion) des Prüflings, insbesondere des Radsatzes, bei Anregung von Torsionsschwingungen untersucht werden. Z. B. ist die Bestimmung des Verhaltens des Prüflings in Relation zur Anregungsintensität (z. B. der Amplitude der mechanischen Schwingung des Tragelements) möglich, insbesondere für Torsionsschwingungen des Prüflings bis zu während des normalen Betriebs maximal zulässigen Schwingungsamplituden oder auch darüber hinaus. Daher kann insbesondere auch eine dauerhafte Schädigung oder Zerstörung des Prüflings mit Hilfe des zumindest einen Messwertgebers gemessen werden.In particular, the behavior (eg the reaction) of the test piece, in particular of the wheel set, upon excitation of torsional vibrations can be investigated in this way. For example, the determination of the behavior of the test specimen in relation to the excitation intensity (eg the amplitude of the mechanical oscillation of the support element) is possible, in particular for torsional vibrations of the test specimen up to or beyond maximum permissible oscillation amplitudes during normal operation. Therefore, in particular a permanent damage or destruction of the test object can be measured with the aid of the at least one sensor.

Insbesondere kann der Prüfling, während er auf dem Prüfstand hinsichtlich Torsionsschwingungen untersucht wird, in Längsrichtung, d. h. in der Fahrtrichtung, gegen Wegrollen festgehalten werden. Dadurch wird vermieden, dass der Prüfling die Prüfposition auf dem Prüfstand verlässt. Insbesondere kann eine entsprechende Haltekraft über die Stellen auf einen Radsatz als Prüfling übertragen werden, an denen der Radsatz auch im vollständigen Schienenfahrzeug mit diesem verbunden ist. Üblicherweise ist ein Radsatz an diesen Stellen über Radsatzlager mit dem Rest des Schienenfahrzeugs verbunden. Wird ein vollständiges Drehgestell oder ein vollständiges Schienenfahrzeug als Prüfling auf die Tragelemente aufgestellt und geprüft, kann das Drehgestell bzw. Schienenfahrzeug an den Außenseiten gegen Wegrollen festgehalten werden. Eine entsprechende Haltekraft wird bei einem Fahrzeug z. B. über Puffer eingeleitet, die sonst der Abpufferung von miteinander gekoppelten Schienenfahrzeugen dienen. Insbesondere kann die Haltkraft von der Antriebsvorrichtung aufgebracht werden.In particular, the specimen, while being tested on the test rig for torsional vibrations, may be longitudinally, i. H. in the direction of travel, are held against rolling away. This avoids that the test object leaves the test position on the test bench. In particular, a corresponding holding force can be transmitted via the points to a wheel set as a test object, in which the wheelset is also connected in the complete rail vehicle with this. Usually, a wheelset is connected at these points via wheelset bearing with the rest of the rail vehicle. If a complete bogie or a complete rail vehicle set up and tested as a test object on the support elements, the bogie or rail vehicle can be held on the outer sides against rolling away. A corresponding holding force is z in a vehicle. B. initiated via buffers, which otherwise serve the buffering of coupled rail vehicles. In particular, the holding force can be applied by the drive device.

Erwähnt wurde bereits, dass für die Übertragung vertikaler Lasten, also insbesondere der Gewichtskräfte des Prüflings und der Tragelemente, auf die Basis zumindest eine Blattfeder verwendet werden kann. Anders als bei der Blattfeder kann für die elastische Ankopplung der Tragelemente oder des Tragelements einerseits und für die Übertragung der vertikalen Lasten andererseits auf verschiedene Mittel zurückgegriffen werden. Insbesondere kann daher die bewegliche Lagerung, die eine Bewegung des Tragelements oder der Tragelemente in der Längsrichtung erlaubt, nicht die Funktion auch einer elastischen Ankopplung des Tragelements an die Basis erfüllen. Z. B. kann das Tragelement oder können die Tragelemente über drehbewegliche Rollen gelagert werden, z. B. über so genannte Rollenschlitten. Bei Rollen muss zur Ausführung der Längsbewegung lediglich der Reibungswiderstand der Wälzreibung der Rollen überwunden werden, die das Tragelement tragen. Eine alternative Ausgestaltung der Lagerung weist eine hydrostatische Unterstützung des Tragelements auf, d. h. das Tragelement wird von einem Flüssigkeitsfilm getragen. Insbesondere ist zusätzlich eine seitliche Führung zur Führung der Längsbewegung des Tragelements vorhanden, so dass die Bewegung in der gewünschten Richtung, nämlich der Längsrichtung, geführt ist. Statt einer seitlichen Führung kann auch eine andere Führung, z. B. eine zentrale Führung eines nach unten vorspringenden Teils des Tragelements, vorgesehen sein. Die Dicke des Flüssigkeitsfilms, d. h. des hydrostatischen tragenden Films, wird so groß gewählt, dass auch bei maximal möglicher Belastung der Lagerung in vertikaler Richtung kein Kontakt zwischen dem Tragelement und einem Untergrund entsteht. Ein solches hydrostatisches Kissen hat den Vorteil, dass bei der Längsbewegung lediglich die inneren Reibungskräfte des Flüssigkeitsfilms überwunden werden müssen, die aufgrund der Viskosität der Flüssigkeit vorhanden sind.It has already been mentioned that at least one leaf spring can be used on the base for the transmission of vertical loads, that is to say in particular of the weight forces of the test object and of the support elements. Unlike the leaf spring can be used for the elastic coupling of the support elements or the support member on the one hand and for the transmission of the vertical loads on the other hand on different means. In particular, therefore, the movable support, which allows movement of the support member or the support members in the longitudinal direction, do not fulfill the function of elastic coupling of the support member to the base. For example, the support element or the support elements can be mounted on rotatable rollers, z. B. on so-called roller carriage. In the case of rollers, only the frictional resistance of the rolling friction of the rollers that carry the carrier element must be overcome to execute the longitudinal movement. An alternative embodiment of the bearing has a hydrostatic support of the support element, that is, the support member is of a Fluid film worn. In particular, a lateral guide for guiding the longitudinal movement of the support element is additionally present, so that the movement in the desired direction, namely the longitudinal direction, is guided. Instead of a lateral guide can also be another guide, z. B. a central guide of a downwardly projecting part of the support element, may be provided. The thickness of the liquid film, ie of the hydrostatic supporting film, is chosen so large that even at maximum possible load of the bearing in the vertical direction no contact between the support element and a substrate is formed. Such a hydrostatic cushion has the advantage that in the longitudinal movement only the internal frictional forces of the liquid film must be overcome, which are present due to the viscosity of the liquid.

Insbesondere wenn die Lagerung nicht auch eine elastische Ankopplung des Tragelements an die Basis darstellt, können als elastische Ankopplung z. B. Schraubenfedern oder zumindest eine Schraubenfeder verwendet werden. In diesem Fall werden Teile oder Bereiche, über die die Antriebskraft zur Erzeugung der Längsbewegung in das Tragelement oder die Tragelemente eingeleitet wird, seitlich (d. h. nicht an den in Längsrichtung liegenden Enden und nicht unten oder oben) in oder an dem Tragelement angeordnet. Insbesondere kann ein Paar solcher Krafteinleitungselemente an den einander gegenüberliegenden Seiten des Tragelements angeordnet sein, sodass kein Drehmoment am Punkt der Krafteinleitung entsteht. Es können auch mehrere Paare von solchen Krafteinleitungselementen für die Krafteinleitung genutzt werden.In particular, if the storage is not an elastic coupling of the support member to the base, can be used as elastic coupling z. B. coil springs or at least a coil spring can be used. In this case, parts or portions through which the driving force for generating the longitudinal movement is introduced into the support member or members are arranged laterally (i.e., not at the longitudinal ends and not at the bottom or top) in or on the support member. In particular, a pair of such force introduction elements may be arranged on the opposite sides of the support element, so that no torque is generated at the point of introduction of force. It can also be used several pairs of such force introduction elements for the introduction of force.

Bevorzugt wird, dass nicht nur Messgrößen des Prüflings erfasst werden, sondern auch Messgrößen, die die Anregung von Torsionsschwingungen mittels des zumindest einen Tragelements betreffen. Insbesondere kann die in das Tragelement eingeleitete Antriebskraft als Funktion der Zeit oder deren Kraftamplitude (bei periodischer Einleitung der Kraft) gemessen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des Tragelements während der Ausführung der mechanischen Schwingung in der Längsrichtung gemessen werden. Entsprechende Kraftsensoren, Beschleunigungssensoren und Geschwindigkeitssensoren sind bekannt und werden hier nicht mehr beschrieben.It is preferred that not only measured variables of the test object are detected, but also measurement variables which relate to the excitation of torsional vibrations by means of the at least one support element. In particular, the driving force introduced into the support element can be measured as a function of time or its force amplitude (with periodic introduction of the force). Alternatively or additionally, the acceleration and / or speed of the support element during the execution of the mechanical vibration in the longitudinal direction can be measured. Corresponding force sensors, acceleration sensors and speed sensors are known and will not be described here.

