DE19825594A1

DE19825594A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Radreifen von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE19825594A1
Application number: DE1998125594
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Lindemann; Wolfgang Dipl Phys D Lindemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2018-06-10
Also published as: DE19825594C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von Radreifen von Schienenfahrzeugen.

Schienenfahrzeuge mit Radreifen werden dadurch zwischen den Schienen geführt, daß die Radreifen zweier Räder einer Achse nicht nur eine schräge Lauffläche aufweisen, die zur Achsmitte hin einen größeren Durchmesser aufweist, als an ihrem anderen, äußeren Ende, sondern jeweils auch einen Spurkranz aufweisen, der die Achse zwischen den beiden Schienen hält.

Bricht ein solcher Radreifen, so kann die Achse nicht mehr quer zum Gleis gehalten werden und die Achse "entgleist". Dies hat zur Folge, daß eines der beiden Räder außerhalb des aus den beiden Schienen gebildeten Gleises geführt wird, während das andere Rad zwischen beiden Schienen geführt wird. Im günstigsten Fall läuft dabei ein Rad dieser Achse an der Außenseite des Gleises an der einen Schiene entlang, während das andere Rad im Gleis an der anderen Schiene entlang läuft. Entgleist eine Achse eines Zuges, dann merkt der Lokführer davon in der Regel nichts. Im Extremfall kann aber ein ganzer Zug verunglücken und es kann zu einer großen Anzahl von Toten und Verletzten kommen.

Radreifen werden zwar bei regelmäßigen Kontrollen auf Risse überprüft, meistens jedoch nur durch Augenschein und auch das nur nach mehreren Tausend Kilometer Lauflei stung. Genauere Untersuchungen auf Risse in den Radreifen werden nur in größeren Zeitintervallen durchgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Radreifen regelmäßig, insbesondere bei Fahrtantrift, überprüfbar sind.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren und die im Anspruch 8 beschriebene Vorrichtung gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen von Radreifen von Schienenfahr zeugen, wird je ein Prüfgerät auf jeden Radreifen eines Schienenfahrzeuges mindestens während des Anfahrens des Schienenfahrzeuges zu bewegt und der Radreifen wird auf Risse untersucht. Mit diesem Verfahren kann somit bei jedem Anfahren des Schienenfahrzeuges jeder einzelne Radreifen auf Risse untersucht werden, sei dies bei Beginn einer längeren Fahrt, oder auch unmittelbar nach Zwischenhalten. Schadhafte Radreifen können noch bei geringer Geschwindigkeit ermittelt und der Zug, in dem sich ein Fahrzeug mit einem schadhaften Radreifen befindet, im Zweifelsfall gestoppt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Prüfgerät nach mehreren Umdrehungen des Rades von dem Radreifen weg bewegt. Die Prüfung auf Risse erfolgt also nur im unteren Geschwindigkeitsbereich des Rades, weshalb für diese Prüfung Prüfgeräte, insbesondere Prüfgeräte, verwendet werden können, wie sie auch in der Stahlproduktion bekannt sind. Geeignet sind dazu die meisten zerstörungsfreien Prüfverfahren, wie Ultraschall-Prüfungen, mittels Röntgen- oder Gammastrahlung, Elektro- und Magnetindukti ve Verfahren usw.

Vorzugswiese analysiert das Prüfgerät mittels eines Steuer- und Speicherwerkes die gemessenen Werte, wobei das Prüfgerät je nach Analyseergebnis unterschiedliche Signale an einen Bordcomputer eines Triebfahrzeuges übermittelt. In der Regel weist jeder Radreifen Risse auf, wobei für die Analyse die Größe und die Anzahl der Risse wesentlich ist.

Alternativ können auch die einzelnen Meßwerte der einzelnen Prüfgeräte unmittelbar an den Bordcomputer zur Auswertung übermittelt werden.

Bei der Benutzung des Prüfgerätes für die Riß-Messung von Radreifen sind im wesentlichen drei unterschiedliche Ergebnisse wichtig:

Die Ergebnisse, d. h. z. B. die gemessenen Risse sind so, daß

1. in der nächsten Zeit kein Schaden am Radreifen, wie Bruch od. dgl. zu befürchten ist, und der Radreifen auch nach der derzeitig vorgesehenen Fahrtstrecke problemlos weiter benutzt werden kann,
2. in der nächsten Zeit ein Schaden am Radreifen zu befürchten ist, allerdings nicht auf der Fahrt bis zur Endstation des Zuges, und die Achse (bzw. das gesamte Drehgestell des Fahrzeuges) nach dieser Fahrt ausgetauscht werden muß, oder
3. in der nächsten Zeit ein Schaden am Radreifen zu befürchten ist und zu befürchten ist, daß der Radreifen nicht bis zum Ende der Fahrt halten wird.

