DE3604186A1

DE3604186A1 - Verfahren und einrichtung zur pruefung von schienenfahrzeugraedern unter betriebsaehnlichen belastungsbedingungen

Info

Publication number: DE3604186A1
Application number: DE19863604186
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Fischer; Vatroslav Dr Ing Grubisic
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1986-02-10
Publication date: 1987-08-13
Also published as: DE3604186C2; ATE57436T1; JPS62249031A; US4800748A; DE3765432D1; EP0232855A2; ES2018174B3; EP0232855A3; EP0232855B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Schie nenfahrzeugrädern unter betriebsähnlichen Belastungsbedin gungen, bei dem in den Radaufstandspunkt des Schienenfahr zeugrads über die Radachse desselben Radial- und/oder Axi alkräfte eingeleitet werden.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Prü fung von Schienenfahrzeugrädern unter betriebsähnlichen Belastungsbedingungen, umfassend

a) eine Halterungseinrichtung zum drehbaren Befestigen eines Schienenfahrzeugrads;
b) eine derart um das Schienenfahrzeugrad herum angeord nete Trommel, daß das Schienenfahrzeugrad über seinen Radreifen in Rolleingriff mit einer auf der inneren Umfangsoberfläche der Trommel angebrachten Schiene bringbar ist;
c) eine Radialbelastungseinrichtung zum Aufbringen einer in der Radialrichtung des Schienenfahrzeugrads wirken den Radialkraft;
d) eine Axialbelastungseinrichtung zum Aufbringen einer in der Axialrichtung des Schienenfahrzeugrads wirken den Axialkraft; und
e) eine Antriebseinrichtung zum Drehen der Trommel.

Nach dem Stande der Technik kann die Prüfung von Schienen fahrzeugrädern mittels klassischer Umlaufbiegeversuchs ständen erfolgen, in denen das Schienenfahrzeugrad am Um fang fest eingespannt und eine auf der Achse dieses Schie nenfahrzeugrads sitzende Unwuchtmasse rotieren gelassen wird, so daß auf diese Weise ein umlaufendes Biegemoment erzeugt wird. Nachteilig an den Umlaufbiegeversuchsständen ist es insbesondere, daß nur Biegemomente in Form von Axi alkräften simuliert werden und keine Simulation von Biege momenten durch Radialbelastungen erfolgt. Darüber hinaus werden durch die feste Einspannung des Schienenfahrzeugrads am Radumfang und die dadurch bewirkten Verformungsbehinde rungen keine betriebsähnlichen Beanspruchungen in der Schienenfahrzeugradscheibe erzeugt. Außerdem wird nur das Schienenfahrzeugrad zusammen mit einer Versuchsachse ge prüft, aber es erfolgt keine Prüfung eines gesamten Schie nenfahrzeugradsatzes, der zwei Schienenfahrzeugräder und eine dieselben verbindende Original-Fahrzeugachse umfaßt.

Zwar gibt es Resonanzprüfstände, in denen ein gesamter Schienenfahrzeugradsatz geprüft werden kann, jedoch er folgt in derartigen Resonanzprüfständen kein Umlauf der Schienenfahrzeugräder, so daß nur ein Querschnitt des Schienenfahrzeugradsatzes geprüft wird und infolgedessen die Prüfung nicht unter betriebsähnlichen Belastungsbedin gungen stattfindet.

Ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zur Prüfung von Schienenfahrzeugrädern unter betriebs ähnlichen Belastungsbedinungen ist aus der deutschen Pa tentschrift 26 01 259 bekannt. In dieser Einrichtung wer den zwar die im Fahrbetrieb auftretenden Radial- und Axial kräfte mit Hilfe servohydraulischer Belastungszylinder auf das Schienenfahrzeugrad so ausgeübt, daß die Kraftein leitung am Radaufstandspunkt erfolgt. Jedoch kann damit nur eine Halbachse mit dem zugehörigen Schienenfahrzeugrad geprüft werden, so daß bestenfalls das Schienenfahrzeugrad ein Originalrad sein kann, während die Originalachse in die ser Einrichtung nicht verwendet werden kann, sondern es erforderlich ist, als Halbachse eine speziell angefertigte Versuchsachse zu benutzen, und es kann kein dem Original schienenfahrzeugradsatz entsprechender Biegemomentenver lauf simuliert werden, so daß eine Prüfung von vollständi gen Schienenfahrzeugradsätzen unter betriebsähnlichen Be lastungsbedingungen nicht möglich ist. Abgesehen hiervon wird in der Einrichtung nach der deutschen Patentschrift 26 01 259 die Axialbelastung auf das Schienenfahrzeugrad über ein Kippen der Trommel bewirkt, wodurch eine Axialbela stung immer in Verbindung mit einer Radialbelastungskomponente erzeugt wird. Außerdem ergibt sich dadurch, daß die Trommelge kippt werden muß, ein komplizierter Aufbau der gesamten Ein richtung, der insbesondere eine Simulation einer höheren Ge schwindigkeit von über 100 km/h ausschließt.

Endlich ist aus der europäischen Patentschrift 63 245 der Anmelderin zwar eine Einrichtung zur Prüfung von Fahrzeug rädern, Radnaben, Radlagern und Radschrauben unter be triebsähnlichen Belastungsbedingungen bekannt, die auch in der eingangs genannten Art und Weise aufgebaut ist, wobei die Radkräfte ebenfalls über eine umlaufende Trommel und über darin angebrachte Anlaufringe aufgebracht werden und zur Einleitung der bei Kurvenfahrt vorhandenen axialen und radialen Radkräfte über den Radaufstandspunkt eine Schrägstellung des Fahrzeugrads bewirkt wird. Diese Einrichtung, die für die Prüfung von Straßenfahrzeugrädern konzipiert ist, also von Fahrzeugrädern mit elastisch de formierbaren Reifen, hat zwar den Vorteil, daß sich die Axialkraft über die Halterungseinrichtung für das Fahrzeug rad aufbringen läßt, so daß kein Kippen der Trommel erfor derlich ist, jedoch ist die in der europäischen Patent schrift 63 245 beschriebene Einrichtung weder für Schienen fahrzeugräder geeignet, noch ist es mit dieser Einrichtung möglich, ganze Radsätze zu prüfen, vielmehr kann immer nur ein einziges Rad unter Verwendung einer Versuchshalbachse geprüft werden, und es ist mit dieser Einrichtung nicht möglich, den einem Originalradsatz entsprechenden Biegemo mentenverlauf zu simulieren.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber insbesondere, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Prüfung von Schie nenfahrzeugrädern zur Verfügung zu stellen, mit der es mög lich ist, betriebsähnliche Belastungsbedingungen in weiterem Umfang zu simulieren.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genann ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein gesamter Schienenfahrzeugradsatz, der mindestens eine Schienenfahr zeugachse und wenigstens an deren beiden Enden an gebrachte Schienenfahrzeugräder umfaßt, durch Einleiten von Radial- und/oder Axialkräften wahlweise über den Radachsen bereich des einen der beiden Schienenfahrzeugräder und/oder beider Schienenfahrzeugräder geprüft wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Prüfung von Schienen fahrzeugräder unter betriebsähnlichen Belastungsbedingun gen, die den eingangs genannten Aufbau hat, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Halterungseinrichtung als Schienenfahrzeugradsatz-Halterungseinrichtung zum dreh baren Befestigen eines gesamten Schienenfahrzeugradsatzes, der mindestens eine Schienenfahrzeugachse und wenigstens an deren Enden angebrachte Schienenfahrzeugrä der umfaßt, ausgebildet ist, und daß eine erste Radial- und/oder Axialbelastungseinrichtung zum Einleiten einer ersten Radial- und/oder Axialkraft über den Radachsenbe reich des einen der beiden Schienenfahrzeugräder in dessen Radaufstandspunkt und eine zweite Radial- und/oder Axial belastungseinrichtung zum Einleiten einer zweiten Radial und/oder Axialkraft über den Radachsenbereich des anderen der beiden Schienenfahrzeugräder in dessen Radaufstands punkt vorgesehen ist.