Insbesondere ist mit der Antriebsvorrichtung eine Steuerung kombiniert oder die Steuerung ist Teil der Antriebsvorrichtung, wobei die Steuerung ausgestaltet ist, die Antriebsvorrichtung so zu steuern, dass eine mechanische Schwingungsbewegung des ersten Tragelements und vorzugsweise auch des zweiten Tragelements erzeugt wird. Im Gegensatz zu einer statischen und einmaligen, d. h. nicht kontinuierlich wiederholten Veränderung der Position des Tragelements, wie sie z. B. bei der Überprüfung der freien Beweglichkeit eines Drehgestells relativ zu dem Schienenfahrzeug-Wagenkasten vorkommt, wird die Antriebsvorrichtung so gesteuert, dass eine mechanische Schwingung des Tragelements entsteht.In particular, a control is combined with the drive device or the control is part of the drive device, wherein the controller is configured to control the drive device so that a mechanical oscillatory movement of the first support element and preferably also of the second support element is generated. Unlike a static and one-off, d. H. not continuously repeated change in the position of the support element, as z. B. occurs when checking the free mobility of a bogie relative to the rail vehicle body, the drive device is controlled so that a mechanical vibration of the support element is formed.

Im einfachsten Fall wird die Antriebsvorrichtung so gesteuert, dass sie eine Auslenkung des Tragelements aus der Ruhelage bewirkt und dann die Antriebskraft aufgehoben oder abgeschwächt wird, sodass die Rückstellkräfte der elastischen Kopplung die Rückstellbewegung des Tragelements bewirken und zu einer mechanischen Schwingungsbewegung um die Ruhelage führen.In the simplest case, the drive device is controlled so that it causes a deflection of the support member from the rest position and then the driving force is canceled or weakened, so that the restoring forces of the elastic coupling effect the return movement of the support element and lead to a mechanical oscillatory movement about the rest position.

Vorzugsweise wird die Schwingungsbewegung jedoch nicht durch einmalige Auslenkung des Tragelements bewirkt, sondern wird die Antriebsvorrichtung so gesteuert, dass sie wiederholt und vorzugsweise periodisch eine Kraft in der Längsrichtung des Tragelements auf dieses ausübt, die zumindest in der Anfangsphase der mechanischen Schwingung zu kontinuierlich größer werdenden Schwingungsamplituden führt. Dabei sind verschiedene Ausgestaltungen möglich. Z. B. kann die Antriebsvorrichtung so gesteuert werden, dass sie kontinuierlich eine die mechanische Schwingungsbewegung des Tragelements antreibende Antriebskraft erzeugt, die z. B. sinusförmig mit fortschreitender Zeit schwankt, wobei die Phase der sinusförmigen oder periodischen Antriebskraft so auf die Phase der gleichfrequenten mechanischen Schwingungsbewegung des Tragelements abgestimmt ist, dass die Amplitude der mechanischen Schwingungsbewegung des Tragelements zunimmt, zumindest gleich bleibt oder jedenfalls weniger stark abnimmt, als es aufgrund der Eigendämpfung des schwingenden Systems der Fall wäre. Insbesondere kann auf diese Weise eine mechanische Schwingungsbewegung des Tragelements und gegebenenfalls des auf dem Tragelement aufgestellten Prüflings über lange Zeiträume stattfinden, ohne dass die Eigendämpfung des Systems zu einem Ende der Schwingungen führt.Preferably, however, the oscillatory movement is not caused by a single deflection of the support element, but the drive device is controlled so that it repeatedly and preferably periodically exerts a force in the longitudinal direction of the support member on this, at least in the initial phase of the mechanical vibration to continuously increasing vibration amplitudes leads. Different configurations are possible. For example, the drive device may be controlled to continuously generate a driving force driving the mechanical vibratory motion of the support member, which may be e.g. B. sinusoidally fluctuates with progressive time, wherein the phase of the sinusoidal or periodic driving force is tuned to the phase of the same frequency mechanical vibration movement of the support member, that the amplitude of the mechanical vibration movement of the support member increases, at least remains the same or at least less decreases than it due to the inherent damping of the oscillating system would be the case. In particular, in this way a mechanical oscillatory movement of the support element and possibly of the test object placed on the support element can take place over long periods of time without the internal damping of the system leading to an end of the oscillations.

Die Anregung der Schwingungsbewegung durch die Antriebskraft der Antriebsvorrichtung kann bei einer Variante der periodischen Anregung nicht kontinuierlich, sondern lediglich während Halbperioden stattfinden. Auf eine Halbperiodendauer, in der die Antriebkraft die Schwingungsbewegung antreibt, folgt jeweils eine Halbperiodendauer, in der die Antriebskraft nicht von der Antriebsvorrichtung aufgebracht wird oder sogar eine geringe Dämpfung von der Antriebsvorrichtung bewirkt wird. Z. B. gibt es Kolben-/Zylindereinheiten, die eine Kraft auf den Kolben lediglich in einer Richtung ausüben können, nicht aber in Gegenrichtung. Solche Einheiten können für den halbperiodischen Antrieb verwendet werden.In a variant of the periodic excitation, the excitation of the oscillatory motion by the driving force of the drive device can not take place continuously, but only during half periods. For a half-period duration in which the drive force drives the oscillatory motion, there is a half-period duration in each case in which the drive force is not applied by the drive device or even a slight damping is effected by the drive device. For example, there are piston / cylinder units that can apply force to the piston in one direction only, but not in the opposite direction. Such units can be used for the semi-periodic drive.

Insbesondere ist der Abstand zwischen dem ersten Tragelement und dem zweiten Tragelemente in der Richtung quer zur Längsrichtung so gewählt, dass ein Radsatz eines Schienenfahrzeugs mit seinem ersten Rad auf das erste Tragelement und mit seinem zweiten Rad auf das zweite Tragelement aufgestellt werden kann und dabei vorzugsweise für jedes der Tragelemente eine Führung vorgesehen ist, die eine, wenn auch insbesondere sehr kleine, Bewegung des Radsatzes bzw. der Räder in der Längsrichtung relativ zu dem Tragelement führt. Im Fall der Verwendung von Tragschienen mit an die Spurbreite des Radsatzes angepasstem Abstand ist dies beispielsweise der Fall. In particular, the distance between the first support member and the second support members in the direction transverse to the longitudinal direction is selected so that a wheel of a rail vehicle can be placed with its first wheel on the first support member and with its second wheel on the second support member and preferably for each of the support elements is provided with a guide, which leads, albeit in particular very small, movement of the wheelset or the wheels in the longitudinal direction relative to the support element. In the case of the use of mounting rails adapted to the track width of the wheelset distance this is the case for example.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show:

1 einen Radsatz, der auf zwei Tragschienen aufgestellt ist, 1 a wheel set installed on two mounting rails,

2a schematisch eine Seitenansicht einer Anordnung zum Untersuchen von Torsionsschwingungen von Radsätzen für Schienenfahrzeuge, 2a 1 is a schematic side view of an arrangement for examining torsional vibrations of wheelsets for rail vehicles;

2b einen Querschnitt durch die in 2a dargestellte Anordnung entlang der Linie A-A in 2a, 2 B a cross section through the in 2a shown arrangement along the line AA in 2a .

3a schematisch eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung zur Untersuchung von Torsionsschwingungen an Radsätzen für Schienenfahrzeuge, 3a 1 is a schematic side view of another embodiment of an arrangement for investigating torsional vibrations on wheelsets for rail vehicles;

3b einen Querschnitt durch die in 3a dargestellte Anordnung entlang der Linie A-A in 3a, 3b a cross section through the in 3a shown arrangement along the line AA in 3a .

3c eine Draufsicht der Anordnung gemäß 3a und 3b, 3c a plan view of the arrangement according to 3a and 3b .

4a schematisch eine Seitenansicht auf einen Teil einer Anordnung zur Untersuchung von Torsionsschwingungen in Radsätzen, wobei eine Tragschiene und eine Antriebsvorrichtung zum Erzeugen einer Schwingungsbewegung der Tragschiene dargestellt sind, 4a 1 is a schematic side view of a part of an arrangement for examining torsional vibrations in wheelsets, wherein a support rail and a drive device for generating a vibrational movement of the support rail are shown,

4b einen Querschnitt durch die in 4a dargestellte Anordnung entlang der Linie C-C in 4a und 4b a cross section through the in 4a illustrated arrangement along the line CC in 4a and

4c eine Draufsicht auf die in 4a und 4b dargestellte Anordnung. 4c a top view of the in 4a and 4b illustrated arrangement.

Die in 1 dargestellten Tragschienen 1a und 1b sind Teil eines Prüfstandes. Die Tragschienen 1 weisen das Querschnittsprofil und die sonstigen Eigenschaften von Fahrschienen von Schienenwegen für Schienenfahrzeuge auf, sind jedoch lediglich verhältnismäßig kurze Schienenstücke, z. B. von einigen Zentimetern Länge. Auf die Tragschienen 1a und 1b ist ein Radsatz 2 aufgestellt, der zwei Räder 2a, 2b aufweist, die drehfest mit einer Radsatzwelle 2c verbunden sind. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch, d. h. während der Fahrt eines Schienenfahrzeugs, des Radsatzes 2 rollen die Räder 2a, 2b auf Fahrschienen ab. Dabei rotiert der Radsatz um eine Rotationsachse, die im Zentrum der Radsatzwelle 2c verläuft und sich etwa in horizontaler Richtung sowie senkrecht zur Fahrtrichtung erstreckt.In the 1 shown mounting rails 1a and 1b are part of a test bench. The mounting rails 1 have the cross-sectional profile and the other properties of rails of railways for rail vehicles, but are only relatively short rail pieces, z. B. of a few centimeters in length. On the mounting rails 1a and 1b is a wheelset 2 situated, the two wheels 2a . 2 B having non-rotatably with a Radsatzwelle 2c are connected. When used as intended, ie during the journey of a rail vehicle, the wheelset 2 Roll the wheels 2a . 2 B on rails from. The wheelset rotates about a rotation axis in the center of the wheelset shaft 2c runs and extends approximately in the horizontal direction and perpendicular to the direction of travel.

