EP3710188A1 - Vorrichtung und verfahren zum kalibrieren einer unterflurradsatzdrehmaschine ohne kalibrierradsatz - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum kalibrieren einer unterflurradsatzdrehmaschine ohne kalibrierradsatz

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Publication number
EP3710188A1
EP3710188A1 EP18807038.7A EP18807038A EP3710188A1 EP 3710188 A1 EP3710188 A1 EP 3710188A1 EP 18807038 A EP18807038 A EP 18807038A EP 3710188 A1 EP3710188 A1 EP 3710188A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring
friction roller
calibrating
roller
calibration
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.)
Pending
Application number
EP18807038.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marvin FISCHER
Christian HENK
John Oliver Naumann
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.)
Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Original Assignee
Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
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 Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG filed Critical Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Publication of EP3710188A1 publication Critical patent/EP3710188A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B5/00—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B23B5/28—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning wheels or wheel sets or cranks thereon, i.e. wheel lathes
    • B23B5/32—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning wheels or wheel sets or cranks thereon, i.e. wheel lathes for reconditioning wheel sets without removing same from the vehicle; Underfloor wheel lathes for railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q9/00—Arrangements for supporting or guiding portable metal-working machines or apparatus
    • B23Q9/0064—Portable machines cooperating with guide means not supported by the workpiece during working
    • B23Q9/0078—Portable machines cooperating with guide means not supported by the workpiece during working the guide means being fixed to a support
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2215/00—Details of workpieces
    • B23B2215/36—Railway wheels

Definitions

  • the invention relates to a device for calibrating a
  • a underfloor wheel lathe without a calibration wheel set comprising: a motor having a rotation axis, a friction roller, and a measuring bridge, the friction roller being connected to the drive shaft of the motor.
  • the invention also relates to an underfloor wheel lathe with such a device.
  • the invention relates to a method for calibrating a
  • Underfloor wheel lathes are widely used machine tools capable of reprofiling wheelsets incorporated on rail vehicles, i. to restore the original wheel disc profile. In addition to the machining of wheel sets installed on the vehicle, these machines are capable of reprofiling individual sets of wheels or wheelsets in bogies.
  • the underfloor lathes are often equipped with integrated measuring systems, referred to below as measuring devices, which can measure the state of wear of the wheel set or individual wheel to be reprofiled.
  • Measuring device is in addition to this pre-measurement in a position to measure the newly profiled wheelset and evaluate whether the profile produced meets the target specifications.
  • the measuring device is usually once per rotary support on such underfloor lathes available to simultaneously measure the left and right wheel disc. It is often located directly next to the lathe axis on which the turning tool is clamped by means of a quick-change device. each These measuring devices are capable of measuring X and Z values to assess the profile of the wheel disc. Furthermore, at such measuring devices
  • Measuring rollers are available to determine the diameters of wheelsets that are driven in rotation with the measuring rollers. The same technology is also used in mobile wheelset lathes.
  • the invention is based on the object, the
  • this object is achieved in that the friction roller has an approximately cylindrical friction surface with a defined
  • the device is used to calibrate an underfloor wheel lathe without using a Kalibrierradsatzes.
  • the apparatus comprises first a motor with a rotation axis, and a friction roller, wherein the friction roller is connected to the drive shaft of the motor.
  • the engine may be, for example, a
  • the device also includes a measuring bridge.
  • the measuring bridge serves to bridge rails in the transverse direction and a defined nominal dimension in the transverse direction display.
  • a motor with an axis of rotation and a friction roller are arranged at both ends of the measuring bridge, so that two measuring devices can be calibrated on opposite sides of the two rails simultaneously.
  • the z-direction of the measuring devices can be calibrated at the measuring bridge, which was previously determined by probing the inner wheel surfaces of a
  • the motor is used to drive the friction rollers, so that the friction roller rotates about the axis of rotation of the motor.
  • the friction roller has an approximately cylindrical friction surface with a defined
  • the friction roller can replace a Kalibrierradsatz.
  • the friction roller also has a defined dimension, in particular a defined diameter, which can be measured during calibration in order to check whether the measured value agrees with the known nominal dimension a nominal diameter with a tolerance in the range of ⁇ 1/100 mm
  • Nominal diameter of the friction roller should have tighter tolerances than is usually the case with Kalibrierrad accountsn, so that a more accurate calibration is possible. It can be provided that the friction roller has two or more sections with different nominal diameters. This allows measurements and calibrations with different diameters, creating a
  • the device therefore makes it possible to calibrate the integrated measuring device of underfloor wheel lathes without the need and supply a Kalibrierradsatz.
  • the device comprises means for detecting the rotational position of the motor and / or the friction roller.