Mit diesem Verfahren und mit dieser Einrichtung ist es möglich, nicht nur am Schienenfahrzeugrad selbst auftre tende betriebsähnliche Belastungsbedingungen zu simulieren, sondern es wird damit auch der dem Radsatz im Fahrbetrieb entsprechende Biegemomentenverlauf gewährlei stet. Insbesondere können mit diesem Verfahren und die ser Einrichtung diejenigen betriebsähnlichen Belastungsbe dingungen simuliert werden, die bei der Geradeausfahrt und beim Bremsen eines Schienenfahrzeugs auftreten, und außer dem kann mit diesem Verfahren und dieser Einrichtung ein Teil der betriebsähnlichen Belastungsbedingungen simuliert werden, die sich bei der Weichenüberfahrt eines Schienen fahrzeugs ergeben.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es außerdem, die übrigen bei der Weichenüber fahrt auftretenden betriebsähnlichen Belastungsbedingungen sowie die sich bei der Bogenfahrt ergebenden betriebsähn lichen Belastungsbedingungen zu simulieren, zeichnet sich dadurch aus, daß zusätzlich zu den über die Schienenfahr zeugradachse eingeleiteten Axialkräften über den Radreifen oder über die Schiene, auf welcher das jeweilige Schienen fahrzeugrad während der Prüfung laufen gelassen wird, Zu satzaxialkräfte in den Radaufstandspunkt des einen Schie nenfahrzeugrads oder beider Schienenfahrzeugräder einge leitet werden.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung, wel che es ermöglicht, die vorstehende Weiterbildung des Ver fahrens nach der Erfindung durchzuführen, zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens eine Zusatzaxialbelastungsein richtung zum Einleiten einer Zusatzaxialkraft in den Rad aufstandspunkt von wenigstens einem der beiden Schienen fahrzeugräder vorgesehen ist, die zum Aufbringen der Zu satzaxialkraft an den Radreifen oder an die Schiene von wenigstens einem der Schienenfahrzeugräder angekoppelt ist.

Vorzugsweise ist bei einer solchen Einrichtung für jedes der beiden Schienenfahrzeugräder je eine gesonderte Zusatz axialbelastungseinrichtung vorgesehen.

Die obige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere so ausgestaltet sein, daß zur Prüfung des Schienenfahrzeugradsatzes unter Bogenfahrtbedingungen über den Radachsenbereich des einen Schienenfahrzeugrads in dessen Radaufstandspunkt eine Axialkraft eingeleitet wird, während gleichzeitig über den Radreifen oder über die Schiene, auf welcher das andere Schienenfahrzeugrad laufen gelassen wird, eine Zusatzaxialkraft in den Radauf standpunkt des anderen Schienenfahrzeugrads eingeleitet wird.

Außerdem kann die erwähnte Weiterbildung des erfindungs gemäßen Verfahrens so ausgestaltet sein, daß zur Prüfung des Schienenfahrzeugradsatzes unter bestimmten Weichenüber fahrtbedingungen über den Radachsenbereich des einen Schie nenfahrzeugrads in dessen Radaufstandspunkt eine Axialkraft eingeleitet wird, während in diesen Radaufstandspunkt keine Zusatzaxialkraft über die Schiene oder den Radreifen eingeleitet wird, und daß abwechselnd damit über den Radachsenbereich dieses Schienenfahrzeugrads in dessen Radaufstandspunkt keine Axialkraft eingeleitet wird, während über die Schiene oder den Radreifen eine Zusatzaxialkraft in diesen Radaufstandspunkt eingeleitet wird. Auf diese Weise können bei der Weichenüber fahrt entstehende Belastungsbedingungen auch in denjeni gen Fällen simuliert werden, in denen hohe, nach dem Fahr zeugäußeren zu gerichtete Axialkräfte, die auch als nega tive Axialkräfte bezeichnet werden, auftreten.

Schließlich kann das Verfahren, wie bereits oben angedeu tet, so ausgestaltet sein, daß außerdem die am Schienen fahrzeugradsatz vorgesehene Bremse durch Einleiten von Bremskräften in den Radaufstandspunkt geprüft wird.

Im einzelnen kann die Einrichtung nach der Erfindung so ausgebildet sein, daß für jedes der beiden Schienenfahr zeugräder eine gesonderte Trommel vorgesehen ist.

Ein baulich verhältnismäßig einfacher und kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt sich dadurch errei chen, daß die für beide Schienenfahrzeugräder vorgesehene gemeinsame Trommel oder die für jedes der beiden Schienen fahrzeugräder jeweils vorgesehene gesonderte Trommel mit tels eines um deren Umfang herum angeordneten Trommella gers, vorzugsweise mittels eines hydrostatischen oder elektro magnetischen Lagers, gelagert und die Trommel axial im we sentlichen offen ist.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrich tung, die zwar baulich und raummäßig etwas aufwendiger als die eben genannte Ausführungsform ist, jedoch kein hydro statisches oder elektromagnetisches oder sonstiges Trommel umfangslager erfordert, zeichnet sich dadurch aus, daß die für beide Schienenfahrzeugräder vorgesehene gemeinsame, einseitig axial offene Trommel oder die für jede der bei den Schienenfahrzeugräder jeweils vorgesehene gesonderte Trommel über ihre Drehantriebsachse gelagert ist, wobei die gesonderten, koaxial angeordneten Trommeln auf den einander zugewandten Seiten axial offen sind. Diese Aus führungsform der Einrichtung nach der Erfindung kann zum Einleiten von Zusatzaxialkräften über die Trommeln sowie zum Ein- und Ausbauen des Schienenfahrzeugradsatzes in die bzw. aus der Einrichtung so ausgebildet sein, daß die ge meinsame Trommel oder die gesonderten Trommeln in Axial richtung verschieb- oder verfahrbar sind.

Im Falle einer Trommellagerung über die Drehantriebsachse kann die Einrichtung zum Zwecke eines günstigen Einleitens der Axial- und Radialkräfte in die Radaufstandspunkte der beiden Schienenfahrzeugräder des Radsatzes so ausgebildet sein, daß bei Verwendung von zwei gesonder ten Trommeln jedes Schienenfahrzeugrad über das zugehörige Ende der Schienenfahrzeugachse mittels einer gesonderten Belastungshalterung gehaltert ist, die mit einer senkrecht und parallel zur Schienenfahrzeugachse beweglich geführten Kraftübertragung verbunden ist, welche ihrerseits an die Axial- und Radialbelastungseinrichtung, beispielsweise an servohydraulische Zylinder, angekoppelt ist.