Der in 2a und 2b dargestellte Prüfstand weist eine Tragschiene 1 auf, bei der es sich z. B. um die Tragschiene 1a oder die Tragschiene 1b der Anordnung aus 1 handeln kann. Dargestellt ist jedoch nicht der gesamte Prüfstand, da das zweite Tragelement und eine Antriebsvorrichtung nicht dargestellt sind, mit der die Tragschiene 1 in Längsrichtung (horizontale Richtung in 2a und senkrecht zur Bildebene verlaufende Richtung in 2b) bewegbar ist. Ferner ist ein zweites Tragelement, insbesondere eine zweite Tragschiene, in 2 nicht dargestellt, auf das bzw. die das zweite Rad eines Radsatzes aufgestellt wird, um Torsionsschwingungen in dem Radsatz zu untersuchen.The in 2a and 2 B shown test stand has a mounting rail 1 on, which is z. B. to the mounting rail 1a or the mounting rail 1b the arrangement 1 can act. Shown, however, is not the entire test stand, since the second support element and a drive device are not shown, with the support rail 1 in the longitudinal direction (horizontal direction in 2a and perpendicular to the image plane extending direction in 2 B ) is movable. Furthermore, a second support element, in particular a second support rail, in 2 not shown, on the or the second wheel of a wheelset is set up to investigate torsional vibrations in the wheelset.

Die in 2 dargestellte Anordnung weist eine Basis 3 auf, z. B. einen Untergrund. Der Basis 3 zugeordnet sind auch Stützen 3a, 3b, die fest auf dem Untergrund 3, bei dem es sich insbesondere um ein Fundament handeln kann, verankert sind. Die Stützen 3a und 3b halten jeweils das untere Ende eines Pakets 4 bzw. 5 von Blattfedern 4a, 4b, 4c, 4d bzw. 5a, 5b. In der Darstellung der 2a haben die Blattfedern 4 einerseits und 5 andererseits unterschiedliche Längen (die Längsrichtung der Blattfedern erstreckt sich in 2a von unten nach oben). Dies dient jedoch insbesondere der Illustration der Austauschbarkeit der Blattfedern. In der Praxis können rechts und links an dem Ende der Tragschiene 1 jeweils Blattfedern oder Blattfederpakete gleicher Art, d. h. mit gleichen elastischen Eigenschaften, angeordnet sein. Insbesondere kann beim Auswechseln der Blattfederpakete auch die zugehörige Stütze 3a bzw. 3b ausgetauscht werden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.In the 2 The arrangement shown has a base 3 on, z. B. a substrate. The base 3 Assigned are also supports 3a . 3b that are firmly on the ground 3 , which may in particular be a foundation, are anchored. The pillars 3a and 3b each hold the lower end of a parcel 4 respectively. 5 of leaf springs 4a . 4b . 4c . 4d respectively. 5a . 5b , In the presentation of the 2a have the leaf springs 4 on the one hand and 5 on the other hand different lengths (the longitudinal direction of the leaf springs extends in 2a from bottom to top). However, this is particularly the illustration of the interchangeability of the leaf springs. In practice, right and left at the end of the mounting rail 1 each leaf springs or leaf spring packets of the same kind, ie, be arranged with the same elastic properties. In particular, when replacing the leaf spring packages and the associated support 3a respectively. 3b be replaced. However, this is not mandatory.

Die Blattfederpakete 4, 5 werden an ihren unteren Enden, also an der Seite der Basis 3, und an ihren oberen Enden, also jeweils an einem Ende der Tragschiene 1, von einer Spannvorrichtung gehalten, die zwei einander gegenüberliegende Spannplatten 7 aufweist, welche das Paket der Blattfedern 4, 5 sandwichartig zwischen sich aufnimmt. Z. B. durch Schrauben, die durch die Spannplatten 7 und die Blattfedern 4, 5 hindurchgehen, können die Spannplatten 7 an die Oberflächen der jeweiligen nächstgelegenen Blattfeder 4a, 4b bzw. 5a, 5b angepresst werden. Es ist jedoch auch möglich, zwischen den Spannplatten 7 und den äußeren Blattfedern 4a, 4d bzw. 5a, 5b einen zusätzlichen Abstandshalter anzuordnen. Solche Abstandshalter 11a, 11b, 11c bzw. 11 sind zwischen den einander benachbarten Blattfedern 4, 5 an den Enden der Blattfedern angeordnet, sodass die Blattfedern in einem Abstand zueinander verlaufen. Auch die Abstandshalter werden von den Spannplatten 7 gemeinsam mit den Enden der Blattfedern 4, 5 sandwichartig zusammengepresst und dadurch in Position gehalten. Aufgrund des Abstandes der Blattfedern 4, 5 zueinander ist eine Verbiegung der einzelnen Blattfedern möglich, ohne dass sich die benachbarten Blattfedern einander behindern.The leaf spring packages 4 . 5 be at their lower ends, so on the side of the base 3 , and at their upper ends, so in each case at one end of the mounting rail 1 held by a jig, the two opposing clamping plates 7 which has the package of leaf springs 4 . 5 sandwiched between them. For example by screws passing through the clamping plates 7 and the leaf springs 4 . 5 go through, the clamping plates 7 to the surfaces of the respective nearest leaf spring 4a . 4b respectively. 5a . 5b be pressed. However, it is also possible between the clamping plates 7 and the outer leaf springs 4a . 4d respectively. 5a . 5b to arrange an additional spacer. Such spacers 11a . 11b . 11c respectively. 11 are between the adjacent leaf springs 4 . 5 arranged at the ends of the leaf springs, so that the leaf springs are at a distance from each other. The spacers are also made of the clamping plates 7 together with the ends of the leaf springs 4 . 5 sandwiched and thereby held in place. Due to the distance of the leaf springs 4 . 5 mutually bending of the individual leaf springs is possible without the adjacent leaf springs hinder each other.

Die jeweils an einem Ende der Tragschiene 1 anliegende Spannplatte 7 ist mit der Tragschiene 1 fest verbunden, z. B. mit dieser verschweißt oder verschraubt.Each at one end of the mounting rail 1 fitting clamping plate 7 is with the mounting rail 1 firmly connected, z. B. welded or screwed with this.

Durch eine in 2 nicht dargestellte Antriebsvorrichtung kann die Tragschiene 1 in der Längsrichtung zu einer mechanischen Schwingungsbewegung angeregt werden. Dabei wird die Kraft insbesondere periodisch variiert, die die Tragschiene 1 in der Längsrichtung antreibt. Bei der Schwingungsbewegung der Tragschiene 1 werden die Blattfedern 4, 5 auf Biegung beansprucht, d. h. die Blattfedern verändern ihre Biegung. Insbesondere stellt 2a die Ruhestellung dar. Wird die Tragschiene 1 nach rechts bewegt, verbiegen sich die Blattfedern 4, 5 so, dass ihre oberen Enden in der Darstellung der 2a ebenfalls weiter rechts positioniert sind als in der Ruhestellung und somit weiter rechts als ihre unteren Enden. Die elastischen Rückstellkräfte der Blattfedern 4, 5 wirken dieser Auslenkung entgegen und führen zu einer Rückstellung in Richtung Ruhelage. Wie bei einer harmonischen Schwingung immer der Fall ist, bewegt sich die Tragschiene 1 jedoch über die Ruhelage hinaus, sodass auch die oberen Enden der Blattfedern 4, 5 in eine Position gelangen, in der sie weiter links als in 2a dargestellt positioniert sind. Die elastischen Rückstellkräfte der Blattfedern 4, 5 bewirken dann eine entgegengesetzte Rückstellkraft, sodass sich die Schwingung fortsetzt. Entweder wird die Schwingungsbewegung durch die nicht dargestellte Antriebsvorrichtung weiter angeregt. In diesem Fall setzt sich die Schwingungsbewegung fort und die Dämpfung der Blattfedern 4, 5 und gegebenenfalls des darauf aufgestellten Prüflings (z. B. Radsatz) wird zumindest teilweise von der Antriebsvorrichtung kompensiert. Wenn die Antriebsvorrichtung gestoppt wird (d. h. keine Antriebskraft mehr ausübt), kann die Schwingung gedämpft weiter ablaufen, bis die Bewegung zum Stillstand kommt. Dabei ist es insbesondere möglich, mit an dem Prüfling und/oder dem Tragelement angeordneten Messwertgebern die Eigendämpfung des Prüflings für Torsionsschwingungen festzustellen. Auf eine geeignete Verfahrensweise wird noch näher eingegangen.By a in 2 not shown drive device, the support rail 1 be excited in the longitudinal direction to a mechanical vibration movement. In this case, the force is varied in particular periodically, the support rail 1 in the longitudinal direction drives. At the vibration movement of the mounting rail 1 become the leaf springs 4 . 5 stressed on bending, ie the leaf springs change their bending. In particular, presents 2a the rest position is. Is the mounting rail 1 moved to the right, the leaf springs bend 4 . 5 so that their upper ends in the representation of the 2a also positioned further to the right than in the rest position and thus further to the right as their lower ends. The elastic restoring forces of the leaf springs 4 . 5 counteract this deflection and lead to a provision in the direction of rest. As is always the case with a harmonic oscillation, the mounting rail moves 1 However, beyond the rest position, so that the upper ends of the leaf springs 4 . 5 get into a position where they turn left than in 2a are positioned shown. The elastic restoring forces of the leaf springs 4 . 5 then cause an opposite restoring force, so that the oscillation continues. Either the vibration movement is further excited by the drive device, not shown. In this case, the oscillatory motion continues and the damping of the leaf springs 4 . 5 and, if appropriate, the test specimen (eg wheel set) set thereon is at least partially compensated by the drive device. When the drive device is stopped (ie, no more drive force is exerted), the vibration may continue to be damped until the movement comes to a standstill. In this case, it is possible in particular to determine the internal damping of the test object for torsional vibrations by means of transducers arranged on the test object and / or the support element. An appropriate procedure will be discussed in more detail.