  • the detection of the rotational position serves to be able to carry out an exact calibration.
  • an incremental encoder in particular an incremental encoder integrated into the motor, be used as means for detecting the rotational position of the motor and / or the friction roller.
  • Incremental encoder allows a particularly precise detection of the rotational position of the motor and / or the friction roller.
  • an incremental encoder has the advantage that it can deliver incremental and absolute position values.
  • the friction roller is releasably connected, in particular by a clamping set with the drive shaft of the motor.
  • a detachable connection of motor and friction roller has the advantage that the friction roller can be easily replaced. That way you can
  • a clamping set allows a particularly convenient replacement of the friction roller.
  • the motor and / or the friction roller are releasably connected to a tool holder of a tool carrier.
  • a particularly precise calibration is possible, since the tool interface is typically have a well-defined and tightly tolerated position.
  • tool interfaces often have standardized interfaces that allow easy and quick changeover.
  • Underfloor wheel lathe is used to machine wheelsets of
  • Rail vehicles it therefore typically comprises at least one tool, in particular at least one rotary tool.
  • the object is finally achieved by a method for calibrating a
  • Underfloor wheel lathe comprising the following steps: a) providing an underfloor wheel lathe with a measuring device, b) providing a device for calibrating, and c) calibrating the underfloor wheel lathe, in particular calibrating the measuring system.
  • the calibration takes place without the use of a calibration wheel set.
  • the use of a heavy calibration wheel set is dispensed with
  • the waiver of a Kalibrierradsatz can be achieved, for example, that the calibration is performed by a device according to one of claims 1 to 5.
  • the device described above can on a
  • Kalibrierradsatz be waived, since the friction roller of the device can take over the function of the wheel discs of Kalibrierradsatzes.
  • the calibration comprises the following sub-steps: c1) bringing a friction roller into contact with one another
  • Measuring roller of the measuring device c2) driving the friction roller and / or the measuring roller so that the rollers roll against each other, c3) measuring the friction roller, in particular measuring the diameter of the friction roller, and c4) calibrating the measuring device taking into account the values measured in step c3) ,
  • the following steps can be provided: c4a) calibration of the x-axis by contact between the friction roller (24) and a measuring roller (11, 12), and / or c4b) calibration of the z-axis by contact between the measuring bridge (18) and a measuring roller (11, 12).
  • the device may comprise a material measure, called a measuring bridge, which serves to calibrate the Z axes of the integrated measuring systems. This can
  • the device can be a driven measuring roller include, which can be attached to existing in the machine tool interfaces and by rolling the diameter measuring device allows calibration of these.
  • the measuring bridge can be fixed in the machine, which is done in a few simple steps.
  • the measuring bridge can be clamped to the sliding rail.
  • Diameter measuring device are installed in the adjacent tool holder of the measuring device to be measured.
  • the measuring system of the respective machine side can thus be positioned and calibrated in the Z-axis direction on the measuring bridge, which has hitherto been done on the inside of the Kalibrierradsatzes.
  • the measuring wheel of the measuring device is calibrated at the diameter measuring device.
  • the measuring wheel of the measuring device is positioned on the driven friction roller and pressed so that the friction roller drives the measuring wheel without slippage as soon as it starts to move. Then the defined rotation of the friction roller takes place, which at the same time drives the measuring wheel without slip.
  • a comparison of the speeds with simultaneous calculation of the two involved diameters of friction wheel and measuring wheel thus enables the calibration of the
  • the contact point of the measuring roller with the friction roller can be consulted as an x value for calibrating the measuring device.
  • Fig. 1 a known from the prior art measuring a
  • FIG. 2B shows a section through the measuring device from FIG. 2A, FIG.
  • FIG 3 shows a measuring bridge of a device according to the invention for
  • Fig. 4A an inventive device for calibrating a
  • Fig. 4B the device of Fig. 4A in an enlarged, perspective
  • Fig. 4C a section through the device of Fig. 4B.
  • FIG. 1 shows a measuring device 1 known from the prior art, which is mounted on a rotary support 2 of a (only partially shown in FIG. 1).
  • Underfloor wheel lathe 3 is arranged.
  • the underfloor wheel lathe 3 serves to machine a wheelset 4 of a rail vehicle and has a friction roller drive 5 which serves to drive the wheel set 4 via its wheel disks 4 'and to rotate about its axis A.
  • a tool carrier 6 is arranged, which can accommodate different tools.
  • the underfloor wheel lathe 3 also comprises a crossbar 7, which is parallel to the axis A of the wheelset 4 and a spindle 8, which also extends parallel to the axis A of the wheelset. A rotation of the spindle 8 leads to a linear displacement of the rotary support 2 in the direction of the axis A of the wheelset 4 - ie parallel to the crossbar 7.