Im Falle der Trommellagerung über Trommelumfangslager kann, da die Schienenfahrzeugräder, welche in die erfindungsge mäße Einrichtung eingebaut sind, leicht zugänglich sind, die Zusatzaxialbelastungseinrichtung direkt, vorzugsweise über eine oder mehrere Rollen, an den Radreifen des jewei ligen Schienenfahrzeugrads angekoppelt sein.

Hingegen empfiehlt es sich im Falle der Lagerung der Trom meln über deren Antriebsachse die erfindungsgemäße Einrich tung so auszubilden, daß die Zusatzaxialbelastungseinrich tung über die Trommel des Schienenfahrzeugrads an die Schiene des letzteren angekoppelt ist, weil die beiden Schienenfahrzeugräder in ihrem in die Einrichtung einge bauten Zustand nur bedingt von außen her zugänglich sind.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei welcher die Trommeln über Trommelumfangslager gelagert sind, hat außerd m den Vorteil, daß die Axialbelastungs einrichtung direkt, vorzugsweise über ein Zug-Druck-Axial lager, an die Schienenfahrzeugachse angekoppelt sein kann. Außerdem können in dieser Ausführungsform die Radialkräfte über die Originalschienenfahrzeuglager in den Radaufstands punkt eingeleitet werden, wobei diese Originalschienen fahrzeuglager als Halterung für den Schienenfahrzeugrad satz in der Einrichtung nach der Erfindung verwendet wer den können.

Schließlich zeichnet sich eine weitere bevorzugte Ausbil dung der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch aus, daß als Schienen zum Einleiten von negativen Axialkräften Ril lenschienen vorgesehen sind.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachste hend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 9 der Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung, wobei Teile dieser Einrichtung, insbesondere die zu prüfenden Schienenfahrzeugräder, die Schienen, auf denen diese Fahrzeugräder abrollen, und die Trommeln, auf deren Innenumfang die Schienen montiert sind, sowie die Trommellager wie auch die Lager, in de nen der zu prüfende Schienenfahrzeugradsatz ro tiert, im Schnitt dargestellt sind;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung, wobei eini ge Teile im Schnitt dargestellt sind, insbesonde re die im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Teile;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 2, in Pfeilrichtung gesehen, welcher die in Fig. 2 rechte Belastungsübertragungseinrichtung zeigt, mittels derer die Radial- und Axialbelastungen von der Radial- und Axialbelastungseinrichtung auf die Halterungseinrichtung übertragen werden, an der das in Fig. 2 rechte Schienenfahrzeugrad drehbar befestigt ist, wobei in Fig. 3 die an die Belastungsübertragungseinrichtung angekoppel te Radialbelastungseinrichtung sichtbar ist;

Fig. 4 eine Ansicht von oben auf die Belastungsübertra gungseinrichtung der Fig. 3, wobei hier die an die Belastungsübertragungseinrichtung angekoppel te Axialbelastungseinrichtung sichtbar ist;

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Seitenansicht ei ner Belastungsübertragungseinrichtung, mit wel cher die Radialkräfte von der in Fig. 5 sichtba ren Radialbelastungseinrichtung in horizontaler Richtung auf die Halterungseinrichtung für das Schienenfahrzeugrad übertragen werden anstatt in vertikaler Richtung, wie in Fig. 3 dargestellt;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Kräfteverhält nisse, die bei der Simulierung einer Bogenfahrt in einer erfindungsgemäßen Einrichtung angewandt werden und auftreten;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Kräfteverhält nisse, die bei der Simulierung eines Sinus- bzw. Geradeauslaufs in einer Einrichtung nach der Er findung angewandt werden und auftreten;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Kräfte, die bei der Simulierung einer Weichenüberfahrt in einer erfindungsgemäßen Einrichtung angewandt werden und auftreten; und

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Kräfte, die beim Bremsen der Rotation des zu prüfenden Schie nenfahrzeugradsatzes angewandt werden und auftre ten, wobei im linken Teil der Fig. 9 die Verhält nisse, ebenso wie in den Fig. 6, 7 und 8, in Vorderansicht des Schienenfahrzeugradsatzes und der Schienen dargestellt sind, während im rechten Teil der Fig. 9 die Verhältnisse in Seitenan sicht des Schienenfahrzeugradsatzes schematisch veranschaulicht sind.

Es sei zunächst eine erste Ausführungsform einer Einrich tung zur Prüfung von Schienenfahrzeugradsätzen unter be triebsähnlichen Belastungsbedingungen erläutert, die in Fig. 1 dargestellt ist:

Diese Einrichtung ist zusammen mit einem zu seiner Prü fung gehalterten Schienenfahrzeugradsatz (1) dargestellt, der eine Schienenfahrzeugachse (2), die auch als Radsatz welle bezeichnet wird, und wenigstens je ein an deren bei den Enden angebrachtes Schienenfahrzeugrad (3) umfaßt. Der dargestellte Schienenfahrzeugradsatz (1) umfaßt vorliegend außerdem eine Bremseinrichtung (4), welche vorzugsweise die Original-Bremseinrichtung des dargestellten Original- Schienenfahrzeugradsatzes (1) ist und beispielsweise, wie dargestellt, aus zwei Scheibenbremsen besteht, deren Brems scheiben (5) fest auf der Schienenfahrzeugradachse (2) an gebracht und deren Bremsbacken (6) über eine entsprechende Befestigungseinrichtung (7) am Grundkörper (8) der insge samt mit (9) bezeichneten Einrichtung zur Prüfung des Schienenfahrzeugradsatzes befestigt sind.

Im einzelnen weist die Einrichtung (9) eine Halterungsein richtung (10) zum drehbaren Befestigen des Schienenfahr zeugradsatzes (1) auf. In der in Fig. 1 gezeigten Ausfüh rungsform der Einrichtung (9), in welcher der Schienenfahr zeugradsatz (1) auch in dem Zustand, in welchem er in der Einrichtung (9) gehaltert ist, verhältnismäßig gut von außen zugänglich ist, umfaßt die Halterungseinrichtung (10) vorzugsweise die Original-Radsatzlager (11) und eine Be festigungsvorrichtung (12), die am jeweiligen Radsatzla ger (11) befestigt und über eine Verbindungsvorrichtung (13) mit einer Radialbelastungseinrichtung (14) verbunden ist, die ihrerseits am Grundkörper (8) angebracht ist. Die Verbindungsvorrichtung (13) kann beispielsweise aus einem an der Befestigungsvorrichtung (12) vorgesehenen ersten Gelenk (15) und/oder einem an der Radialbelastungseinrich tung (14) vorgesehenen zweiten Gelenk (16) sowie einer Halterungs- und Kraftübertragungsstange (17) bestehen. Diese Halterungs- und Kraftübertragungsstange verbindet die Befestigungsvorrichtung (12) über das erste Gelenk (15) und/oder das zweite Gelenk (16) mit der Radialbela stungseinrichtung (14). Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist an jedem axialen Ende des Schienenfahrzeugradsatzes (1) eine Halterungseinrichtung (10) vorgesehen.

Weiterhin umfaßt die Einrichtung (9) je eine derart um je eines der beiden Schienenfahrzeugräder (3) herum angeord nete Trommel (18), daß das jeweilige Schienenfahrzeugrad (3) über seinen Radreifen (19) in Rolleingriff mit einer auf der inneren Umfangsoberfläche (20) angebrachten Schie ne (21) bringbar ist. Die Trommeln (18) werden auch wegen ihrer Funktion, die sie in der Einrichtung (9) haben, als Belastungstrommeln bezeichnet.