Bei der in 3a, 3b und 3c dargestellten Variante eines Prüfstandes ist die Funktion der Lagerung der Längsbewegung der Tragschiene 1 von der Funktion der elastischen Ankopplung an die Basis getrennt. Die Tragschiene 1 ist z. B. über einen Flüssigkeitsfilm (nicht explizit in 3 dargestellt) auf einer Führung 18 beweglich gelagert. Die Führung 18 weist zwei seitlich der Tragschiene 1 angeordnete, nach oben aufragende Vorsprünge auf, um die Bewegung der Tragschiene 1 in der Längsrichtung zu führen. Der Flüssigkeitsfilm ist zwischen der unteren Oberfläche der Tragschiene 1 und dem Boden der Führung 18 gebildet. Die Führung 18 mit samt dem Flüssigkeitsfilm bildet die Lagerung 8, die jedoch auch anders (z. B. durch eine Rollenlagerung) ausgeführt werden kann.At the in 3a . 3b and 3c illustrated variant of a test bed is the function of the storage of the longitudinal movement of the support rail 1 separated from the function of the elastic coupling to the base. The mounting rail 1 is z. B. over a liquid film (not explicitly in 3 shown) on a guide 18 movably mounted. The leadership 18 has two sides of the mounting rail 1 arranged, upstanding projections on the movement of the mounting rail 1 to lead in the longitudinal direction. The liquid film is between the lower surface of the mounting rail 1 and the bottom of the guide 18 educated. The leadership 18 together with the liquid film forms the storage 8th However, this can also be done differently (eg by a roller bearing).

Wie insbesondere die Querschnittsdarstellung in 3b und die Draufsicht in 3c zeigen, erstrecken sich einzelne Blattfedern 6 mit ihrer Längsrichtung in horizontaler Richtung. Wiederum sind die entgegengesetzten Enden der Blattfedern 6 an den Enden der Tragschiene 1 und an einem seitlich der Tragschiene 1 angeordneten Bereich der Basis 3 zwischen Spannplatten 7 aufgenommen. Statt einzelner Blattfedern 6 können wiederum Blattfederpakete eingesetzt werden. In jedem Fall werden die Blattfedern bzw. Blattfederpakete bei der Bewegung der Tragschiene 1 in der Längsrichtung (horizontale Richtung in 3a und 3c, vertikal zur Bildebene verlaufende Richtung in 3b) auf Biegung beansprucht, ähnlich wie in 2, wobei jedoch die Längsrichtung der Blattfedern wie erwähnt in etwa horizontaler Richtung verläuft.As in particular the cross-sectional representation in 3b and the top view in 3c show, single leaf springs extend 6 with its longitudinal direction in the horizontal direction. Again, the opposite ends are the leaf springs 6 at the ends of the mounting rail 1 and at one side of the mounting rail 1 arranged area of the base 3 between clamping plates 7 added. Instead of individual leaf springs 6 In turn, leaf spring assemblies can be used. In any case, the leaf springs or leaf spring packets in the movement of the mounting rail 1 in the longitudinal direction (horizontal direction in 3a and 3c , vertical direction to the image plane in 3b ) claimed to bend, similar to in 2 However, wherein the longitudinal direction of the leaf springs as mentioned extends approximately horizontally.

Die in 4a, 4b und 4c dargestellte Antriebsvorrichtung 9 weist in dem Ausführungsbeispiel eine Kolben-/Zylindereinheit auf. Ein Befestigungselement 14 der Einheit 9 ist an der Basis 3 befestigt. Das Befestigungselement 14 hält einen Endbereich 13 des Zylinders 17 der Einheit 9, wobei vorzugsweise eine Drehbewegung des Endbereichs 13 relativ zu dem Befestigungselement 14 um eine in vertikale Richtung verlaufende Drehachse möglich ist.In the 4a . 4b and 4c illustrated drive device 9 has in the embodiment on a piston / cylinder unit. A fastener 14 the unit 9 is at the base 3 attached. The fastener 14 holds an end area 13 of the cylinder 17 the unit 9 , wherein preferably a rotational movement of the end portion 13 relative to the fastener 14 about a vertical axis of rotation is possible.

Ein in dem Zylinder 17 geführter Kolben 16 wird während dem Betrieb der Antriebsvorrichtung, d. h. der Einheit 9, in der Längsrichtung der Tragschiene 1 (d. h. parallel zur Längserstreckung der Tragschiene 1) bewegt. Die zwischen dem Kolben 16 und dem Zylinder 17 wirkende Kraft kann z. B. hydraulisch oder pneumatisch erzeugt werden.One in the cylinder 17 guided piston 16 is during operation of the drive device, ie the unit 9 in the longitudinal direction of the mounting rail 1 (ie parallel to the longitudinal extent of the mounting rail 1 ) emotional. The between the piston 16 and the cylinder 17 acting force can z. B. hydraulically or pneumatically generated.

Der Kolben 16 weist einen Endbereich 19 auf, der mit einem Angriffselement 15 zusammenwirkt, welches in dem zurückspringenden Bereich 21 der Tragschiene 1 befestigt ist. Wiederum kann zwischen dem Endbereich 19 des Kolbens 16 und dem Angriffselement 15 eine Drehbeweglichkeit um eine in vertikale Richtung verlaufende Drehachse ausgestaltet sein. Dies ermöglicht es, gemeinsam mit der Drehbeweglichkeit am anderen Ende der Einheit 9, die Antriebskräfte der Antriebsvorrichtung zwangskräftefrei auf die Tragschiene 1 zu übertragen. Beispielsweise verläuft die Bewegungsrichtung der Relativbewegung zwischen Kolben 16 und Zylinder 17 nicht exakt parallel zu der Bewegungsrichtung der Tragschiene 1, so dass es ohne die Drehbeweglichkeit zu Zwangskräften kommen könnte.The piston 16 has an end area 19 up, with an attacking element 15 cooperates which in the recessed area 21 the mounting rail 1 is attached. Again, between the end area 19 of the piston 16 and the attacking element 15 a rotational mobility about an axis of rotation extending in the vertical axis be configured. This makes it possible, together with the rotary mobility at the other end of the unit 9 , The driving forces of the drive device forcing forces on the mounting rail 1 transferred to. For example, the direction of movement of the relative movement between pistons 16 and cylinders 17 not exactly parallel to the direction of movement of the mounting rail 1 , so that it could come without the rotational mobility to coercive forces.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Angriffselement 15 zweiteilig ausgeführt. Ein oberer Teil 15a und ein unterer Teil 15b, die etwa trapezförmig ausgestaltet sind, nehmen den Endbereich 19 des Kolbens 16 zwischen sich auf.In the illustrated embodiment, the engagement element 15 executed in two parts. An upper part 15a and a lower part 15b , which are designed approximately trapezoidal, take the end 19 of the piston 16 between themselves.

Da die Tragschiene 1 (wie nicht näher in 4 dargestellt ist) in ihrer Längsrichtung beweglich gelagert ist, führt eine entsprechende Antriebsbewegung der Kolben-/Zylindereinheit 9 zu einer solchen Bewegung der Tragschiene in ihrer Längsrichtung. Durch entsprechende Steuerung der Einheit 9 kann die Tragschiene 1 zu mechanischen Schwingungsbewegungen geeigneter Frequenz angeregt werden. Eine Frequenz ist geeignet, wenn sie zur Untersuchung von Torsionsschwingungen eines auf die Tragschiene 1 aufgestellten Prüflings geeignet ist.As the mounting rail 1 (as not closer in 4 is shown) is movably mounted in its longitudinal direction, performs a corresponding drive movement of the piston / cylinder unit 9 to such a movement of the mounting rail in its longitudinal direction. By appropriate control of the unit 9 can the mounting rail 1 be excited to mechanical oscillations of suitable frequency. A frequency is suitable when used to investigate torsional vibrations of a mounting rail 1 placed test specimens is suitable.

In 4a ist eine Messstelle 10 für die Messung der Kraft dargestellt, die die Einheit 9 auf die Tragschiene 1 überträgt. Die Messstelle 10 ist gut für die Kraftmessung geeignet, da sie ortsfest ist.In 4a is a measuring point 10 represented for the measurement of the force that the unit 9 on the mounting rail 1 transfers. The measuring point 10 is good for force measurement because it is stationary.