  • FIG. 2A the construction of the measuring device 1 of Fig. 1 is shown. Also shown is the wheel disc 4 'of the wheelset 4. The parts already described in connection with Fig. 1 are in Fig. 2A - and in all other figures - with
  • the measuring device 1 comprises a lower part 9 and a movable upper part 10 which can be displaced relative to the lower part 9 along the axis A of the wheel set 4.
  • the lower part 9 can be moved in the x direction of the machine.
  • the measuring device 1 also comprises a tread measuring roller 11 and a back measuring roller 12, wherein both measuring rollers 11, 12 are rotatably mounted on the movable upper part 10 of the measuring device 1.
  • FIG. 2B shows a section through the measuring device from FIG. 2A. Also in FIG. 2B, the parts already described in connection with FIG. 1 or FIG. 2A are provided with corresponding reference numerals.
  • the movable part 10 is linearly displaceable relative to the lower part 9, which is realized by a guide 13.
  • the measuring device 1 has a housing 14 which, in the embodiment shown in FIG. 2A, comprises two housing parts 14A, 14B. Both the tread measuring roller 11 and the back measuring roller 12 are rotatably supported relative to the housing 14, wherein the tread measuring roller 11 is rotatably supported by rolling bearings 15A relative to the housing part 14A and wherein the back measuring roller 12 opposite
  • FIG. 3 shows a measuring bridge of a device according to the invention for calibrating an underfloor wheel lathe on the rail of FIG
  • the measuring bridge 18 has at both ends a bearing 19, with which the measuring bridge 18 can be moved along sliding rails 20. Shown are also two of the previously described measuring devices 1, which are each associated with a sliding rail 20. Also shown are a plurality of roller carriers 21, on which the friction roller drives 5 already described previously (FIG. 1) are mounted, which are displaceably mounted in the vertical direction for raising and lowering wheelsets (shown by double arrows in FIG. 3).
  • Fig. 4A shows a device 22 according to the invention for calibrating a
  • the device 22 comprises a motor 23 and a friction roller 24 ("measuring roller") which is rotatably supported about a rotation axis D.
  • the motor 23 may be, for example, a servo-electric motor
  • the device 22 can be mounted on a tool holder 6 'which is arranged on the tool carrier 6
  • Tool interfaces must have very low tolerances, can be achieved by using the tool holder 6 'a particularly accurate calibration. As already described in connection with FIG. 1, the
  • the (calibration) device 22 is mounted such that its friction roller 24 touches the measuring device 1 and in particular the tread measuring roller 11 of
  • FIG. 4B the device 22 of Fig. 4A is shown in an enlarged, perspective view.
  • FIG. 4C shows a section through the device 22 from FIG. 4B.
  • the friction roller 24 has an approximately cylindrical outer surface which surrounds the tread measuring roller 11 of the measuring device 1 can drive due to friction.
  • the device 22 can - instead of a tool - are mounted on the tool carrier 6, since during the calibration no tool (eg for machining the wheelset) is needed.
  • the assembly is performed by an angle 25.
  • the friction roller 24 can be connected by a clamping set 26 with the device 22 and separated from it.

Landscapes

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Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung (22) zum Kalibrieren einer Unterflurradsatzdrehmaschine (3) ohne Kalibrierradsatz, umfassend: einen Motor (23) mit einer Drehachse (D), eine Reibrolle (24), und eine Messbrücke (18), wobei die Reibrolle (24) mit der Antriebswelle des Motors (23) verbunden ist. Um eine einfachere Kalibrierung ohne Kalibrierradsatz zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Reibrolle (24) eine etwa zylindrische Reibfläche mit einem definierten Nenndurchmesser aufweist. Dargestellt und beschrieben sind zudem eine Unterflurradsatzdrehmaschine (3) mit einer derartigen Vorrichtung (22) sowie ein Verfahren zum Kalibrieren einer Unterflurradsatzdrehmaschine (3).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren einer Unterflurradsatzdrehmaschine ohne Kalibrierradsatz
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren einer
Unterflurradsatzdrehmaschine ohne Kalibrierradsatz, umfassend: einen Motor mit einer Drehachse, eine Reibrolle, und eine Messbrücke, wobei die Reibrolle mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist.
Die Erfindung betrifft zudem eine Unterflurradsatzdrehmaschine mit einer derartigen Vorrichtung.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Kalibrieren einer
Unterflurradsatzdrehmaschine.