Die Schiene (21) ist, allgemein gesprochen, eine Profil laufbahn für den Radreifen (19) des jeweiligen Schienen fahrzeugrads (3). Sie umfaßt vorliegend außer dem Lauf bahnkörper (22), auf dem der Radreifen (19) abrollt, ein Distanzstück (23), damit in beiden Axialrichtungen wirken de Reaktionskräfte im Radaufstandspunkt erzeugt werden können. Das Distanzstück (23), das sich axial radsatzein wärts vom Laufbahnkörper (22) befindet, kann entweder als gesondertes Teil ausgebildet und in einem vorbestimmten Abstand vom Laufbahnkörper (22) montiert sein, oder es kann, wie in Fig. 1 dargestellt, einstückig mit dem Lauf bahnkörper (22) ausgebildet und in seinem dem Radreifen (19) zugewandten Teil durch eine Rille (24) vom Laufbahn körper (22) abgesetzt sein, in welchem Falle also die Schiene (21) eine sogenannte Rillenschiene ist.

Jede der beiden für je eines der beiden Schienenfahrzeug räder (3) vorgesehenen Trommeln (18) ist in der Ausfüh rungsform nach Fig. 1 mittels eines um den Umfang der je weiligen Trommel (18) herum angeordneten Trommellagers (25) gelagert, das daher auch als Trommelumfangslager be zeichnet wird. Vorzugsweise ist als Trommellager (25) ein hydrostatisches oder elektromagnetisches Lager vorgesehen. Eine solche Lagerung der Trommeln (18) hat den Vorteil, daß die Trommeln (18) axial beidseitig offen ausgebildet sein können, wie Fig. 1 zeigt, wodurch der zur Prüfung eingebaute Schienenfahrzeugradsatz (1) während der Prüfung von außen leicht zugänglich ist und sich ein konstruktiv einfacher und kompakter Aufbau der Einrichtung (9) ergibt.

Die beiden Trommeln (18), die auch, obwohl das nicht be vorzugt wird, durch eine einzige Trommel ersetzt werden können, werden mittels einer nichtdargestellten Antriebs einrichtung gedreht. Diese Antriebseinrichtung ist bei spielsweise ein beiden Trommeln gemeinsamer Elektromotor, der über Antriebsriemen (26) an die Trommeln (18) ange koppelt ist.

Zum Einleiten der für die Prüfung des Schienenfahrzeugrad satzes (1) erforderlichen Belastungen in den Radaufstands punkt von jedem der beiden Schienenfahrzeugräder (3) sind folgende Belastungseinrichtungen vorgesehen:

1) Die beiden bereits erwähnten Radialbelastungeinrich tungen (14), die je an einem der beiden freien Enden der Schienenfahrzeugachse (2) über je eines der beiden Radsatzlager (11) und die zugehörige Halterungs- und Kraftübertragungseinrichtung (10) angreifen. Diese Ra dialbelastungseinrichtungen (14) sind vorzugsweise servohydraulische Kolben-Zylinder-Einrichtungen, und sie erzeugen als Aktionskräfte, welche im jeweiligen Radaufstandspunkt des jeweiligen Schienenfahrzeugrads (3) eingeleitet werden, die weiter unten näher erör terten Radialkräfte Q₁ und Q₂, durch die entsprechende Reaktionskräfte Q₁* und Q₂* hervorgerufen werden. Die Radialbelastungseinrichtungen (14) können vorteilhaf terweise im Bodenteil des Grundkörpers (8) der Ein richtung (9) versenkt gegenüber der Montagefläche (27) für die meisten der anderen Bauteile der Einrichtung, für welche die Montagefläche (27) eine Platform bildet, vorgesehen sein.
2) Eine Axialbelastungseinrichtung (28) zum Einleiten von Axialkräften ±Y₁ (linkes Schienenfahrzeugrad) und ±Y₂ (rechtes Schienenfahrzeugrad) in den jeweiligen Rad aufstandspunkt des jeweiligen Schienenfahrzeugrads (3) als Aktionskräfte, durch die Axialkräfte ±Y₁* und ±Y₂* als Reaktionskräfte bewirkt werden. Die Axialbe lastungseinrichtung (28), die ebenfalls vorzugsweise eine servohydraulische Kolben-Zylinder-Einrichtung ist, ist vorliegend über ein Zug-Druck-Axiallager (29) an das in Fig. 1 linke Ende der Schienenfahrzeugachse (2) angekoppelt, so daß die Axialkräfte ±Y_1,2 über die Schienenfahrzeugachse in die Radaufstandspunkte eingeleitet werden. Die Axialbelastungseinrichtung (28) ist an einem Standsockel (30) des Grundkörpers (8) befestigt.
3) Zusatzaxialbelastungseinrichtungen (31) zum Einleiten einer Zusatzaxialkraft Y₁′ (linkes Schienenfahrzeugrad) und Y₂′ (rechtes Schienenfahrzeugrad) jeweils in den entsprechenden Radaufstandspunkt des jeweiligen Schie nenfahrzeugrads (3) als Aktionskraft. Diese Zusatz aixalkraft Y₁′ und Y₂′ wird im Gegensatz zur Axialkraft Y₁ und Y₂ nicht über die Schienenfahrzeugachse (2), sondern direkt über den Radreifen (19) aufgebracht, in dem jede der beiden Zusatzaxialbelastungseinrichtungen (31), die ebenfalls vorzugsweise als servohydraulische Kolben-Zylinder-Einrichtung ausgebildet ist, mit dem zugeordneten Radreifen (19) über ein Gestänge (32) und eine in Rollkontakt mit dem Radreifen (19) befindliche Rolle (33), die mittels der Radialbelastungseinrich tung (31) an den Radreifen (19) andrückbar ist, verbun den ist. Das Gestänge (32) umfaßt eine Umgehungsvor richtung, zum Beispiel eine Gabel (34) zur mechanischen Umgehung der Halterungs- und Kraftübertragungsstange (17).

Aufgrund dieser Ausbildung der Zusatzaxialbelastungs einrichtung sind nur Druckkräfte und keine Zugkräfte als Zusatzaxialkräfte mittels der Zusatzaxialbelastungsein richtungen (31) aufbringbar, also nur negative Zusatz axialkräfte -Y₁′ und -Y₂′.

Die in Fig. 1 linke Zusatzaxialbelastungseinrichtung (31) ist an dem Standsockel (30) angebracht, und die rechte Zusatzaxialbelastungseinrichtung (31) ist an einem auf der entgegengesetzten Seite des Grundkörpers (8) vorgesehenen Standsockel (35) angebracht.