Das Ergebnis 1.) analysiert der Bordcomputer als "okay", das Ergebnis 2.) analysiert der Bordcomputer als Hinweis darauf, daß das Rad (bzw. das gesamte Drehgestell mit diesem Radreifen) nach der Fahrt ausgetauscht werden muß, während der Bordcomputer das Ergebnis 3.) als schweren Schaden analysiert, der eine Weiterfahrt des Fahrzeuges aus schließt.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens wird das Prüfgerät beim Anfahren des Fahrzeuges bis auf einen geringen Luftspalt von z. B. auf 1 bis 2 mm an die Lauffläche des Radreifens heran bewegt und nach der Messung das Prüfgerät in einen abgehobenen Zustand mit einem größeren Luftspalt von z. B. 4 bis 6 mm bewegt. D.h., auch dann, wenn der Radreifen nicht auf Risse untersucht wird, verbleibt das Prüfgerät relativ nahe an der Lauffläche des Radreifens. Vorzugsweise übermittelt das Prüfgerät auch während der schnelleren Fahrt des Fahrzeuges Signale an den Bordcomputer bzw. der Bordcomputer überprüft laufend die Funktion des Prüfgerätes.

In dieser angehobenen Stellung des Prüfgerätes kann dieses kontinuierlich den Abstand zwischen der Lauffläche des Radreifens und dem Prüfgerät ermitteln. Ändert sich dieser Abstand kontinuierlich, insbesondere sinusförmig, so kann davon ausgegangen werden, daß das Rad einen "Schlag" hat. Ändert sich der gemessene Abstand bei einer Umdrehung des Rades (Funktion aus Geschwindigkeit des Fahrzeuges und Durchmesser des Rades) jeweils an einer Stelle schlagartig, so kann davon ausgegangen werden, daß sich ein Gegenstand in die Lauffläche des Radreifens eingerückt hat. Dies führt zu einer einseitigen Belastung des Rades und bei längerer Dauer kann dies zu einer Zerstörung des Rades führen. Je nach Stärke kann dann ein sofortiges Abbremsen des Zuges oder nur eine Reparatur des Rades notwendig sein.

Tritt nun unerwartet, z. B. durch Fremdeinwirkung, ein Bruch des Radreifens ein, so wird beim Brechen und Abspringen des Radreifens das Prüfgerät aufgrund der unmittelbaren Nähe zum Radreifen zerstört oder zumindest beschädigt, und der Bordcomputer erhält diesbezüglich sofort eine Fehler-Nachricht. Diese Fehler-Nachricht wertet der Bordcomputer als schweren Schaden aus und leitet die Abbremsung des Zuges ein. Sollte wider Erwarten das Prüfgerät keinen Schaden nehmen, so weist die Messung eines größeren Abstandes bei der Abstandsmessung auf ein schadhaftes Rad hin, was den Bordcomputer zu einem Abbremsen des Zuges veranlaßt.

Das momentan nicht als solches arbeitende Prüfgerät funktioniert deshalb auch als Radreifen-Bruchmelder. Auch ein seitliches Versetzen des Radreifens wird dabei registriert. Ein gesonderter Radreifen-Bruchmelder erübrigt sich dadurch.

Eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch einen Radreifen 1 und eine diesem zugeordnete Vorrichtung 2 zum Prüfen des Radreifens 1.

Die Vorrichtung 2 besteht aus einem - hier - kastenförmigen Rahmen 3, der an seinen Enden zwei Rollen 4 aufweist, die im abgesenkten Zustand während der Prüfung auf dem Radreifen 1 laufen. Dieser Rahmen 3 ist - hier - über zwei Hebel 5 an einer mit einem nicht dargestellten Radlager fest verbundenen Halterung 6 angelenkt, so daß sich die Vorrichtung 2 von dem Radreifen 1 weg und auf diesen zu bewegen kann.

Hier mittig in dem Rahmen 3 ist das eigentliche Prüfgerät 7 angeordnet, dessen dem Radreifen 1 zugewandte Fläche der Lauffläche des Radreifens 1 angepaßt ist, so daß diese Fläche auch den Spurkranz übergreift.

Fährt das nicht dargestellte Fahrzeug an, wird die Vorrichtung 2 auf den Radreifen 1 soweit zu bewegt, daß zwischen dem Radreifen 1 und dem Prüfgerät 7 ein Luftspalt von 1 bis 2 mm verbleibt. Das Prüfgerät prüft nun den Radreifen 1 auf Risse. Nach mehreren Umdrehungen des Rades, z. B. nach 2 bis 3 Umdrehungen ist die Rißprüfung abgeschlossen und die Vorrichtung 2 mit dem Prüfgerät wird von dem Radreifen 1 etwas entfernt, so daß ein Luftspalt von 4 bis 6 mm zwischen der Lauffläche des Radreifens 1 und der Fläche des Prüfgerätes 7 besteht. Da der Spurkranz wesentlich höher ist, als dieser Luftspalt, umgreift das Prüfgerät 7 immer noch den Spurkranz.