Unterflurradsatzdrehmaschinen sind weit verbreitete Bearbeitungsmaschinen, die in der Lage sind, an Schienenfahrzeugen eingebaute Radsätze zu reprofilieren, d.h. das ursprüngliche Radscheibenprofil wieder herzustellen. Über die Bearbeitung von am Fahrzeug eingebauten Radsätzen hinaus sind diese Maschinen in der Lage, einzelne Radsätze oder Radsätze in Drehgestellen zu reprofilieren. Die Unterflurdrehmaschinen werden häufig mit integrierten Messsystemen, im folgenden Messeinrichtungen genannt, ausgestattet, welches den Verschleißzustand des zu reprofilierenden Radsatzes oder Einzelrades messen kann. Diese
Messeinrichtung ist außer dieser Vorabvermessung in der Lage, den neu profilierten Radsatz zu vermessen und zu bewerten, ob das erzeugte Profil den Sollvorgaben entspricht. Die Messeinrichtung ist gewöhnlich einmal pro Drehsupport an solchen Unterflurdrehmaschinen vorhanden, um gleichzeitig die linke und rechte Radscheibe zu vermessen. Sie befindet sich häufig unmittelbar neben der Drehmaschinenachse, auf der das Drehwerkzeug mittels Schnellwechseleinrichtung eingespannt wird. Jede dieser Messeinrichtungen ist in der Lage, X- und Z- Werte zu vermessen, um das Profil der Radscheibe zu beurteilen. Weiterhin sind an solchen Messeinrichtungen
Messrollen vorhanden, um die Durchmesser von Radsätzen zu bestimmen, die mit den Messrollen drehend abgefahren werden. Die gleiche Technik findet ebenfalls in mobilen Radsatzdrehmaschinen lhren Einsatz.
Um die Messeinrichtung einer Unterflurdrehmaschine zu kalibrieren, wird
üblicherweise ein Kalibrierradsatz verwendet, der ein Prüfzeugnis besitzt und als Messnormal dient. Durch Zuführen dieses Kalibrierradsatzes und Vermessung vorherbestimmter geometrischer Merkmale an diesem Kalibrierradsatz kann überprüft werden, ob die einzelnen Achsen der Messeinrichtung richtig eingestellt sind und somit korrekte Messwerte geliefert werden.
Die Handhabung von Kalibrierradsätzen ist jedoch aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts sehr aufwändig, so dass ein Kalibriervorgang, der ggf. mehrere Messungen der Kalibrierradsätze umfasst, sehr aufwändig ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den
Kalibriervorgang von Unterflurradsatzdrehmaschinen zu vereinfachen.
Bei einer eingangs beschriebenen Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Reibrolle eine etwa zylindrische Reibfläche mit einem definierten
Nenndurchmesser aufweist.
Die Vorrichtung dient der Kalibrierung einer Unterflurradsatzdrehmaschine ohne Verwendung eines Kalibrierradsatzes. Die Vorrichtung umfasst zunächst einen Motor mit einer Drehachse, und eine Reibrolle, wobei die Reibrolle mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist. Bei dem Motor kann es sich beispielsweise um einen
elektrischen Motor, insbesondere um einen servoelektrischen Motor handeln. Die Vorrichtung umfasst zudem eine Messbrücke. Die Messbrücke dient dazu, Schienen in Querrichtung zu überbrücken und ein definiertes Nennmaß in Querrichtung darzustellen. Vorzugsweise sind an beiden Enden der Messbrücke jeweils ein Motor mit einer Drehachse und eine Reibrolle angeordnet, so dass zwei Messeinrichtungen an gegenüberliegenden Seiten der beiden Schienen gleichzeitig kalibriert werden können. An der Messbrücke kann insbesondere die z-Richtung der Messeinrichtungen kalibriert werden, was bisher durch Antasten der Radinnenflächen eines
Kalibrierradsatzes erfolgt ist. Der Motor dient dazu, die Reibrollen anzutreiben, so dass die Reibrolle um die Drehachse des Motors rotiert. lndem die Reibrolle eine etwa zylindrische Reibfläche mit einem definierten
Nenndurchmesser aufweist, kann die Reibrolle einen Kalibrierradsatz ersetzen. Denn ebenso wie ein Kalibrierradsatz („Lehrenradsatz") weist auch die Reibrolle ein definiertes Maß, insbesondere einen definierten Durchmesser auf, der bei der Kalibrierung vermessen werden kann, um zu überprüfen, ob der gemessene Wert mit dem bekannten Nennmaß übereinstimmt. Vorzugsweise weist die Reibrolle einen Nenndurchmesser mit einer Toleranz im Bereich von < 1/100 mm auf. Der
Nenndurchmesser der Reibrolle sollte engere Toleranzen aufweisen als dies bei Kalibrierradsätzen üblicherweise der Fall ist, so dass eine genauere Kalibrierung möglich ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Reibrolle zwei oder mehr Abschnitte mit unterschiedlichen Nenndurchmessern aufweist. Dies ermöglicht Messungen und Kalibrierungen mit unterschiedlichen Durchmessern, wodurch eine
Plausibilitätskontrolle erfolgen kann.