Die vorstehend anhand der Fig. 1 beschriebene erste Aus führungsform der Einrichtung zur Prüfung von Schienenfahr zeugradsätzen unter betriebsähnlichen Belastungsbedingun gen hat gegenüber der unten in Verbindung mit Fig. 2 be schriebenen zweiten Ausführungsform abgesehen von dem bau lichen und betriebsmäßigen Aufwand, welchen die um den Um fang der beiden Trommeln (18) jeweils herum vorgesehenen Trommellager (25) beinhalten, insbesondere folgende Vor teile:

a) Infolge der Lagerung der Trommeln durch Trommelumfangs lager und die dadurch bedingte Möglichkeit, die Trom meln an ihren beiden axialen Stirnseiten offen auszu führen, ergibt sich insgesamt ein konstruktiv einfa cherer und kompakter Aufbau der gesamten Einrichtung (9), da die Drehlagerung der Trommel in Axialrichtung keinen Raum beansprucht und da es wegen der verhält nismäßig guten Zugänglichkeit des in der Einrichtung (9) gehalterten Schienenfahrzeugradsatzes (1) von außen her nicht erforderlich ist, innerhalb der Trom meln je eine Halterungseinrichtung, beispielsweise je einen Haltebügel, zum drehbaren Befestigen des Schie nenfahrzeugradsatzes mit unterzubringen, wie das bei der Ausführungsform nach Fig. 2 erforderlich ist. Aufgrund dieser baulichen Vorteile ergeben sich we sentliche funktionelle Vorteile, die nachstehend ange geben sind:
b) Einer der funktionellen Vorteile der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht darin, daß die Radialkräfte di rekt über die Radsatzlager (11), die vorzugsweise die Originalradsatzlager sein können, anstelle deren aber auch verstärkte Versuchsradsatzlager verwendbar sind, eingeleitet werden können.
c) Ein weiterer wichtiger funktioneller Vorteil besteht darin, daß die in vertikaler Richtung zu beschleunigen den Zusatzmassen klein sind, da diese Zusatzmassen vor liegend im wesentlichen lediglich aus der eine verhält nismäßig geringe Masse besitzenden Befestigungsvorrich tung (12), wenigstens einem Gelenk (15) und/oder (16) und der Halterungs- und Kraftübertragungsstange (17) an jedem axialen Ende des Schienenfahrzeugradsatzes (1) bestehen. Diese geringen Zusatzmassen ergeben eine den Praxisbedingungen der zu prüfenden Schienenfahrzeugrad sätze angepaßtere Prüfung als in der Ausführungsform nach Fig. 2, weil die geringen Zusatzmassen eine bes sere Simulation im höheren Frequenzbereich bis 100 Hz ermöglichen, da sich ein besseres Übertragungsverhält nis der Radialkräfte ergibt. Dieser Frequenzbereich ergibt sich insbesondere aus der Raddrehfrequenz, der Schwellenfrequenz, der Schienenstoßfrequenz, der Wei chenüberfahrung, der Brückenüberfahrung, der Schienen riffelung u.dgl.
d) Auch die Axial- und Zusatzaxialkräfte können in vor teilhafter Weise direkt in den Schienenfahrzeugradsatz (1) eingeleitet werden, wie oben bei der Erläuterung der Einrichtung nach Fig. 1 im einzelnen beschrieben. In entsprechender Weise wie bei den Radialkräften er gibt sich auch bezüglich der Axial- und Zusatzaxial kräfte durch die geringen Zusatzmassen ein gutes Über tragungsverhältnis.

Eine Schwierigkeit der Einrichtung nach Fig. 1 besteht darin, daß zumindest in der dargestellten Ausführungsform keine positiven Zusatzaxialkräfte, d.h. keine Zugkräfte, auf den Radreifen (19) angewandt werden können. Es ist je doch möglich, je eine weitere Zusatzaxialbelastungseinrich tung (nicht dargestellt) zwischen den beiden Trommeln (18), beispielsweise an der Befestigungseinrichtung (7) vorzu sehen, über die auf die Innenseite des Radreifens (19) der beiden Schienenfahrzeugräder (3) eine einer Zugkraft von außen entsprechende Druckkraft ausgeübt wird, was bei spielsweise über je ein Gestänge und je eine an der Innen seite jedes der beiden Radreifen (19) ablaufenden Rolle er folgen kann, wie das mittels des Gestänges (32) und der Rolle (33) von außen her geschieht.

Es sei nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 die zweite Ausfüh rungsform der Einrichtung zur Prüfung von Schienenfahrzeug radsätzen unter betriebsähnlichen Belastungsbedingungen beschrieben:

Diese Einrichtung, die insgesamt mit (36) bezeichnet ist, und in der ein Schienenfahrzeugradsatz (1) geprüft werden kann, wie er weiter oben in Verbindung mit Fig. 1 näher erläutert worden ist, unterscheidet sich von der Einrich tung (9) im wesentlichen durch die andersartige Lagerung ihrer Trommeln (37) und die dadurch bedingte andere Aus bildung dieser Trommeln und die durch diese Ausbildung der Trommeln bedingte andere Ausbildung und Anordnung der Hal terungseinrichtung (38) für den Schienenfahrzeugradsatz (1) sowie die Art der Einleitung der Radial- und Axial kräfte und der Zusatzaxialkräfte in die Radaufstandspunkte der beiden Schienenfahrzeugräder (3).

In der Einrichtung (36) sind die beiden Trommeln (37) über ihre Drehantriebsachsen (39) gelagert, wobei die Drehan triebsachsen (39) notwendigerweise auf den einander abge wandten axialen Stirnseiten der beiden Trommeln (37) vor gesehen sind, so daß infolgedessen das Innere der Trommeln (37) nur von den einander zugewandten axialen Stirnseiten dieser Trommeln her zugänglich ist.

Im einzelnen sind die Drehantriebsachsen (39) mittels La gern auf Lagerböcken (41) gelagert, die in Axialrichtung der Trommeln (37) auf dem Grundkörper (42) der Einrichtung (36) verschieb- oder verfahrbar sind, so daß die Trommeln (37) zum Einbau des Schienenfahrzeugradsatzes (1) in die Einrichtung (36) und zum Ausbau aus dieser Einrichtung in axialer Richtung und zur Einleitung von Zusatzaxialkräften bewegbar sind.

Auf jedem der beiden Lagerböcke (41) befindet sich vorlie gend ein Elektromotor (43), der die zugeordnete Trommel (37) über Antriebsriemen (44) rotiert.

Jedes der beiden Schienenfahrzeugräder (3) des Schienen fahrzeugradsatzes (1) ist über das jeweilige Ende der Schienenfahrzeugachse mittels einer gesonderten Belastungs halterung (45) gehaltert. Es sei hier darauf hingewiesen, daß es auch möglich ist, die beiden Belastungshalterungen (45) starr oder elastisch miteinander zu verbinden. In der vorliegenden Ausführungsform besteht jede der beiden Be lastungshalterungen (45) im wesentlichen aus einem, bei spielsweise L-förmigen, Belastungsbügel (45), wie in Fig. 2 dargestellt, in dem je ein Radsatzlager (46) zum drehba ren Lagern des jeweiligen Endes der Schienenfahrzeugachse (2) vorgesehen ist.