Vorzugsweise wird die Resonanzfrequenz der elastischen Ankopplung der Tragelemente, z. B. der Tragschienen 1a und 1b in 1, auf die Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen eines Radsatzes (mit gegebenenfalls mit dem Radsatz verbundenen Teilen) abgestimmt. Die Resonanzfrequenz des Radsatzes kann in vielen Fällen mit ausreichender Genauigkeit aus Konstruktionsdaten berechnet werden. Zur Abstimmung der Resonanzfrequenzen von elastischer Ankopplung und Prüfling wird insbesondere die Steifigkeit der elastischen Ankopplung, insbesondere von Federn (etwa die in 2 und 3 dargestellten Blattfedern) angepasst. Die Anpassung erfolgt insbesondere gemäß folgender Gleichung: Cx = ω2·Ms Preferably, the resonant frequency of the elastic coupling of the support elements, for. B. the mounting rails 1a and 1b in 1 , tuned to the resonant frequency of torsional vibrations of a wheel set (with possibly connected to the wheelsets parts). The resonance frequency of the wheelset can in many cases be calculated with sufficient accuracy from design data. In order to tune the resonance frequencies of elastic coupling and test specimen, in particular the stiffness of the elastic coupling, in particular springs (such as those in FIG 2 and 3 illustrated leaf springs) adapted. The adaptation takes place in particular according to the following equation: Cx = ω 2 · Ms

Dabei bedeuten Cx die Steifigkeit der Längsfederung, d. h. der elastischen Ankopplung in der Längsrichtung des Tragelements, bezogen auf die elastische Ankopplung eines einzelnen Tragelements, ω die Torsionsresonanzfrequenz des Radsatzes und Ms die Masse des in der Längsrichtung beweglich gelagerten und über die elastische Ankopplung an die Basis angekoppelten Tragelements, insbesondere der Tragschiene. Mit in die Masse Ms einzubeziehen sind fest an dem Tragelement angebrachte weitere Teile, z. B. das Element 15 gemäß 4.Cx means the stiffness of the longitudinal suspension, ie the elastic coupling in the longitudinal direction of the support element, based on the elastic coupling of a single support element, ω the torsional resonance frequency of the wheel and Ms the mass of the movably mounted in the longitudinal direction and the elastic coupling to the base coupled support element, in particular the support rail. To be included in the mass Ms are fixed to the support member attached other parts, eg. For example, the item 15 according to 4 ,

Ist der Prüfstand in dieser Weise auf den Prüfling abgestimmt, beeinflussen die mitschwingenden Teile des Prüfstandes nicht die Torsionsresonanzfrequenz des Prüflings. Bei der Torsionsbewegung kommt es insbesondere zu einer Verdrehung der einander gegenüberstehenden Räder 2a, 2b relativ zueinander um die Rotationsachse der Radsatzwelle 2c.If the test bench is matched to the test object in this way, the resonating parts of the test bench do not influence the torsional resonance frequency of the test object. In the torsional movement, in particular, a rotation of the opposing wheels 2a . 2 B relative to each other about the axis of rotation of the axle 2c ,

Insbesondere kann der erfindungsgemäße Prüfstand dazu genutzt werden, die Dämpfung, auch Eigendämpfung genannt, des Radsatzes oder Prüflings bezüglich Torsionsschwingungen des Radsatzes zu bestimmen. Z. B. wird ein Radsatz 2 wie in 1 dargestellt auf Tragschienen 1a, 1b des Prüfstandes aufgestellt und zu Torsionsschwingungen angeregt. Da aber in diesem Fall nur die Dämpfung der Gesamtanordnung, also des Prüfstandes mit samt dem Prüfling, bestimmt werden kann, wird vorgeschlagen, zunächst oder danach die Eigendämpfung Dp des Prüfstandes ohne den aufgestellten Prüfling zu messen. Die Eigendämpfung Dr des Prüflings, insbesondere des Radsatzes ergibt sich dann aus folgender Gleichung: Dr = Drp – Dp. In particular, the test stand according to the invention can be used to determine the damping, also called self-damping, of the wheelset or test specimen with respect to torsional vibrations of the wheelset. For example, a wheelset 2 as in 1 shown on mounting rails 1a . 1b set up the test stand and excited to torsional vibrations. Since, however, in this case, only the attenuation of the overall arrangement, ie the test stand together with the test specimen, can be determined, it is proposed, first or thereafter, to measure the internal damping Dp of the test bench without the established test specimen. The internal damping Dr of the test object, in particular of the wheel set, then results from the following equation: Dr = Drp - Dp.

Dabei ist Drp die Eigendämpfung des Prüfstandes mit samt dem aufgestellten Prüfling.Drp is the self-damping of the test stand together with the installed test specimen.

Insbesondere kann daher zur Bestimmung der Eigendämpfung folgende Vorgehensweise gewählt werden: Zunächst wird der Prüfstand ohne den darauf aufgestellten Prüfling betrieben und zu den mechanischen Schwingungsbewegungen in Längsrichtung des Tragelements oder der Tragelemente bei der Resonanzfrequenz angeregt, die auf die Resonanzfrequenz des Prüflings abgestimmt wurde. Nun wird die Anregung dieser mechanischen Schwingungen abgeschaltet und das Abklingen der Schwingungen beobachtet. Aus dem Verhalten beim Abklingen der Schwingungen wird die Eigendämpfung Dp des Prüfstandes bestimmt. Z. B. werden fortlaufend mit ausreichender zeitlicher Auflösung (z. B. mit einer Abtastfrequenz von 1000 Hz oder größer bei einer Torsionseigenfrequenz von 50 Hz) an verschiedenen Stellen des Tragelements oder der Tragelemente die Positionen des Tragelements in der Längsrichtung gemessen. Alternativ kann die Auslenkung des Tragelements auf andere Weise bestimmt werden. Es ergibt sich die Position des Tragelements oder eines fest damit verbundenen Teils als Funktion der Zeit und somit die Amplitude der gedämpften harmonischen Schwingung als Funktion der Zeit. Daraus wird in an sich bekannter Weise die Eigendämpfung bestimmt, z. B. als dimensionslose Zahl, etwa das so genannte logarithmische Dekrement.In particular, therefore, the following procedure can be selected to determine the internal damping: First, the test stand is operated without the test specimen placed thereon and excited to the mechanical oscillatory movements in the longitudinal direction of the support member or the support elements at the resonant frequency, which was tuned to the resonant frequency of the specimen. Now the excitation of these mechanical vibrations is switched off and the decay of the vibrations is observed. From the behavior at the decay of the vibrations, the internal damping Dp of the test bench is determined. For example, with sufficient temporal resolution (eg, with a sampling frequency of 1000 Hz or greater at a torsional natural frequency of 50 Hz), the positions of the support member in the longitudinal direction are continuously measured at different locations of the support member or the support members. Alternatively, the deflection of the support element can be determined in another way. The result is the position of the support element or a permanently connected part as a function of time and thus the amplitude of the damped harmonic oscillation as a function of time. From this, the self-damping is determined in a conventional manner, for. As a dimensionless number, such as the so-called logarithmic decrement.

Der Versuch wird mit auf dem Prüfstand aufgestelltem Prüfling wiederholt. Wiederum wird die Anregung abgeschaltet und das Abklingen beobachtet. Da die Schwingungsbewegung des Tragelements oder der Tragelemente mit der Torsionsschwingung des Prüflings gekoppelt ist, reicht es aus, wenn wiederum lediglich die Schwingungsbewegung eines der Tragelemente gemessen wird. Die zusätzliche Dämpfung des Prüflings führt zu einem schnelleren Abklingen der harmonischen Schwingung. Bevorzugt wird jedoch, dass auch die Torsionsschwingung des Radsatzes gemessen wird. Dazu sind vorzugsweise an verschiedenen Stellen in der Achsrichtung der Radsatzwelle und/oder an den verschiedenen einander gegenüberstehenden Rädern des Radsatzes Messwertgeber angeordnet, mit denen die Auslenkung und/oder momentane Position der Schwingungsbewegung (Torsionsbewegung um die Rotationsachse der Radsatzwelle) fortlaufend gemessen werden kann. Durch Auswertung sowohl der Messungen an dem Radsatz als auch an dem zumindest einen Tragelement kann die Kopplung der beiden Schwingungen überprüft werden. Das Abklingverhalten sollte im Wesentlichen das gleiche sein. Aus dem Versuch mit aufgestelltem Prüfling wird die Eigendämpfung Drp der Gesamtanordnung bestimmt. Gemäß der oben angegebenen Gleichung wird daraus die Eigendämpfung Dr des Prüflings allein berechnet, indem die Differenz der beiden zuvor bestimmten Eigendämpfungen mit und ohne Prüfling gebildet wird.The test is repeated with the test specimen placed on the test bench. Again the excitation is switched off and the decay is observed. Since the oscillatory motion of the support element or of the support elements is coupled to the torsional vibration of the test object, it is sufficient if in turn only the oscillation movement of one of the support elements is measured. The additional damping of the specimen leads to a faster decay of the harmonic oscillation. However, it is preferred that the torsional vibration of the wheelset is measured. For this purpose, transducers are preferably arranged at different locations in the axial direction of the wheelset shaft and / or at the various opposing wheels of the wheel set, with which the deflection and / or instantaneous position of the oscillatory motion (torsional motion about the axis of rotation of the axle) can be measured continuously. By evaluating both the measurements on the wheelset and on the at least one support element, the coupling of the two vibrations can be checked. The decay behavior should be essentially the same. The self-damping Drp of the overall arrangement is determined from the experiment with the test specimen installed. According to the above equation, the internal damping Dr of the device under test alone is calculated by taking the difference of the two previously determined self-damping with and without the test object.