Durch die Vorrichtung ist es daher möglich, die integrierte Messeinrichtung von Unterflurradsatzdrehmaschinen zu kalibrieren, ohne einen Kalibrierradsatz zu benötigen und zuführen zu müssen.
Nach einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Mittel zur Erfassung der Drehstellung des Motors und/oder der Reibrolle umfasst. Die Erfassung der Drehstellung dient dazu, eine exakte Kalibrierung durchführen zu können. Zu dieser Ausgestaltung wird weiter vorgeschlagen, dass ein lnkrementalgeber, insbesondere ein in den Motor integrierter lnkrementalgeber als Mittel zur Erfassung der Drehstellung des Motors und/oder der Reibrolle eingesetzt wird. Ein
lnkrementalgeber erlaubt eine besonders präzise Erfassung der Drehstellung des Motors und/oder der Reibrolle. Zudem hat ein lnkrementalgeber den Vorteil, dass er inkrementelle und absolute Positionswerte liefern kann.
Nach einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Reibrolle lösbar, insbesondere durch einen Spannsatz mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist. Eine lösbare Verbindung von Motor und Reibrolle hat den Vorteil, dass die Reibrolle einfach ausgetauscht werden kann. Auf diese Weise können
unterschiedliche Reibrollen eingesetzt werden. Ein Spannsatz erlaubt dabei eine besonders bequeme Auswechslung der Reibrolle.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Motor und/oder die Reibrolle lösbar mit einer Werkzeugaufnahme eines Werkzeugträgers verbunden sind lndem der Motor und ggf. die daran befestigte Reibrolle an einer Werkzeugschnittstelle montiert werden wird eine besonders präzise Kalibrierung ermöglicht, da Werkzeugschnittstelle typischerweise eine genau definierte und eng tolerierte Position aufweisen. Zudem weisen Werkzeugschnittstellen häufig standardisierte Schnittstellen auf, die einen einfachen und schnellen Wechsel ermöglichen.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Unterflurradsatzdrehmaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Kalibrieren der
Unterflurradsatzdrehmaschine ohne Kalibrierradsatz. Eine
Unterflurradsatzdrehmaschine dient der Bearbeitung von Radsätzen von
Schienenfahrzeugen, sie umfasst daher typischerweise wenigstens ein Werkzeug, insbesondere wenigstens ein Drehwerkzeug. Die Aufgabe wird schließlich gelöst durch ein Verfahren zum Kalibrieren einer
Unterflurradsatzdrehmaschine, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Unterflurradsatzdrehmaschine mit einer Messeinrichtung, b) Bereitstellen einer Vorrichtung zum Kalibrieren, und c) Kalibrieren der Unterflurradsatzdrehmaschine, insbesondere Kalibrieren des Messsystems. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Kalibrieren ohne Verwendung eines Kalibrierradsatzes erfolgt lndem auf die Verwendung eines schweren Kalibrierradsatzes verzichtet wird, kann der
Kalibriervorgang wesentliche schneller und kostengünstiger durchgeführt werden.
Der Verzicht auf einen Kalibrierradsatz kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Kalibrieren durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erfolgt. Bei Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung kann auf einen
Kalibrierradsatz verzichtet werden, da die Reibrolle der Vorrichtung die Funktion der Radscheiben des Kalibrierradsatzes übernehmen kann.
Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Kalibrieren die folgenden Teilschritte umfasst: cl) lnkontaktbringen einer Reibrolle mit einer
Messrolle der Messeinrichtung, c2) Antreiben der Reibrolle und/oder der Messrolle, so dass die Rollen aneinander abrollen, c3) Messen der Reibrolle, insbesondere messen des Durchmessers der Reibrolle, und c4) Kalibrieren der Messeinrichtung unter Berücksichtigung der in Schritt c3) gemessenen Werte.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens können schließlich die folgenden Schritte vorgesehen sein: c4a) Kalibrieren der x-Achse durch Kontakt zwischen der Reibrolle (24) und einer Messrolle (11, 12), und/oder c4b) Kalibrieren der z-Achse durch Kontakt zwischen der Messbrücke (18) und einer Messrolle (11, 12).