Die Einrichtung (36) nach Fig. 2 umfaßt zur Simulierung der verschiedenen Belastungsbedingungen, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird, im wesentlichen die gleichen Belastungseinrichtungen wie die Einrichtung (9) nach Fig. 1, wobei jedoch diese Belastungseinrichtungen anders als in Fig. 1 angeordnet und an den Schienenfahr zeugradsatz (1) angekoppelt sind, nämlich in folgender Weise:

1) Die beiden Radialbelastungseinrichtungen (14) sind über je eine Halterungs- und Kraftübertragungsvorrichtung (47) mit der jeweiligen Belastungshalterung (45) verbunden, über welche nicht nur die einzuleitenden Radialkräfte übertragen werden, sondern mittels deren gleichzeitig die jeweilige Belastungshalterung (45) in Axial- und Radialrichtung bewegbar gehaltert ist.
2) Die Axialbelastungseinrichtung (28) ist an eine der beiden Halterungs- und Kraftübertragungsvorrichtungen (47) angekoppelt, und zwar vorliegend an die in Fig. 2 linke Halterungs- und Kraftübertragungsvorrichtung.
3) die Zusatzaxialbelastungseinrichtungen (31) sind je über ein Zug-Druck-Axiallager (48) mit dem freien Ende einer der beiden Drehantriebsachsen (39) verbunden, so daß die Zusatzaxialkräfte ±Y₁′ und ±Y₂′ über die je weilige Trommel (37) und die darin befindliche Schiene (21) in den Radaufstandspunkt des jeweiligen Schienen fahrzeugrads (3) eingeleitet werden. Diese beiden Zu satzaxialbelastungseinrichtungen (31) sind an Stand sockeln (49) angebracht, die sich auf dem Grundkörper (42) befinden oder mit diesem einstückig sind.

Es seien nun zwei Ausführungsformen der im wesentlichen rahmenartig ausgebildeten Halterungs- und Kraftübertra gungsvorrichtung (47) anhand der Fig. 3, 4 und 5 näher erläutert:

Zunächst sei die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 erläutert, die im wesentlichen der in Fig. 2 mehr schema tisch dargestellten Ausführungsform entspricht, wobei je doch abweichend hiervon die Axialbelastungseinrichtung (28) doppeltwirkend zwischen den beiden Halterungs- und Kraft übertragungsvorrichtungen (47) angeordnet ist. Jede der beiden Halterungs- und Kraftübertragungsvorrichtungen (47) umfaßt einen Rahmen (50), der bei (51) an die zugeordnete Belastungshalterung (45), bei (52) an die zugeordnete Ra dialbelastungseinrichtung (14) und bei (53) an die Axial belastungseinrichtung (28) angekoppelt ist. Dieser Rahmen ist in der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 über Horizontalführungen (54) parallel und über Vertikalführun gen (55) senkrecht zur Schienenfahrzeugachse (2) bzw. zur Drehantriebsachse (39) verschiebbar gelagert.

Die Halterungs- und Kraftübertragungsvorrichtung (47) ge mäß Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fi guren 3 und 4 im wesentlichen dadurch, daß die Wirkungs richtung der Radialbelastungseinrichtung (14) anstatt ver tikal horizontal ist, und daß dem entsprechend der Rahmen (50) über zwei gekreuzte Horizontalführungen (56) und (57) parallel und senkrecht zur Schienenfahrzeugachse (2) bzw. zur Drehantriebsachse (39) verschiebbar ist. Diese besondere Anordnung der Radialbelastungseinrichtung (14) ermög licht es, den Rahmen (50) einfacher auszuführen, nämlich im wesentlichen L-förmig anstatt U-förmig bzw. doppelt U-förmig, da mit diesem Rahmen bei der Ausführungsform nach Fig. 5 nicht der gesamte Schienenfahrzeugradsatz (1) seitlich umgangen werden muß.

Im übrigen sind die Radialbelastungseinrichtungen (14) und die Axialbelastungseinrichtung (28) am Grundkörper (42) und/oder an einem oder mehreren mit dem Grundkörper (42) verbundenen Standsockel gehaltert.

Mit (58) ist je eine auf je einer der beiden Drehantriebs achsen (39) vorgesehene Notbremseinrichtung bezeichnet. Außerdem sind Absaugvorrichtungen (59) unter den beiden Bremsscheiben (5) angeordnet, mit denen der Abrieb, der beim Bremsen entsteht, abgesaugt wird.

Schließlich ist mit (60) eine Abdeckung für den gesamten Aufbau, der sich auf dem Grundkörper (42) befindet, be zeichnet, und diese Abdeckung umfaßt, wie aus Fig. 2 er sichtlich ist, mehrere teleskopisch in bezug aufeinander verschiebbare Abdeckungsabschnitte.

Es seien nun anhand der Fig. 6 bis 9, welche schemati sche Darstellungen wichtiger Lastfälle am Radsatz eines Schienenfahrzeugs sind, die Simulierungen dieser Lastfälle mittels der vorstehend beschriebenen Einrichtungen erläu tert, wobei die oben angegebenen Vorzeichenregeln gelten, wonach die mit einem Stern versehenen Reaktionskräfte po sitiv sind, wenn sie zur Fahrzeugmitte gerichtet sind, und negativ, wenn sie nach dem Fahrzeugäußeren zu gerichtet sind, und wonach die ohne einen Stern versehenen Aktions kräfte positiv sind, wenn sie als Zugkräfte am Angriffs punkt der Belastungseinrichtung ausgeübt werden, dagegen negativ, wenn sie als Druckkräfte am Angriffspunkt der Be lastungseinrichtung wirken.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß die Prüfung von Schienenfahrzeugradsätzen mit den oben beschriebenen Ein richtungen insbesondere die Prüfung der Schienenfahrzeug räder selbst, der Schienenfahrzeugachse bzw. Radsatzwelle, der Verbindung zwischen dem Schienenfahrzeugrad und der Schienenfahrzeugachse bzw. Radsatzwelle, die zum Beispiel eine Schrumpfverbindung, eine Klebe-Schrumpfverbindung, eine Schraubverbindung o.dgl. sein kann, sowie der Rad satzlager, der Bremsvorrichtungen, zum Beispiel der Brems scheiben, und sonstiger Aufbauteile an den Schienenfahrzeug radsätzen, wie beispielsweise Schlupfkupplungen umfassen kann.

Es seien nun die Simulationen einzelner Belastungsfälle erläutert:

I. Zunächst sei die Simulierung des Lastfalls der Bogen fahrt erläutert. Die reale Bogenfahrt ist im wesent lichen dadurch charakterisiert, daß durch die auftre tenden Fliehkräfte eine quasistatische Gewichtsverla gerung auf das bogenäußere Schienenfahrzeugrad bewirkt wird. Damit ergibt sich am bogenäußeren Schienenfahrzeugrad die höchste Radialkraft Q₁* und die höchste zur Fahr zeugmitte gerichtete Axialkraft Y₁*, während dagegen am bogeninneren Schienenfahrzeugrad, bedingt durch die Entlastung, eine niedrigere Radialkraft Q₂* und eine niedrigere Axialkraft Y₂* wirkt, wobei diese Axial kraft Y₂* ebenfalls zur Fahrzeugmitte hin gerichtet ist, weil sich bei der Bogenfahrt infolge der starren Schienenfahrzeugachse eine Schrägstellung der Schie nenfahrzeugräder zur Schiene ergibt. Der Lastfall der Bogenfahrt ist also charakterisiert durch Y₁* < Y₂* und Q₁* < Q₂* wie in Fig. 6 dargestellt.

Die Simulierung der Bogenfahrtlastbedingungen, die mit den Einrichtungen nach Fig. 1 und 2 in gleicher Weise geschieht, wird folgendermaßen durchgeführt:

1) Die Reaktionskräfte Q₁* und Q₂* werden durch Ak tionskräfte Q₁ und Q₂ bewirkt.
2) Die Reaktionskraft Y₁* wird durch Zugbelastung mittels der Axialbelastungseinrichtung (28) simu liert, indem eine Aktionskraft -Y ₁ ausgeübt wird.
3) Die Reaktionskraft Y₂* wird durch eine Druckkraft mittels der in den Fig. 1 und 2 rechts darge stellten Zusatzaxialbelastungseinrichtung (31), also durch Ausüben einer positiven Zusatzaxial kraft Y₂′ simuliert.