Wenn besonders starke Torsionsschwingungen eines Radsatzes oder anderen Prüflings mit einem Radsatz untersucht werden sollen, die auch zu Radscheibenverdrehungen (also zu einer Lösung des ansonsten festen Verbundes von Rad und Radsatzwelle) führen können, wird insbesondere folgende Vorgehensweise vorgeschlagen. Die Vorgehensweise ist dabei z. B. dieselbe wie die zuvor beschriebene Vorgehensweise, d. h. wiederum werden vorzugsweise sowohl das erste als auch das zweite Tragelement zu Schwingungsbewegungen in deren Längsrichtungen angeregt, jedoch mit gegenphasiger Bewegung. Die Energie der Anregung wird gesteigert, ohne dass es zu einem Durchrutschen der auf den Tragelementen aufgestellten Rädern relativ zu den Tragelementen kommt, d. h. die Haftreibung im kraftschlüssigen Kontaktrad/Tragelemente wird nicht erschöpft. Daher wird die Amplitude der Schwingungsbewegungen gesteigert.If particularly strong torsional vibrations of a wheelset or other test object to be examined with a wheel, which can also lead to Radscheibenverdrehungen (ie a solution to the otherwise solid composite of wheel and axle), in particular the following procedure is proposed. The procedure is z. B. the same as the procedure described above, d. H. In turn, both the first and the second support element are preferably excited to oscillatory movements in their longitudinal directions, but with opposite-phase movement. The energy of the excitation is increased without causing slippage of the mounted on the support elements wheels relative to the support elements, d. H. the static friction in the non-positive contact wheel / support elements is not exhausted. Therefore, the amplitude of the vibration movements is increased.

Auf diese Weise kommt es gegebenenfalls zu einer Radscheibenverdrehung. Da der Versuch auf einem Prüfstand ausgeführt wird und nicht während der Fahrt eines Schienenfahrzeugs, können die Auswirkungen auf einfache Weise gemessen werden. Insbesondere kann auch der Zustand des Prüflings unmittelbar vor dem Auftreten der Radscheibenverdrehung festgestellt werden, etwa durch geeignete Messwertgeber und entsprechende Messwerterfassung und Auswertung. Auf geeignete Messwertgeber wurde oben bereits eingegangen.In this way, it may be necessary to a Radscheibenverdrehung. Since the test is carried out on a test bench and not during the journey of a rail vehicle, the effects can be easily measured. In particular, the state of the test specimen can be determined immediately before the occurrence of Radscheibenverdrehung, such as by suitable transducers and corresponding data acquisition and evaluation. Suitable transducers have already been discussed above.

Wenn nicht lediglich ein Radsatz als Prüfling aufgestellt wurde, sondern auch z. B. Komponenten des Antriebsstranges (Motor, Getriebe, andere bewegliche Kraftübertragungselemente, die typischerweise in einem Drehgestell zum Antrieb eines Radsatzes verwendet werden) können auch die Reaktionen dieser zusätzlichen Komponenten untersucht werden, insbesondere beim Auftreten der provozierten Radscheibenverdrehung.If not only a wheelset was set up as a test item, but also z. As components of the drive train (engine, transmission, other movable power transmission elements, which are typically used in a bogie for driving a wheelset), the reactions of these additional components can be examined, especially when the provoked wheel disc twisting.

Die Ergebnisse einer Untersuchung eines Radsatzes oder eines Prüflings mit zumindest einem Radsatz auf einem Prüfstand bezüglich Torsionsschwingungen des Radsatzes kann in vielfältiger Weise für die Konstruktion von Fahrzeugen oder Teilen von Fahrzeugen (z. B. Drehgestellen) verwendet werden. Durch die Bestimmung der Dämpfung, insbesondere in unterschiedlichen Kombinationen von Komponenten als Prüfling, kann zu dem Ergebnis führen, dass eine bestimmte Kombination besser für den Praxiseinsatz geeignet ist, z. B. eine größere Gesamtdämpfung aufweist. Z. B. kann der Effekt von elastomeren Bauteilen und deren Alterung untersucht werden, die z. B. in der Aufhängung des Antriebs bei Tatzlagerantrieben vorkommen.The results of an examination of a wheel set or a test specimen having at least one wheel set on a test rig with respect to torsional vibrations of the wheel set can be used in a variety of ways for the construction of vehicles or parts of vehicles (eg bogies). By determining the damping, in particular in different combinations of components as a test specimen, may lead to the result that a certain combination is better suited for practical use, eg. B. has a greater total attenuation. For example, the effect of elastomeric components and their aging can be studied, the z. B. occur in the suspension of the drive in Tatzlagerantrieben.

Insbesondere können auch die Reaktionskräfte bei Torsionsschwingungen des Radsatzes mit hohen Schwingungsamplituden gemessen werden, bis hin zu den Kräften, die bei Radscheibenverdrehungen auftreten. Die so genannten Reaktionskräfte werden z. B. durch Kraft-Messwertgeber an den zu untersuchenden Komponenten gemessen. Auf diese Weise können Informationen über die in der Praxis möglicherweise vorkommenden Kräfte gewonnen werden und die jeweilige Komponente in entsprechender Weise konstruiert werden, so dass sie diesen Kräften standhält, ohne beschädigt oder zerstört zu werden.In particular, the reaction forces at torsional vibrations of the wheelset can be measured with high vibration amplitudes, up to the forces that occur at Radscheibenverdrehungen. The so-called reaction forces are z. B. measured by force transducer on the components to be examined. In this way, information can be gained about the forces which may be present in practice and the respective component can be constructed in a corresponding manner so that it can withstand these forces without being damaged or destroyed.

Ferner können Rechenmodelle, mit denen die Torsionsschwingungen und ihre Auswirkungen simuliert werden können, durch Messungen eines Prüflings oder mehrerer Prüflinge auf dem Prüfstand verifiziert werden. Durch die daraus resultierende erhöhte Zuverlässigkeit der Rechenmodelle kann Messzeit für praktische Experimente (z. B. Testfahrten oder ausgedehnte Prüfreihen auf dem Prüfstand) eingespart werden.Furthermore, computational models that can simulate torsional vibrations and their effects can be verified by measuring one or more test specimens on the test bench. Due to the resulting increased reliability of the calculation models, measurement time for practical experiments (eg test drives or extended test series on the test bench) can be saved.

Durch Messung ausgewählter Messgrößen kann ein besseres Systemverständnis gewonnen werden, welches genutzt werden kann, um das Systemverhalten genauer berechnen und simulieren zu können. Bei den ausgewählten Messgrößen kann es sich um weitere Bewegungsmessgrößen (z. B. Beschleunigungen) handeln, die entlang ausgedehnter mechanischer Strukturen (z. B. Drehgestellrahmen) gemessen werden. Diese Messgrößen können dann Aufschluss darüber geben, in welchem Ausmaß sich – sonst üblicherweise als starre Körper betrachtete – Bauteile elastisch verformen. Die Torsionseigenfrequenz von Radsätzen ist in der Regel so groß, dass dabei derartige Strukturschwingungen auftreten können. Mithilfe dieser Messgrößen kann leichter darüber entschieden werden, wie umfangreich und detailgetreu das Rechenmodell gestaltet sein sollte, um das Schwingungsverhalten genügend genau simulieren zu können. Als weitere Messgrößen kommen auch die vertikalen Aufstandskräfte der Räder auf den Tragelementen (z. B. der Räder 2a, 2b auf den Tragelementen 1a, 1b in 1) in Betracht. Diese Aufstandskräfte können z. B. mittels Dehnungsmessung an den Tragelementen in Bereichen gemessen werden, die durch die Radaufstandskräfte auf Biegung beansprucht werden. Bei angetriebenen Radsätzen können durch die kinematische Anbindung des antreibenden Motors auch periodische Veränderungen dieser Radaufstandskräfte auftreten. Mit den Messwerten der Radaufstandskräfte können Simulationsmodelle zur Berechnung dieser Kraftschwankungen verifiziert werden.By measuring selected measurands, a better understanding of the system can be gained, which can be used to calculate and simulate the system behavior more accurately. The selected measurands may be other motion metrics (eg, accelerations) that are measured along extended mechanical structures (eg, bogie frames). These measured quantities can then provide information on the extent to which - otherwise usually regarded as a rigid body - components deform elastically. The torsional natural frequency of wheelsets is usually so large that such structural vibrations can occur. These metrics make it easier to decide how extensive and detailed the computational model should be in order to accurately simulate vibration behavior. Other metrics include the vertical contact forces of the wheels on the supporting elements (eg the wheels) 2a . 2 B on the supporting elements 1a . 1b in 1 ). These riot forces can z. B. be measured by means of strain measurement on the support elements in areas that are claimed by the wheel contact forces on bending. In driven wheelsets, the kinematic connection of the driving motor can also cause periodic changes in these wheel contact forces. With the measurements of the wheel contact forces simulation models for the calculation of these force fluctuations can be verified.