Die Vorrichtung kann eine Maßverkörperung, Messbrücke genannt, umfassen, die zum Kalibrieren der Z-Achsen der integrierten Messsysteme dient. Diese kann
beispielsweise an der verschiebbaren Schiene einer Unterflurradsatzdrehmaschine angebracht werden. Weiterhin kann die Vorrichtung eine angetriebene Messrolle umfassen, die an den in der Maschine vorhandenen Werkzeugschnittstellen angebaut werden kann und durch Abrollen der Durchmessermesseinrichtung eine Kalibrierung dieser ermöglicht.
Anstelle eines Kalibrierradsatzes kann somit die Messbrücke in der Maschine befestigt werden, was mit wenigen Handgriffen erledigt ist. Beispielhaft kann die Messbrücke an die Schiebeschiene geklemmt werden. Ebenso kann die
Durchmessermesseinrichtung im benachbarten Werkzeughalter der zu messenden Messeinrichtung eingebaut werden.
Das Messsystem der jeweiligen Maschinenseite kann somit in Z-Achsrichtung an der Messbrücke positioniert und kalibriert werden, was bisher an der lnnenseite des Kalibrierradsatzes geschehen ist. Das Messrad der Messeinrichtung wird an der Durchmessermesseinrichtung kalibriert. Dazu wird das Messrad der Messeinrichtung an der angetriebenen Reibrolle positioniert und angedrückt, damit die Reibrolle das Messrad ohne Schlupf mit antreibt, sobald es sich in Bewegung setzt. Dann erfolgt die definierte Drehung der Reibrolle, die gleichzeitig das Messrad schlupffrei antreibt. Ein Vergleich der Drehzahlen bei gleichzeitiger Verrechnung der beiden beteiligten Durchmesser von Reibrad und Messrad ermöglicht somit die Kalibrierung des
Messrads. Zusätzlich kann der Berührpunkt der Messrolle mit der Reibrolle als x-Wert zur Kalibrierung der Messeinrichtung hinzugezogen werden.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass:
- Kein Kalibrierradsatz erforderlich ist, der aufwändig hergestellt werden muss und zu großen Handhabungsaufwänden bei der Kalibrierung sorgt.
- Eine genauere Kalibrierung der Maschine möglich ist, da die Maßverkörperung des Messnormals einfacher hergestellt und vermessen werden kann.
- Keine Sekundäraufwände zum Einspannen des Kalibrierradsatzes nötig sind wie Ablagegestelle, ein Kran zum einbringen des Kalibrierradsatzes ins Gleis vor die Maschine etc. Eine schnellere Kalibrierung der Maschine möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert ln der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine aus dem Stand der Technik bekannte Messeinrichtung einer
U nterflurradsatzdrehmaschine,
Fig. 2A: den Aufbau der Messeinrichtung aus Fig. 1,
Fig. 2B: einen Schnitt durch die Messeinrichtung aus Fig. 2A,
Fig. 3: eine Messbrücke einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Kalibrieren einer Unterflurradsatzdrehmaschine an der Schiene einer U nterflurradsatzdrehmaschine,
Fig. 4A: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kalibrieren einer
Unterflurradsatzdrehmaschine in schematischer Darstellung,
Fig. 4B: die Vorrichtung aus Fig. 4A in einer vergrößerten, perspektivischen
Darstellung, und
Fig. 4C: einen Schnitt durch die Vorrichtung aus Fig. 4B.
Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Messeinrichtung 1, die an einem Drehsupport 2 einer (in Fig. 1 nur teilweise dargestellten)
Unterflurradsatzdrehmaschine 3 angeordnet ist. Die Unterflurradsatzdrehmaschine 3 dient dazu, einen Radsatz 4 eines Schienenfahrzeugs zu bearbeiten und weist einen Reibrollenantrieb 5 auf, der dazu dient, den Radsatz 4 über seine Radscheiben 4' anzutreiben und um seine Achse A rotieren zu lassen. An dem Drehsupport 2 ist zudem ein Werkzeugträger 6 angeordnet, der unterschiedliche Werkzeuge aufnehmen kann. Die Unterflurradsatzdrehmaschine 3 umfasst zudem einen Querbalken 7, der parallel zur Achse A des Radsatzes 4 verläuft sowie eine Spindel 8, die ebenfalls parallel zur Achse A des Radsatzes verläuft. Eine Drehung der Spindel 8 führt zu einer linearen Verschiebung des Drehsupports 2 in Richtung der Achse A des Radsatzes 4 - also parallel zum Querbalken 7. ln Fig. 2A ist der Aufbau der Messeinrichtung 1 aus Fig. 1 gezeigt. Ebenfalls dargestellt ist die Radscheibe 4' des Radsatzes 4. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Teile sind in Fig. 2A - und in allen weiteren Figuren - mit
entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die Messeinrichtung 1 umfasst einen unteren Teil 9 und einen beweglichen oberen Teil 10, der relativ zu dem unteren Teil 9 entlang der Achse A des Radsatzes 4 verschoben werden kann. Der untere Teil 9 kann in x-Richtung der Maschine verschoben werden. Die Messeinrichtung 1 umfasst zudem eine Laufflächenmessrolle 11 und eine Rückenmessrolle 12, wobei beide Messrollen 11, 12 drehbar an dem beweglichen oberen Teil 10 der Messeinrichtung 1 gelagert sind. Auf den Aufbau und die Funktionsweise der Messeinrichtung 1 wird nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 2B genauer eingegangen.