II. Der Lastfall des Sinuslaufs, wie die Geradeausfahrt auch bezeichnet wird, ist dadurch charakterisiert, daß wechselnde dynamische Radialkräfte Q₁* und Q₂* wirken, die der statischen Radialkraft überlagert sind und sich durch Stöße ergeben, wie sie weiter oben im Zu sammenhang mit dem Übertragungsfrequenzbereich anhand der Einrichtung nach Fig. 1 erläutert worden sind. Außerdem ergeben sich bei der Geradeausfahrt an beiden Schienenfahrzeugrädern wechselnde Axialkräfte aufgrund des "Hin- und Herschwankens" des Schienenfahrzeugs, und zwar ergeben sich am bogenäußeren Schienenfahr zeugrad wechselnde Reaktionskräfte ±Y₁* und am bogen inneren Schienenfahrzeugrad wechselnde Reaktionskräfte ±Y₂*.

Die Simulierung dieser Geradeausfahrtbelastungen geschieht in den beiden Einrichtungen nach den Fi guren 1 und 2 in gleicher Weise, nämlich dadurch, daß als Aktionskräfte wechselnde Axialkräfte ±Y₁ und ±Y₂ und wechselnde Radialkräfte Q₁ und Q₂ erzeugt werden, und daß weder Zusatzaxialkräfte ±Y₁′ noch Zusatzaxialkräfte ±Y₂′ angewandt werden.

III. Die Belastung bei Weichenüberfahrt ist dadurch charak terisiert, daß einseitig, d.h. an dem einen der beiden auf der gleichen Achse befindlichen Schienenfahrzeug räder als Reaktionskräfte hohe Radialkräfte Q₁* bzw. Q₂* und einseitig in beide Richtungen wirkende hohe Axialkräfte ±Y₁* bzw. ±Y₂* wirken, wie in Fig. 8 für das linke Schienenfahrzeugrad angedeutet ist.

(A) Die Simulierung der Weichenüberfahrtbelastungen durch die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung ge schieht folgendermaßen:
- 1) Die hohen positiven Reaktionskräfte Y₁* und
  Y₂* werden durch hohe positive Aktionskräfte Y₁ und Y₂ simuliert, wobei keine Zusatzaxial kräfte Y₁′ und Y₂′ ausgeübt werden.
- In der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ist eine Simulierung von hohen negativen Reak tionskräften -Y₁* und -Y₂* nicht möglich.
- 2) Die Reaktionskräfte Q₁* und Q₂* werden dadurch simuliert, daß wechselnd einseitig hohe Ak tionskräfte Q₁ und Q₂ angewandt werden.
(B) Die Simulierung der Weichenüberfahrtbelastungen durch die Einrichtung nach Fig. 2 geschieht fol gendermaßen:
- 1) Es werden als Aktionskräfte hohe wechselnde Axialkräfte ±Y₁ und ±Y₂ in Verbindung mit wech selnden Zusatzaxialkräften ±Y₁′ und ±Y₂′ ange wandt, wobei immer nur entweder hohe negative Axialkräfte -Y₁ mit Y₁′ gleich Null oder hohe positive Zusatzaxialkräfte +Y₁′ mit Y₁ gleich Null angewandt werden, wobei dasselbe für die Aktionskräfte Y₂ und Y₂′ gilt.
- 2) Außerdem werden wechselnd einseitig hohe Ak tionskräfte Q₁ und Q₂ erzeugt.
In Fig. 8 ist der charakteristische Fall einer Wei chenüberfahrt dargestellt, der sich dadurch auszeich net, daß an dem einen der beiden Schienenfahrzeugräder eine hohe Radialkraft Q₁* in Verbindung mit einer ne gativen Axialkraft -Y₁* auftritt.

IV. Die Belastungen, die beim Bremsen auftreten, sind da durch charakterisiert, daß als Reaktionskräfte hohe Radialkräfte Q₁* und Q₂* sowie in Fahrzeuglängsrichtung die Bremskräfte B₁* und B₂* auftreten.

Zur Simulierung der durch das Bremsen verursachten Be lastungen, die in den beiden Einrichtungen nach den Fig. 1 und 2 in gleicher Weise erfolgt, wird die Bremseinrichtung (4) verwendet, welche die Original bremseinrichtung des Schienenfahrzeugs sein kann, und durch Betätigen dieser Bremseinrichtung werden als Ak tionskräfte die in den beiden Radaufstandspunkten in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Bremskräfte B₁ und B₂ erzeugt. Außerdem werden mittels der Radialbelastungs einrichtungen (14) als weitere Aktionskräfte Radial kräfte Q₁ und Q₂ erzeugt.

Es sei abschließend darauf hingewiesen, daß zur Einlei tung von Axialkräften, die zur Fahrzeugmitte hin gerichtet sind, die erwähnten Rillenschienen zu verwenden sind, die, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, einteilig oder auch zwei teilig sein können.

Die Einrichtungen nach den Fig. 1 und 2 können bevor zugt als Hochgeschwindigkeitsversuchsstände ausgeführt sein, indem in der Einrichtung nach Fig. 1 entsprechende Trommelumfangslager (25) und in der Einrichtung nach Fig. 2 verhältnismäßig kleine, nämlich auf der Drehantriebsachse (39) vorgesehene Kugellager (40) verwendet werden, so daß auf diese Weise Geschwindigkeiten von 350 bis 400 km/h simuliert werden können, wohingegen sich mit der Einrich tung, die in der deutschen Patentschrift 26 01 259 darge stellt ist, nur Geschwindigkeiten von 50 bis 80 km/h simu lieren lassen, weil diese Einrichtung relativ große Kugel lager am Trommelumfang hat.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung, insbesondere durch die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen, wird im Unterschied zu der Einrichtung nach der deutschen Patentschrift 26 01 259 einerseits eine wirklichkeitsge treue Prüfung einzelner Komponenten eines gesamten Schie nenfahrzeugradsatzes, wie Schienenfahrzeugrad, Schienen fahrzeugachse, Bremsbefestigung usw., und andererseits ein relativ einfacher Ein- und Ausbau der zu prüfenden Schie nenfahrzeugradsätze gewährleistet.

Die Steuerung der erfindungsgemäßen Einrichtung kann mit Hilfe eines Rechners, insbesondere eines Mikro-Rechners, erfolgen, mit dem nach einem Programm die Einzelbelastun gen, ihre Kombinationen sowie die zugehörigen Geschwindig keiten vorgegeben werden. Das für jeweilige Einsatzbedin gungen des Schienenfahrzeugradsatzes gültige Programm, durch welches die Einrichtung gesteuert wird, ermöglicht es, durch sich häufig wiederholende Simulationen der ex tremen Belastungsfälle in einer stark reduzierten Versuchs zeit, die den in der Fahrzeugindustrie üblichen Versuchen auf einer Versuchsstrecke entspricht, einen zutreffenden Betriebsfestigkeitsnachweis zu erbringen.