Die Meßwerte werden entweder in der Vorrichtung 1 zum Prüfen durch ein Steuer- und Speicherwerk analysiert und die Analysewerte werden an einen Bordcomputer des Zuges weitergeleitet oder die Meßwerte werden direkt an den Bordcomputer zur Analyse wei tergeleitet. Je nach erhaltenen Analysewerten aller je einem Radreifen des Zuges zugeordne ten Prüfgeräte 7 reagiert der Bordcomputer, d. h., er läßt den Zug fahren oder er hält den Zug sofort wieder an.

Sollte(n) ein oder mehrere Prüfgeräte 7 zwar für die vorgesehene Fahrtstrecke unbe denkliche Meßwerte geliefert haben, die aber darüber hinaus gehende Fahrtstrecken als bedenklich erscheinen lassen, so speichert der Bordcomputer die Angaben über bedenkliche Radreifen 1 und gibt sie später an das Betriebswerk mit dem Hinweis auf spezielle Kontrolle bzw. Austausch weiter.

Sollte während der Fahrt trotzdem einen Bruch des Radreifens 1 oder sogar des Rades eintreten, z. B. durch Fremdeinwirken, oder sollte sich ein Radreifen 1 lockern und sich axial versetzen, so bewegt sich der Radreifen 1 aus seiner vorgegebenen Lage heraus. Dadurch, daß das Prüfgerät 7 den Spurkranz übergreift, wird dabei das Prüfgerät 7 beschädigt, zerstört und/oder aus seiner Halterung gerissen. Das Gerät 7 wird dadurch funktionsunfähig.

Da der Bordcomputer auch während der Fahrt den Zustand der einzelnen Prüfgeräte 7 abfragt, kann die auf einen eingetretenen Schaden erfolgte Funktionsunfähigkeit eines Prüfgerätes 7 zum Stoppen des Zuges benutzt werden.

Die Übertragung der Daten zwischen den einzelnen Prüfgeräten und dem Bordcompu ter kann mittels einer Datenleitung oder über eine Funkverbindung erfolgen. Ein einzelnes Prüfgerät wird anhand der Fahrzeugnummer und der jeweiligen Nummer des entsprechenden Prüfgerätes des speziellen Fahrzeuges bestimmt.

Im Bordcomputer sind die einzelnen Waggonnummern gespeichert, so daß vom Lokführer und vom Bordcomputer sofort ein eventueller Schaden vermittelbar ist.

Bezugszeichenliste

1

Radreifen

2

Vorrichtung zum Prüfen

3

Rahmen

4

Rolle

5

Hebel

6

Halterung

7

Prüfgerät

Claims

1. Verfahren zum Prüfen von Radreifen von Schienenfahrzeugen, dadurch gekenn zeichnet, daß je ein Prüfgerät auf jeden Radreifen eines Schienenfahrzeuges mindestens während des Anfahrens des Schienenfahrzeuges zu bewegt wird und der Radreifen auf Risse untersucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät nach mehreren Umdrehungen des Rades von dem Radreifen weg bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät mittels eines Steuer- und Speicherwerkes die Prüfung analysiert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät je nach Analyseergebnis unterschiedliche Signale an einen Bordcomputer eines Triebfahrzeuges übermittelt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät die gemessenen Werte an den Bordcomputer des Triebfahrzeuges übermittelt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät beim Anfahren des Fahrzeuges bis auf einen geringen Luftspalt von z. B. auf 1 bis 2 mm an die Lauffläche des Radreifens heran bewegt und nach der Messung das Prüfgerät in einen abgehobenen Zustand mit einem größeren Luftspalt von z. B. 4 bis 6 mm bewegt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät (7) im vom Radreifen (1) abgehobenen Zustand kontinuierlich den Abstand der Lauffläche des Radreifens (1) vom Prüfgerät (7) mißt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der gesamten Fahrt des Schienenfahrzeuges Signale an den Bordcomputer des Triebfahr zeuges übermittelt werden.

9. Vorrichtung (2) zum Prüfen von Radreifen (1), insbesondere von Radreifen von Schienenfahrzeugen, mit einem Prüfgerät (7), welches auf den Radreifen (2) zu und von diesem weg bewegbar ist.

10. Vorrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät (7) an einer das Rad lagernden Einrichtung (7), wie Radlagerung od. dgl., gegenüber dieser bewegbar, angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät (7) eine Einrichtung zum Prüfen auf Risse des Radreifens (1) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgerät (7) eine Einrichtung zum Messen des Abstandes zwischen dem Radreifen (1) und dem Prüfgerät (7) aufweist.