Fig. 2B zeigt einen Schnitt durch die Messeinrichtung aus Fig. 2A. Auch in Fig. 2B sind die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 oder Fig. 2A beschriebenen Teile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der bewegliche Teil 10 ist relativ zu dem unteren Teil 9 linear verschiebbar, was durch eine Führung 13 realisiert ist. Die Messeinrichtung 1 weist ein Gehäuse 14 auf, das in der in Fig. 2A dargestellten Ausgestaltung zwei Gehäuseteile 14A, 14B umfasst. Sowohl die Laufflächenmessrolle 11 als auch die Rückenmessrolle 12 sind relativ zu dem Gehäuse 14 drehbar gelagert, wobei die Laufflächenmessrolle 11 durch Wälzlager 15A gegenüber dem Gehäuseteil 14A drehbar gelagert ist und wobei die Rückenmessrolle 12 gegenüber dem
Gehäuseteil 14B durch Wälzlager 15B drehbar gelagert ist. Die Laufflächenmessrolle 11 und die Rückenmessrolle 12 sind unabhängig voneinander drehbar gelagert. Die Messeinrichtung 1 weist zudem einen Rotationsgeber 16 auf, der mit dem Gehäuse 14 verbunden ist und über eine Kupplung 17 mit der Laufflächenmessrolle 11 verbunden und wieder von ihr getrennt werden kann. ln Fig. 3 ist eine Messbrücke einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kalibrieren einer Unterflurradsatzdrehmaschine an der Schiene einer
Unterflurradsatzdrehmaschine dargestellt. Auch in Fig. 3 sind die bereits im
Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 2B beschriebenen Teile mit entsprechenden
Bezugszeichen versehen. Die Messbrücke 18 weist an beiden Enden eine Lagerung 19 auf, mit der die Messbrücke 18 entlang von Schiebeschienen 20 verschoben werden kann. Dargestellt sind zudem zwei der zuvor beschriebenen Messeinrichtungen 1, die jeweils einer Schiebeschiene 20 zugeordnet sind. Dargestellt sind zudem mehrere Rollenträger 21, an denen die bereits zuvor (Fig. 1) beschriebenen Reibrollenantriebe 5 gelagert sind, die zum Anheben und Absetzen von Radsätzen in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert sind (in Fig. 3 durch Doppelpfeile dargestellt).
Fig. 4A zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 22 zum Kalibrieren einer
Unterflurradsatzdrehmaschine in schematischer Darstellung. Die bereits im
Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 3 beschriebenen Teile sind in Fig. 4A mit
entsprechenden Bezugszeichen versehen. Die Vorrichtung 22 umfasst einen Motor 23 und eine Reibrolle 24 („Messrolle"), die drehbar um eine Drehachse D gelagert ist. Bei dem Motor 23 kann es sich beispielsweise um einen servoelektrischen Motor handeln. Vorzugsweise weist der Motor 23 zur Erfassung der Drehstellung einen integrierten lnkrementalgeber auf. Die Vorrichtung 22 kann auf einer Werkzeugaufnahme 6' montiert werden, die an dem Werkzeugträger 6 angeordnet ist. Da
Werkzeugschnittstellen sehr geringe Toleranzen aufweisen müssen, kann durch die Nutzung der Werkzeugaufnahme 6' eine besonders präzise Kalibrierung erreicht werden. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde, ist der
Werkzeugträger 6 - ebenso wie die Messeinrichtung 1 - auf dem Drehsupport 2 montiert. Die (Kalibier-) Vorrichtung 22 ist derart montiert, dass ihre Reibrolle 24 die Messeinrichtung 1 berührt und insbesondere die Laufflächenmessrolle 11 der
Messeinrichtung 1 berührt. Auf diese Weise kann die Messeinrichtung 1 durch die Vorrichtung 22 kalibriert werden, ohne dass ein Kalibrierradsatz bzw. Lehrenradsatz erforderlich ist. ln Fig. 4B ist die Vorrichtung 22 aus Fig. 4A in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung gezeigt. Fig. 4C zeigt schließlich einen Schnitt durch die Vorrichtung 22 aus Fig. 4B. Die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 bis Fig. 4A beschriebenen Teile sind in Fig. 4B und in Fig. 4C mit entsprechenden Bezugszeichen versehen ln den Figuren ist erkennbar, dass die Reibrolle 24 eine etwa zylindrische Außenfläche aufweist, die die Laufflächenmessrolle 11 der Messeinrichtung 1 aufgrund von Reibung antreiben kann. Die Vorrichtung 22 kann - anstelle eines Werkzeugs - auf dem Werkzeugträger 6 montiert werden, da während der Kalibrierung kein Werkzeug (z.B. zur spanenden Bearbeitung des Radsatzes) benötigt wird. Die Montage erfolgt durch einen Winkel 25. Die Reibrolle 24 kann durch einen Spannsatz 26 mit der Vorrichtung 22 verbunden werden und von ihr getrennt werden.