Claims

1. Verfahren zur Prüfung von Schienenfahrzeugrädern (3) unter betriebsähnlichen Belastungsbedingungen, bei dem in den Radaufstandspunkt des Schienenfahrzeugrads (3) über die Radachse (2) desselben Radial- und/oder Axialkräfte eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein gesamter Schienenfahrzeugradsatz (1), der minde stens eine Schienenfahrzeugachse (2) und wenigstens an deren Enden angebrachte Schienenfahrzeugräder (3) umfaßt, durch Einleiten von Radial- und/oder Axialkräf ten wahlweise über den Radachsenbereich des einen der bei den Schienenfahrzeugräder (3) und/oder beider Schienen fahrzeugräder (3) geprüft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zusätzlich zu den über die Schienen fahrzeugachse (2) eingeleiteten Axialkräften über den Rad reifen (19) oder über die Schiene (21), auf welcher das je weilige Schienenfahrzeugrad (3) während der Prüfung laufen gelassen wird, Zusatzaxialkräfte in den Radaufstandspunkt des einen Schienenfahrzeugrads (3) oder beider Schienen fahrzeugräder (3) eingeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Prüfung des Schienenfahrzeugrad satzes (1) unter Bogenfahrtbedingungen über den Radachsen bereich des einen Schienenfahrzeugrads (3) in dessen Rad aufstandspunkt eine Axialkraft eingeleitet wird, während gleichzeitig über den Radreifen (19) oder über die Schiene (21), auf welcher das andere Schienenfahrzeugrad (3) lau fen gelassen wird, eine Zusatzaxialkraft in den Radauf standspunkt des anderen Schienenfahrzeugrads (3) eingelei tet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Prüfung des Schienenfahrzeugrad satzes (1) unter Weichenüberfahrtbedingungen über den Rad achsenbereich des einen Schienenfahrzeugrads (3) in dessen Radaufstandspunkt eine Axialkraft eingeleitet wird, wäh rend in diesen Radaufstandspunkt keine Zusatzaxialkraft über den Radreifen (19) oder die Schiene (21) eingeleitet wird, und daß abwechselnd damit über den Radachsenbereich dieses Schienenfahrzeugrads (3) in dessen Radaufstandspunkt keine Axialkraft eingeleitet wird, während über die Schiene (21) oder den Radreifen (19) eine Zusatzaxialkraft in die sen Radaufstandspunkt eingeleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem die am Schienen fahrzeugradsatz (1) vorgesehene Bremse (4) durch Einleiten von Bremskräften in den Radaufstandspunkt geprüft wird.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei nem der Ansprüche 1 bis 5 zur Prüfung von Schienenfahrzeug rädern (3) unter betriebsähnlichen Belastungsbedingungen, umfassend:

a) eine Halterungseinrichtung (10; 45) zum drehbaren Befe stigen eines Schienenfahrzeugrads (3);
b) eine derart um das Schienenfahrzeugrad (3) herum ange ordnete Trommel (18; 37), daß das Schienenfahrzeugrad (3) über seinen Radreifen (19) in Rolleingriff mit ei ner auf der inneren Umfangsoberfläche (20) der Trommel (18; 37) angebrachten Schiene (21) bringbar ist;
c) eine Radialbelastungseinrichtung (14) zum Aufbringen einer in der Radialrichtung des Schienenfahrzeugrads (3) wirkenden Radialkraft;
d) eine Axialbelastungseinrichtung (28) zum Aufbringen einer in der Axialrichtung des Schienenfahrzeugrads (3) wirkenden Axialkraft; und
e) eine Antriebseinrichtung (43) zum Drehen der Trommel (18; 37);

dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungs einrichtung (10; 45) als Schienenfahrzeugradsatz-Halterungs einrichtung zum drehbaren Befestigen eines gesamten Schie nenfahrzeugradsatzes (1), der mindestens eine Schienenfahr zeugachse (2) und wenigstens an deren Enden angebrachte Schienenfahrzeugräder (3) umfaßt, ausgebildet ist und daß eine Radial- und/oder Axialbelastungseinrich tung (14, 28) zum Einleiten einer Radial- und/oder Axial kraft über den Radachsenbereich des einen der beiden Schie nenfahrzeugräder (3) in dessen Radaufstandspunkt und eine Radial- und/oder Axialbelastungseinrichtung (14, 28) zum Einleiten einer Radial- und/oder Axialkraft über den Rad achsenbereich des anderen der beiden Schienenfahrzeugräder (3) in dessen Radaufstandspunkt vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens eine Zusatzaxialbela stungseinrichtung (31) zum Einleiten einer Zusatzaxial kraft in den Radaufstandspunkt von wenigstens einem der beiden Schienenfahrzeugräder (3) vorgesehen ist, die zum Aufbringen der Zusatzaxialkraft an den Radreifen (19) oder an die Schiene (21) von wenigstens einem der Schienenfahr zeugräder (3) angekoppelt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß für jedes der beiden Schienenfahr zeugräder (3) je eine gesonderte Zusatzaxialbelastungsein richtung (31) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes der beiden Schienenfahrzeugräder (3) eine gesonderte Trommel (18; 37) vorgesehen ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die für beide Schienenfahrzeugräder (3) vorgesehene gemeinsame Trommel oder die für jedes der beiden Schienenfahrzeugräder (3) je weils vorgesehene gesonderte Trommel (18) mittels eines um deren Umfang herum angeordneten Trommellagers (25), vor zugsweise mittels eines hydrostatischen oder elektromagne tischen Lagers, gelagert und die Trommel axial im wesent lichen offen ist (Fig. 1).

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die für beide Schienenfahrzeugräder (3) vorgesehene gemeinsame, einseitig axial offene Trommel oder die für jedes der beiden Schie nenfahrzeugräder (3) jeweils vorgesehene gesonderte Trommel (37) über ihre Drehantriebsachse (39) gelagert ist, wobei die gesonderten, koaxial angeordneten Trommeln (37) auf den einander zugewandten Seiten axial offen sind (Fig. 2).

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die gemeinsame Trommel oder die ge sonderten Trommeln (37) in Axialrichtung verschieb- oder verfahrbar sind (Fig. 2).

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge kennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei ge sonderten Trommeln (37), jedes Schienenfahrzeugrad (2) über das zugehörige Ende der Schienenfahrzeugachse (2) mittels einer gesonderten Belastungshalterung (45) gehaltert ist, die mit einer senkrecht und parallel zur Schienenfahrzeug achse (2) beweglich geführten Halterungs- und Kraftüber tragungsvorrichtung (47) verbunden ist, welche ihrerseits an die Axial- und Radialbelastungseinrichtung (14, 28) an gekoppelt ist (Fig. 2 bis 5).

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, ins besondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Zusatzaxialbelastungseinrichtung (31) di rekt, vorzugsweise über eine oder mehrere Rollen (33), an den Radreifen (19) des Schienenfahrzeugrads (3) angekop pelt ist (Fig. 1).

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, ins besondere nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zusatzaxialbelastungsein richtung (31), vorzugsweise über ein Zug-Druck-Axiallager (48), an die Trommel (37) angekoppelt ist (Fig. 2).

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, ins besondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Axialbelastungseinrichtung (28) direkt, vorzugsweise über ein Zug-Druck-Axiallager (29), an die Schienenfahrzeugachse (2) angekoppelt ist (Fig. 1).

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß als Schienen (21) zum Einleiten von negativen Axialkräften Rillenschienen oder Laufbahnkörper (22) mit gesonderten Distanzstücken (23) vorgesehen sind.