Die Verwendung des Prüfstandes ist nicht auf die Anregung von mechanischen Schwingungsbewegungen der Tragelemente oder des Tragelements in der Längsrichtung beschränkt. Vielmehr können, während solche Schwingungsbewegungen stattfinden, oder davor oder danach, zusätzliche Kräfte auf die Tragelemente oder zumindest eines der Tragelemente und/oder auf den Prüfling ausgeübt werden. Z. B. kann es sich bei solchen Kräften um Kräfte in seitlicher Richtung, also quer zur Längsrichtung und etwa parallel zur Rotationsachse des Radsatzes, handeln. Auf diese Weise können z. B. in der Praxis vorkommende Situationen experimentell nachgebildet werden, bei denen solche Querkräfte wirken. Beispiele sind Kurvenfahrten und Abweichungen vom an sich geraden Verlauf von Fahrschienen, die zu Stoßanregungen führen.The use of the test stand is not limited to the excitation of mechanical oscillatory movements of the support elements or of the support element in the longitudinal direction. Rather, while such oscillatory movements are taking place, or before or after, additional forces may be exerted on the support members or at least one of the support members and / or on the specimen. For example, such forces may be forces in the lateral direction, that is to say transversely to the longitudinal direction and approximately parallel to the axis of rotation of the wheel set. In this way, for. B. occurring in practice situations are experimentally modeled in which such lateral forces act. Examples are cornering and deviations from the straight course of rails that lead to shock excitations.

Die zusätzlichen Kräfte können z. B. hydraulisch oder pneumatisch mit einer Kolben-/Zylindereinheit eingeleitet werden. In den Radsatz werden zusätzliche Kräfte vorzugsweise in Richtung der Rotationsachse des Radsatzes und vorteilhafterweise auf das Radsatzlagergehäuse eingeleitet. Das Radsatzlager überträgt diese Querkraft vom stehenden Gehäuse auf die Radsatzwelle. Die Einleitung einer Querkraft auf die Radsatzwelle führt zu einer quer gerichteten Reaktionskraft zwischen einem der Räder (z. B. Rad 2a oder 2b in 1) und dem zugehörigen Tragelement (z. B. Tragelement 1a oder 1b in 1), indem sich die Kontaktfläche zwischen Rad und Tragelement von der Lauffläche seitlich in Richtung zum Spurkranz des Rades hin verlagert. Die Lagerung der Tragelemente (z. B. über Blattfedern) ermöglicht auch die Übertragung dieser quer gerichteten Reaktionskräfte zwischen Tragelement und Basis. Die eingeleitete Querkraft kann während einer Messung konstant vorgegeben werden, um die Verhältnisse bei quasi-stationärer Bogenfahrt wiederzugeben. Die Stärke der Querkraft kann optional während der Messung verändert werden (z. B. impulsartig oder periodisch oder mit zufälligem Zeitverlauf), um die Wirkung solcher Zusatzbelastungen des Radsatzes während einer provozierten Radscheibenverdrehung untersuchen zu können.The additional forces can z. B. hydraulically or pneumatically initiated with a piston / cylinder unit. In the wheelset additional forces are preferably introduced in the direction of the axis of rotation of the wheel and advantageously on the Radsatzlagergehäuse. The wheelset bearing transmits this lateral force from the stationary housing to the wheelset shaft. The introduction of a lateral force on the wheelset shaft results in a transversely directed reaction force between one of the wheels (eg, wheel 2a or 2 B in 1 ) and the associated support element (eg 1a or 1b in 1 ), By the contact surface between the wheel and the support element of the tread displaced laterally towards the wheel flange of the wheel out. The mounting of the support elements (eg via leaf springs) also enables the transmission of these transversely directed reaction forces between the support element and the base. The introduced transverse force can be set constant during a measurement in order to reproduce the conditions during quasi-stationary arc travel. The magnitude of the lateral force can optionally be changed during the measurement (eg pulse-like or periodic or with random time characteristic) in order to be able to investigate the effect of such additional loads on the wheelset during a provoked wheel disk torsion.

Claims (11)

Anordnung zur Untersuchung von Torsionsschwingungen an Radsätzen von Schienenfahrzeugen, die ein erstes Rad (2a) zum Fahren auf einer ersten Fahrschiene und ein zweites Rad (2b) zum Fahren auf einer zweiten Fahrschiene, die parallel zur ersten Fahrschiene verläuft, aufweisen, wobei das erste (2a) und zweite (2b) Rad über eine Radsatzwelle (2c) miteinander verbunden sind, wobei die Anordnung aufweist: – ein erstes Tragelement (1a) zum Tragen des ersten Rades (2a), – ein zweites Tragelement (1b) zum Tragen des zweiten Rades (2b), – eine Basis (3), die das erste Tragelement (1a) und das zweite Tragelement (1b) abstützt, – eine Lagerung (4, 5; 8), mittels der das erste Tragelement (1a) in einer Längsrichtung, die der Fahrtrichtung des auf die Tragelemente (1) gestellten Radsatzes (2) entspricht, beweglich gelagert ist, und – eine Antriebsvorrichtung (9), die mit dem ersten Tragelement (1a) kombiniert ist und ausgestaltet ist, eine Bewegung des ersten Tragelements (1a) in der Längsrichtung anzutreiben und dadurch eine mechanische Schwingung des ersten Tragelements (1a) in der Längsrichtung anzuregen. wobei das erste Tragelement (1a) über eine elastische Ankopplung (4, 5; 6) an die Basis (3) angekoppelt ist, so dass die elastische Ankopplung (4, 5; 6) bei Auslenkung des ersten Tragelements (1a) in der Längsrichtung aus einer Ruhelage eine Rückstellkraft bewirkt, die zu der mechanischen Schwingung führt.Arrangement for the investigation of torsional vibrations on wheelsets of rail vehicles, comprising a first wheel ( 2a ) for driving on a first rail and a second wheel ( 2 B ) for traveling on a second running rail, which runs parallel to the first running rail, wherein the first ( 2a ) and second ( 2 B ) Wheel over a wheelset ( 2c ), the arrangement comprising: - a first support element ( 1a ) for carrying the first wheel ( 2a ), - a second support element ( 1b ) for carrying the second wheel ( 2 B ), - One Base ( 3 ), which the first support element ( 1a ) and the second support element ( 1b ), - a storage ( 4 . 5 ; 8th ), by means of which the first support element ( 1a ) in a longitudinal direction, the direction of travel of the on the support elements ( 1 ) wheelset ( 2 ), is movably mounted, and - a drive device ( 9 ) connected to the first support element ( 1a ) and is configured, a movement of the first support element ( 1a ) in the longitudinal direction and thereby a mechanical vibration of the first support element ( 1a ) in the longitudinal direction. wherein the first support element ( 1a ) via an elastic coupling ( 4 . 5 ; 6 ) to the base ( 3 ) is coupled, so that the elastic coupling ( 4 . 5 ; 6 ) upon deflection of the first support element ( 1a ) causes a restoring force in the longitudinal direction from a rest position, which leads to the mechanical vibration. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die elastische Ankopplung (4, 5) als die Lagerung oder als Teil der Lagerung ausgestaltet ist.Arrangement according to claim 1, wherein the elastic coupling ( 4 . 5 ) as the storage or as part of the storage is designed. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Tragelement (1a) als Tragschiene ausgestaltet ist, die sich in der Längsrichtung erstreckt und auf die das erste Rad (2a) wie auf eine Fahrschiene für Schienenfahrzeuge aufstellbar ist.Arrangement according to claim 1 or 2, wherein the first support element ( 1a ) designed as a mounting rail is, which extends in the longitudinal direction and on which the first wheel ( 2a ) As can be set up on a rail for rail vehicles. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung zumindest einen Messwertgeber aufweist, der ausgestaltet ist eine Messgröße zu messen, die sich während und/oder aufgrund von Torsionsschwingungen ändert, die von dem auf das erste (1a) und zweite (1b) Tragelement aufgestellten Radsatz (2) ausgeführt werden.Arrangement according to one of the preceding claims, wherein the arrangement comprises at least one transmitter which is designed to measure a measured variable which changes during and / or due to torsional oscillations, which from the first to the first ( 1a ) and second ( 1b ) Supporting element set up wheel set ( 2 ). Verfahren zur Untersuchung von Torsionsschwingungen an Radsätzen von Schienenfahrzeugen, die ein erstes Rad (2a) zum Fahren auf einer ersten Fahrschiene und ein zweites Rad (2b) zum Fahren auf einer zweiten Fahrschiene, die parallel zur ersten Fahrschiene verläuft, aufweisen, wobei das erste (2a) und zweite (2b) Rad über eine Radsatzwelle (2c) miteinander verbunden sind, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Aufstellen eines Radsatz (2) auf ein erstes Tragelement (1a) und auf ein zweites Tragelement (1b), wobei das erste Rad (2a) des Radsatzes (2) auf das erste Tragelement (1a) und das zweite Rad (2b) des Radsatzes (2) auf das zweite Tragelement (1b) gestellt wird, – Anregen einer mechanischen Schwingung zumindest des ersten Tragelements (1a) in einer Längsrichtung, die der Fahrtrichtung des auf die Tragelemente (1) gestellten Radsatzes (2) entspricht, und dadurch Anregen von Torsionsschwingungen in dem Radsatz (2).Method of testing torsional vibrations on wheelsets of rail vehicles, comprising a first wheel ( 2a ) for driving on a first rail and a second wheel ( 2 B ) for traveling on a second running rail, which runs parallel to the first running rail, wherein the first ( 2a ) and second ( 2 B ) Wheel over a wheelset ( 2c ), the method comprising the following steps: - setting up a wheel set ( 2 ) on a first support element ( 1a ) and on a second support element ( 1b ), the first wheel ( 2a ) of the wheelset ( 2 ) on the first support element ( 1a ) and the second wheel ( 2 B ) of the wheelset ( 2 ) on the second support element ( 1b ), - stimulating a mechanical vibration of at least the first support element ( 1a ) in a longitudinal direction, the direction of travel of the on the support elements ( 1 ) wheelset ( 2 ), and thereby exciting torsional vibrations in the wheel set ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 5, wobei die mechanische Schwingung mittels einer Antriebsvorrichtung (9) angeregt wird, die mit dem ersten Tragelement (1a) kombiniert wird und eine Bewegung des ersten Tragelements (1a) in der Längsrichtung antreibt.Method according to claim 5, wherein the mechanical oscillation is achieved by means of a drive device ( 9 ) excited with the first support element ( 1a ) and a movement of the first support element ( 1a ) in the longitudinal direction. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Bewegung des ersten Tragelements (1a) in der Längsrichtung während der mechanischen Schwingung von einer Lagerung (4, 5; 8) gelagert ausgeführt wird.Method according to claim 5 or 6, wherein the movement of the first support element ( 1a ) in the longitudinal direction during mechanical vibration of a bearing ( 4 . 5 ; 8th ) is carried out stored. Verfahren nach einem der Ansprüche 5–7, wobei auch eine mechanische Schwingung des zweiten Tragelements (1b) in der Längsrichtung angeregt wird.Method according to one of claims 5-7, wherein also a mechanical vibration of the second support element ( 1b ) is excited in the longitudinal direction. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die mechanische Schwingung des zweiten Tragelements (1b) durch zeitversetzte Anregung des ersten (1a) und zweiten (1b) Tragelements und/oder durch entgegengesetzt gerichtete Anregung des ersten (1a) und zweiten (1b) Tragelements angeregt wird, so dass sich das erste (1a) und das zweite (1b) Tragelement zumindest in Teil-Zeiträumen der mechanischen Schwingungen in entgegengesetzte Richtung bewegen.Method according to claim 8, wherein the mechanical vibration of the second support element ( 1b ) by time-delayed stimulation of the first ( 1a ) and second ( 1b ) Supporting element and / or by oppositely directed excitation of the first ( 1a ) and second ( 1b ) Supporting element is excited, so that the first ( 1a ) and the second ( 1b ) Moving the support element at least in partial periods of mechanical vibrations in the opposite direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 5–9, wobei eine Resonanzfrequenz der mechanischen Schwingung des ersten Tragelements (1a) durch • Veränderung der Masse des ersten Tragelements (1a) und/oder der Masse von fest mit dem ersten Tragelement (1a) verbundenen Teilen (15) und/oder • Veränderung einer Steifigkeit einer elastischen Ankopplung (4, 5; 6) des ersten Tragelements (1a) an eine nicht mitschwingende Basis (3), an eine Resonanzfrequenz von Torsionsschwingungen des Radsatzes (2) angeglichen wird.Method according to one of claims 5-9, wherein a resonance frequency of the mechanical vibration of the first support element ( 1a ) by • changing the mass of the first support element ( 1a ) and / or the mass of fixed to the first support element ( 1a ) ( 15 ) and / or • changing a stiffness of an elastic coupling ( 4 . 5 ; 6 ) of the first support element ( 1a ) to a non-resonant basis ( 3 ), to a resonant frequency of torsional vibrations of the wheelset ( 2 ) is adjusted. Verfahren nach einem der Ansprüche 5–10, wobei während der mechanischen Schwingung mittels zumindest eines Messwertgebers wiederholt eine Messgröße gemessen wird, die sich während und/oder aufgrund von Torsionsschwingungen ändert, die von dem auf das erste (1a) und zweite (1b) Tragelement aufgestellten Radsatz (2) ausgeführt werden.Method according to one of claims 5-10, wherein during the mechanical oscillation by means of at least one transmitter repeatedly a measured variable is measured, which changes during and / or due to torsional vibrations, which from the to the first ( 1a ) and second ( 1b ) Supporting element set up wheel set ( 2 ).
DE201210206606 2012-04-20 2012-04-20 Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration Expired - Fee Related DE102012206606B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210206606 DE102012206606B3 (en) 2012-04-20 2012-04-20 Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210206606 DE102012206606B3 (en) 2012-04-20 2012-04-20 Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012206606B3 true DE102012206606B3 (en) 2013-10-17