Bezugszeichenliste:
1: Messeinrichtung
2: Drehsupport
3: Unterflurradsatzdrehmaschine
4: Radsatz
4': Radscheibe (des Radsatzes 4)
5: Reibrollenantrieb
6: Werkzeugträger
6': Werkzeugaufnahme
7: Querbalken
8: Spindel
9: unterer Teil (der Messeinrichtung 1)
10: oberer Teil (der Messeinrichtung 1)
11: Laufflächenmessrolle
12: Rückenmessrolle
13: Führung
14: Gehäuse
14A, 14B: Gehäuseteil
15A, 15B: Wälzlager
16: Rotationsgeber
17: Kupplung
18: Messbrücke
19: Lagerung
20: Schiebeschiene
21: Rollenträger
22: Vorrichtung zum Kalibrieren
23: Motor
24: Reibrolle
25: Winkel
26: Spannsatz
A: Achse (des Radsatzes 4)
D: Drehachse (der Reibrolle 24)

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (22) zum Kalibrieren einer Unterflurradsatzdrehmaschine (3) ohne Kalibrierradsatz, umfassend:
- einen Motor (23) mit einer Drehachse (D),
- eine Reibrolle (24), und
- eine Messbrücke (18),
- wobei die Reibrolle (24) mit der Antriebswelle des Motors (23) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Reibrolle (24) eine etwa zylindrische Reibfläche mit einem definierten Nenndurchmesser aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (22) Mittel zur Erfassung der Drehstellung des Motors (23) und/oder der Reibrolle (24) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein lnkrementalgeber, insbesondere ein in den Motor (23) integrierter lnkrementalgeber als Mittel zur Erfassung der Drehstellung des Motors (23) und/oder der Reibrolle (24) eingesetzt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Reibrolle (24) lösbar, insbesondere durch einen Spannsatz (26) mit der Antriebswelle des Motors (23) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Motor (23) und/oder die Reibrolle (24) lösbar mit einer Werkzeugaufnahme (6') eines Werkzeugträgers (6) verbunden sind.
6. Unterflurradsatzdrehmaschine (3) mit einer Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Kalibrieren der Unterflurradsatzdrehmaschine (3) ohne Kalibrierradsatz.
7. Verfahren zum Kalibrieren einer Unterflurradsatzdrehmaschine (3), umfassend die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen einer Unterflurradsatzdrehmaschine (3) mit einer
Messeinrichtung (1),
b) Bereitstellen einer Vorrichtung zum Kalibrieren, und
c) Kalibrieren der Unterflurradsatzdrehmaschine (3), insbesondere
Kalibrieren des Messsystems (1),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kalibrieren ohne Verwendung eines Kalibrierradsatzes erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kalibrieren durch eine Vorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kalibrieren die folgenden Teilschritte umfasst:
cl) lnkontaktbringen einer Reibrolle (24) mit einer Messrolle (11, 12) der Messeinrichtung (1), c2) Antreiben der Reibrolle (24) und/oder der Messrolle (11, 12), so dass die Rollen (11, 12, 24) aneinander ab rollen,
c3) Messen der Reibrolle (24), insbesondere messen des Durchmessers der Reibrolle (24), und
c4) Kalibrieren der Messeinrichtung (1) unter Berücksichtigung der in Schritt c3) gemessenen Werte.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
c4a) Kalibrieren der x-Achse durch Kontakt zwischen der Reibrolle (24) und einer Messrolle (11, 12), und/oder
c4b) Kalibrieren der z-Achse durch Kontakt zwischen der Messbrücke (18) und einer Messrolle (11, 12).
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