Family

ID=49232426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210206606 Expired - Fee Related DE102012206606B3 (en) 2012-04-20 2012-04-20 Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012206606B3 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016119964A1 (en) 2015-01-30 2016-08-04 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a torsional moment
DE202016006444U1 (en) 2016-10-18 2016-11-02 Prose Ag Measuring probe for housing in the hollow shaft of a wheel set of a rail vehicle for the purpose of vibration measurements
CN113718562A (en) * 2021-08-30 2021-11-30 云南省铁路集团有限公司 Switch pre-laying insertion construction method
CN115808280A (en) * 2022-11-16 2023-03-17 中国矿业大学 Double-wheel-pair-framework multi-mode excitation equipment and method for rail vibration damping evaluation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10004208A1 (en) * 2000-02-01 2001-08-09 Renk Ag Rotary vibration test bed for vehicle and/or tire testing has low mass moment of inertia; rotary vibrations are applied to vehicle wheel via horizontal linear reciprocal frame motion
DE102004021488B4 (en) * 2003-06-04 2006-06-01 Windhoff Bahn- Und Anlagentechnik Gmbh Test bench for bogies and / or wheelsets of rail vehicles
DE102005044903A1 (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for load testing a wheelset shaft
DE102009047364A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-09 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh System for testing the fatigue strength of a specimen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10004208A1 (en) * 2000-02-01 2001-08-09 Renk Ag Rotary vibration test bed for vehicle and/or tire testing has low mass moment of inertia; rotary vibrations are applied to vehicle wheel via horizontal linear reciprocal frame motion
DE102004021488B4 (en) * 2003-06-04 2006-06-01 Windhoff Bahn- Und Anlagentechnik Gmbh Test bench for bogies and / or wheelsets of rail vehicles
DE102005044903A1 (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for load testing a wheelset shaft
DE102009047364A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-09 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh System for testing the fatigue strength of a specimen

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016119964A1 (en) 2015-01-30 2016-08-04 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a torsional moment
US10663362B2 (en) 2015-01-30 2020-05-26 Siemens Mobility GmbH Method for determining a torsional moment
DE202016006444U1 (en) 2016-10-18 2016-11-02 Prose Ag Measuring probe for housing in the hollow shaft of a wheel set of a rail vehicle for the purpose of vibration measurements
CN113718562A (en) * 2021-08-30 2021-11-30 云南省铁路集团有限公司 Switch pre-laying insertion construction method
CN113718562B (en) * 2021-08-30 2023-06-02 云南省铁路集团有限公司 Switch pre-paving and inserting construction method
CN115808280A (en) * 2022-11-16 2023-03-17 中国矿业大学 Double-wheel-pair-framework multi-mode excitation equipment and method for rail vibration damping evaluation
CN115808280B (en) * 2022-11-16 2023-08-22 中国矿业大学 Dual-wheel-set-frame multi-mode excitation equipment and method for track vibration reduction evaluation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009002678B4 (en) Test method for bogies as well as test and assembly stand
DE3545087C2 (en)
DE102012206606B3 (en) Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration
DE102016225924A1 (en) Device for testing vehicles
WO1996007883A1 (en) Process and device for determining the characteristics of a motor vehicle's built-in shock absorbers
EP1552262A1 (en) Test stand for motor vehicles
CN105784347A (en) System and method for testing dynamic characteristics of helical spring
DE102005044903B4 (en) Device and method for load testing a wheelset shaft
DE4323817C2 (en) Process and test bench for recording the vibration behavior of vehicles
EP2470873B1 (en) Test stand having a vibration damper
DE4000940A1 (en) Vehicle testing using loading profile sequence - derived from vehicle axle torsional movement measurements during normal travel for repeated test bed testing
DE4342667A1 (en) Rotor imbalance measuring appts. esp. for classifying vehicle tyres
EP0299217A2 (en) Vibration testing stand for vehicles, especially for passenger cars
EP1930711A2 (en) Method of gathering data for authorising aircraft
DE10143492A1 (en) Method and device for testing vehicle vibration dampers and for locating body noise
DE4439997C1 (en) Automobile shock absorber damping characteristics testing device
DE102004001439B4 (en) Track tester for motor vehicles
EP0049303B1 (en) Method and device for qualifying the shock absorbers of sprung vehicles equipped with resilient tyres, especially power-driven road vehicles
EP1484593B1 (en) Vehicle testing station
DE102005031446A1 (en) Rolling road unit for vehicle test has road surface defined by support rollers at higher level than turn rollers
DE3023295A1 (en) Functional testing of vehicle oscillation dampers - by measuring oscillation speeds and comparing with characteristics of undamped vehicle
DE10017558A1 (en) Device for testing the effectiveness of vehicle shock absorbers has a drive mechanism for setting the wheel in vibration in conjunction with an elastic element, the rigidity of which can be set according to test vehicle weight
EP1080357B1 (en) Method and device for testing wheel suspensions
EP3224590B1 (en) Method for determining a torsional moment
DE3826196C2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20140118

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee