JPH03226672A - 鉄道車輪と摩擦駆動ローラとの間の滑りの検出方法及びこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は再成形機械に回転駆動可能に支承された車軸の
少なくとも１つの車輪とそのような車輪を摩擦接触を介
して駆動する少なくとも１つの摩擦ローラとの間に再成
形中発生する滑りを検出するための方法及びこの方法を
実施するための再成形機械に関する。

（従来の技術） 既に駆動される鉄道車軸又はそのような鉄道車軸の少な
くとも１つの車輪とこの車軸又は車輪が転動されるレー
ルとの間の滑りの検出のための装置は例えばＡＴＬ６７
　／４の１１９〜１２１頁における論文「高精度の電子
的滑り測定装置」又はＧｌａｓｅｒｓＡｎｎａｌｅｎ　
９３（１９６９Ｎｒ、１２．３６６〜３７０頁）」中の
論文「軌条車両の自動的な牽引及び制動調整のための部
分問題としての滑り測定」に開示されている。そのよう
な装置は鉄道車輪とレールとの間の滑り検出及び滑り制
御によって把握されかつそこで満足な作業に役立つ。し
かし車軸の車輪が摩擦ローラの踏面を介して駆動される
車輪の再成形機械に使用するためにこの装置は適さない
、そのわけはそのような再成形機械での再成形では鉄道
車軸の車輪の直径が一定に保持されずまた鉄道車軸又は
車輪も常に摩擦ローラの同一の直径上を転動するわけで
はないからである。従って摩擦ローラと鉄道車輪との間
の変速比は鉄道車輪の直径変化並びに摩擦ローラの直径
が変化する転動平面に従って変化する。

西独間特許明細書３８２３８３２によって既に鉄道車軸
の車輪の再成形のための床下車輪旋盤が公知であり、そ
の際鉄道車輪は再成形の開駆動される摩擦ローラを介し
て駆動されかつ摩擦ローラとその駆動される車輪との間
に生じる滑りの検出のための装置が設けられており、装
置は検出される滑りに一依存して工具送り台の送り速度
を制御する。しかしこれではどこでかつ如何なる条件で
滑りが正確に確認されるべきかが認識不可能でありかつ
特に滑りの検出のための装置の構成が不明である。

そこでは更に装置が摩擦ローラと所属の車輪の周速度の
測定のための装置並びに評価ステーションを有するべき
であることが指摘されている。しかし摩擦ローラの周速
度及び所属の車輪の周速度はそのような装置では検出で
きない。周速度はレール上を進んだ区間とレール上を転
動する車輪の周速度と比較されるのみであり、その際そ
こでは相応した滑り合致が存在しない場合に推論される
こになる。更にそこでは車輪の周速度の測定装置は測定
ローラを有する。この測定コーラは車輪の内端面に当接
される（第１図）。しかし第１図において認められる車
軸の車輪の固定方法に従って、測定ローラ６１の正確な
ラジアル方向の位置が分かるず、その結果測定ローラ６
１によっていかなる場合にも−なんらかの一周速度が測
定されはするが、駆動ローラ上を転動する車輪の周面の
周速度ではないものが測定されることができる。車輪及
び摩擦ローラの転動直径が変化する場合でも測定ローラ
６１の位置は一定であり、その結果変化によって生じる
車輪の速度変化が測定ローラ６１によって正負の符号を
持った滑りとして表示されなければならない。この滑り
測定によって得られた工具送り台−の送り速度の制御は
最適な結果にはつながらない。

（発明の課題） 本発明は冒頭に記載された方法を確実な滑り決定が可能
なように改良することを課題とする。更にこの方法を実
施するための装置を提供することも課題とする。

（課題の解決のための手段） 本発明の課題は方法的には再成形の間少なくとも連続し
て少なくとも１つの車輪と摩擦ローラ対の少なくとも１
つの摩擦ローラの相互に転動する周囲線の周速度が特定
されかつ瞬間的な滑りの検出のために相互に比較される
ことによって解決される。一方鉄道車輪は再成形工程の
間摩擦ローラによって駆動されかつその際摩擦ローラ上
を転動し、実際上相互に転動する車輪と摩擦ローラの周
囲線は変わる、そのわけは鉄道車輪の踏面ば摩擦ローラ
の下で再成形工程によって切削されるからである。それ
によって一般にアキシャル方向に進む切削縁は摩擦ロー
ラ上に周囲線として転動し、その結果摩擦ローラ上に負
荷された周囲線も切削縁と共に７キシヤル方向に移動す
る。摩擦駆動ローラはそのような床下旋盤では円錐状の
部分を有するので、そこでは相互に転動する周囲線のみ
ならず、同様な方法で相互に転動する部分の間の変速比
も変化する。このことは滑りの具体的な決定のために必
ず注意されなければなるない。再成形工程の間に生しる
滑りは常に既知であるべきなので、その都度生じる瞬間
的な条件が常に考慮されなければならない。少なくとも
再成形工程の間連続して相互に転動する周囲線の周速度
が決定されなければならない。このために、先ずこれら
の周囲線かその直径及びそのアキシール方向の位置↓ニ
関して検出され又は他の方法で考慮されることが必要で
ある。それから周囲線の速度が決定されかつ相互に比較
されることができる。比較によって生じた差から直接存
在する滑りが決定される。相異なる速度で相互に運動す
る２つの部分の滑り計算は既知であり、その結果ここで
は精しい説明をしない。

前記周囲線の周速度の差を検出するために、追加的に測
定輪は車軸の測定される車輪の踏面に当接されることが
でき、その結果この測定輪は回転する車輪によって駆動
される。測定輪の回転数及びこの測定輪の構造から既知
の寸法から車輪の周速度と等しくなければならないその
周速度が決定される。その際周速度は両構造部分の相互
に転動する周囲線の周速度を意味する。測定輪が摩擦ロ
ーラと等しい外形寸法を有しかつ同時に少なくとも測定
工程の間摩擦ローラと同一のアキシャル方向の位置に配
設されていることを考慮すれば、方では摩擦ローラと車
軸の車輪との間、他方では測定輪と車軸の車輪との相互
に転動する周囲線は等しくなければならない。この非常
に簡単な前提の下に、アキシール方向の位置及び相互に
転動する周囲線の長さを別個に決定することは必要なく
、むしろ発生する少なくとも１つのを知ることができる
ために測定輪の回転数と車軸の同一の車輪に当接する摩
擦ローラとの比較で充分である。

しかし測定輪が摩擦ローラ対の１つの摩擦輪と等しい外
形寸法を有することは必ずしも必要ではない。摩擦ロー
ラ上を転動する鉄道車輪の周囲線が同一のラジアル平面
中で測定ローラ上をも転動することが確認されるこ、と
て充分である。如何なるアキシャル方向の位置を前記周
囲線がその都度転動するかはその位置が送り発信器によ
って制御されることができる切削工具の位置から分かる
。

測定ローラの外形寸法は既知なので、原理的に常に転動
平面−二おけるその都度の周速度が検出されることがで
きる。アキ７′ヤル方向の転動平面の位置↓：よって同
様に測定ローラの既知の寸法に基づいて測定ローラの転
動平面の周囲長が分かる。測定ローラ６１の回転数も監
視されかつ既知なので、周囲長及び回転数から問題なし
に相互に転動する周囲線の周速度が計算されることがで
きる。しかし追加的に再成形工程の間一方では工作物と
測定ローラの、他方では摩擦ローラと工作物の相互に転
動する周囲線が位置するラジアル方向の転動平面がアキ
シャル方向に移動しかつその際各摩擦ローラ円錐又は測
定輪円錐が相互に移動するので、を移動するので、この
工作物が前記円錐から離れ、工作物が再び摩擦ローラ対
の摩擦ローラ並び番こ測定ローラの円筒状の部分と当接
する時点が生じる。この時点は検出されなければならな
い、そのわけはこの状態が基準となって再び他の周囲長
の周囲線相互の転動に移るらである。この時点はこの上
記のローラとの接触可能性の範囲において鉄道車軸の各
車輪の磨耗によって生した実際プロフィルが分れば直ち
に把握される。この輪郭が充分な精度で検出されること
ができる測定装置又は走査装置は技術水準において公知
であり従ってここでは記載しない。工具の位置の実際プ
ロフィルのラジアル方向の位置と工具によって製造され
る輸郭のラジアル方向の位置との間の差としての工具位
置及び既知の工具位置における切込み深さに基づいて、
転動平面が工具の平面内にあるか又は切込み深さに基づ
いて「転換」が行われたかどうかが検出されることがで
きる。一方では転換の範囲は非常に正確に検出されるこ
とができ、他方では転換の直接の範囲において測定結果
従って計算結果も非常に正確に把握されることができる
ので、転換の直接の範囲において少なくとも１つの制御
を実施しないで済むことは有利である。

再成形工程の間アキシャル方向の工具位置及びその都度
の工具位置によって決定される切込み深さが実際プロフ
ィルと目標プロフィルの把握によって分かる場合、摩擦
ローラ対の摩擦ローラと等しい長さに渡って車軸の車輪
の周面に当接しない測定輪の使用の下１つの結果力得ら
れることもてきる。多分、例えばランアル対称平面を有
し、アキシャル方向においては非常Ｃ二狭い測定輪がそ
のアキシャル方向の位置を正確に特定された車軸の車輪
の測定円平面内で移動されかつ車輪Ｃ・踏面に当接され
かつ再成形工程の間公知の方法でそのような測定輪によ
ってこの平面内で鉄道車輪の周囲長を測定することが可
能である。この周囲長測定及び測定された周囲長が位置
する既知のアキシャル方向の位置並びに実際プロフィル
の既知の経過に基づいて少なくとも１つの測定のための
車輪の全ての寸法が分かるので、測定された周囲線及び
実際プロフィルの経過から踏面と摩擦ローラとの接触範
囲における他の周囲線の長さが計算される。しかしそれ
によって、切削工具の既知の位置に基づいて切削工具の
範囲における周囲線の長さが計算される。同様にその寸
法が既知の前記測定輪は寸法制御のために役立ち、その
際測定輪の回転数従って測定輪の周速度が決定されかつ
ハイドの範囲における周囲線の周速度に換算される。こ
の周速度は摩擦ローラの相応した周速度と比較され、そ
れから滑りが決定される。

装置としては本発明は機械フレームと車軸の支承装置と
少なくとも１つのハイドを有する工具送り七及二゛′機
械制御装置並ひＳこ車輪に当接可能な測定輪及び機械制
御装置に接続された、摩擦ローラ及び測定輪の回転数の
検出のための装置とを備えた鉄道車車軸の車輪の再成形
だめの機械から出発する。そのような機械では本発明に
よれば、測定輪が摩擦ローラ対の摩擦ローラと同一の外
形及び寸法でありかつ摩擦ローラと同一のアキシャル方
向の位置で鉄道車軸の車輪の踏面と当接されることがで
きることが提案される。冒頭に既に記載されたような測
定輪によって、特別に簡単な方法で、発生する滑りが量
的にも質的にも把握されることが可能で位置している。

（実施例） 第１図による機械は倣い旋削による車軸の車輪の磨耗し
た踏面の再成形のための旋盤を示す。実施例においては
床下旋盤を対象とする。巳かし本発明はこれムニ限定さ
れない。車軸ｌはその両軸受箱２．２゛て各１つの支持
部３．３゛によって水平位置に支持されておりかつ押下
装置４．４゛によって支持部３．３′に押圧されかつ保
持されている。車軸１０回転軸線５は、回転軸線か機械
の縦中心平面６にあるように配設されている（第２図）
。車軸１を駆動することができるために、摩擦ローラ対
７．７゛は力によってそれぞれ車軸ｌの車輪８．８“に
当接している。摩擦ローラ対７．７゛は各々モータ１０
．１０゛　によって駆動される。その際車輪８．８゛の
回転方向１１は、ハイド１２．１２′（第１図及び第２
図）が各車輪を切削加工することができるように設定さ
れている。バイ１−１２”　は車輪８”に係合し、一方
バイト１２（第２図）は車輪８と係合していない。

摩擦ローラ対７．７゛はローラ支持体１９．１９゛　に
よって収容されかつそこで駆動可能に支承されている。

ローラ支持体１９．１９゛　はその外端でジヨイント２
０．２０゛　に運動可能に保持され、その結果ローラ支
持体１９．１９゛　はジヤツキ９．９゛によって各側で
持ち上げられることができる。側方ではローラ支持体１
９．１９゛　は機械架台中で公知の、案内装置によって
案内されかつ支持されている。

機械の右側１３上に測定輪１６を備えた測定装置１４が
機械架ｆ３１５に配設されている。測定装置１４の測定
幅１６は特定された直径を有しかつ車輪８の前言の測定
円平面１７内で充分な圧着力で車輪８に当ｔしている。

圧着力は流体圧シリンダ１８によってう生される。この
シリンダ１８によって測定装置１４４：ピストンロッド
２５（第２図）の縦方向に運動回置でありかつ図示しな
い装置によって回転を阻止されている。測定装置１４は
ピストンロッド２５の検便方向において車軸１の車輪８
から完全に離されイことができる。測定装置１４は２つ
の機能を有すイーつはこの測定装置は測定円平面１７で
又はさシなければ特定された平面内で磨耗した車輪直径
１検出することてあり、他は駆動される車軸の車刺の周
速度を検出することである。

測定装置１４自体は前記の測定輪１６とパルス発イ」器
２６とから成り、パルス発信器は測定輪ｌＧと作井結合
しかつ測定輪によって駆動される。１９１１定装ヱ１４
の使用によって得られたパルス発生器２６のパ月スはそ
のために形成されたコンピュータであり４８る評価装置
で処理されるために供給される。

左の機械側２にま同様Ｃ二測定装置を有するが、＄、１
定装置は車輪８゛の測定円直径２２の測定のためにのみ
設けられることができる。この測定装置は図示しない。

摩擦ローラ対７．７′の回転数の検出のために測定装置
２３．２３゛　がモータ１０．１０゛　に設けられてい
る。この測定装置はパルス発生器であり得、そのハルス
はそのために備えられたコンピュータであり得る評価装
置に入力される。車輪８．８゛の磨耗プロフィル２７．
２７°の測定のために工具送り台２８．２８゛　にそれ
自体公知の磨耗測定装置２９．２９゛　が設けちれてい
る。

第１図に示された機械にはハイ目２．１２”を備えた工
具送り台の制御のためにモデル３０．３０゛　と液圧フ
ィーラ３１．３１゛　を備えた液圧倣い装置が設けられ
ている。全ての測定データの記憶及び処理のために液圧
倣い装置に加えて計算能力のある機械制御装置３２が設
けられている。工具送り台２８．２８“はそれ自体公知
の方法てＸ方向３３の縦運動及びＸ方向３４の横運動の
ための図示しない案内装置及び駆動装置を備えている。

液圧倣い装置を備えた機械でも工作物へのハイ目２．１
２゛　の位置についての情報を得るために、両工具送り
台２８．２８゛はＸ方向３４及びＸ方向３３において送
り測定装置３５．３５°及び３６．３６゛　を備えてい
る。

液圧倣い装置を備えた機械の計算能力のある機械制御装
置３２は次の構成要素と部分的に示された導線を介して
接続されている。前記の構成要素はパルス発信器２６を
備えた測定装置１４、測定装！２３．２３’、磨耗測定
装置２９．２９゛、送り測定装置３５．３５゛及び送り
測定装置３６．３６゛である。

計算能力のある機械制御装置３２は従来の１！械制御装
置３８と接続されておりかつ機械制御装置はさらに全て
の液圧作動部に供給する導線３９を介して液圧装置３７
と接続している。液圧作動部への供給導管を詳しく図示
しない。

機械はＣＮＣ制御機械としても構成されることができる
。ＣＮＣＩＩ御機械は全く類似して形成されている。し
かしモデル３０．３０＋　及び液圧フィーラ３１．３１
′　は省略され乃・つ従来の制御装置３８はＣＮＣ制御
＠械４０によって代替される。計算能力のある機械制御
装置３２はｃＮｃｌＮＪ御装置に含まれることができる
。ＣＮＣ制御装置は分離しても、ＣＮＣＩＩＩ御機械４
０と接続しても設けられることができる。液圧装置３７
は導ｖＡ３９を介してＣＮＣ制御装置４０と接続してお
りかつりフタ９．９“及びシリンダ１８への液圧供給の
ために必要である。

寸法監視による再成形工程はＣＮＣ制御装置を備えた機
械について説明されるべきである。車軸ｌは第１図に示
すように収容されかつ摩擦ローラ対７．７′によってそ
の回転軸線５の回りに回転駆動され、その際摩擦ローラ
対７．７′はモータ１０．１０゛によって駆動される。

摩擦ローラ対７．７゛はリフタ９．９゛によって充分な
力をもって車輪８．８′に圧着される。圧着力は液圧装
置３７から流体を付勢されるシリンダ４１．４１’　に
よって発生されかつ力センサ４２．４２“によって測定
され、力センサは導線４３．４３°を介して計算能力の
ある機械制御装置３２と接続されかつ作業経過の間＠続
して機械制御装置３２に測定データを供給する。車輪踏
面の再成形の開始前に磨耗プロフィル及び磨耗したプロ
フィルの測定円直径を知ることが必要である。車軸の車
輪での磨耗プロフィルの測定は技術水準に属し、同様に
摩擦輪測定装置による測定円直径の測定も技術水準に属
する。

磨耗プロフィルは機械で測定されることができる。しか
し磨耗プロフィルは例えばヨーロッパ特許出願明細書８
６１０４０２７．７から機械の外方で測定されて計算能
力のある機械制御装置３２又はＣＮＣ制御装置４０に入
力されることができる。機械の内方での磨耗プロフィル
の測定はヨーロッパ特許出願明細書８６１０８８４１．
７に従って行われる。

磨耗プロフィルの測定は第７図において回転駆動される
車軸ｌの車輪８について詳しく説明される。

測定縁４９及び５０４こ関する磨耗測定装置の測定輪４
５の位置は例えば計算能力のある機械制御装置３２で送
り測定装置３５及び３６を介してＸ方向３４及びＺ方向
３３について行われることが既知である。測定の始めに
車輪８の内端面４６が特定されたＸ方向の位置番こおい
て測定輪４５の測定縁４９Ｌこよって走査されかつそれ
から磨耗測定装置２９において切換え工程が開始される
。この切換え工程は計算能力のある機械制御装置３２で
導線４７を介して伝達され、導線は送り測定装置３５に
よって導線４８を介して内端面の２位置３３を検出しか
つ記憶する。その後計算能力のある機械制御装置３２と
関連して摩擦輪測定装置１４によって測定円直径４４の
測定円平面１７において周囲測定を介して検出されかつ
計算能力のある機械制御装置３２に記憶される。その後
、測定円直径４４から出発して測定円平面１７において
磨耗プロフィルの測定点５１．５２及び５３が磨耗測定
装置２９の測定輪４５の測定縁５０によって走査されか
つ各回転毎に磨耗測定装置２９に切換え工程を開始させ
、切換え工程は導線４７を介して機械制御装置３２に伝
達され、機械制御装置は送り測定装置３５．３６によっ
て導線４８及び８５を介してこの測定点５１．５２及び
５３のＸ方向及びＺ方向における位置を確認しかつ記憶
する。

測定点５１．５２及び５３は、磨耗した実際のプロフィ
ルから出発して経済的な材料切削が保証されるように目
標プロフィル５６をラジアル方向及びアキシャル方向に
位置させることが必要である。測定点５１．５２及び５
３が検出されかつＸ方向３４及びＺ方向３３におけるそ
の位置が制御装置３２のコンピュータに記憶された後に
、測定円平面１７から出発して多数の測定点５４が磨耗
測定装置２９の測定輪４５の測定縁５０によって走査さ
れ、その測定点のＸ方向３４及びＺ方向３３の位置は計
算能力のある機械制御装置３２によって検出されかつ記
憶される。この測定点５４のＺ方向３３における間隔５
９は機械制御装置３２において補間法によってこの実際
プロフィル５６の充分な精度の閉じた輪郭が得られるこ
とができる。これらの間隔は原則的には任意である。測
定データによってバイト１２を目標プロフィル５６が材
料節約的に再成形されることができるように位置決めし
かつ制御することが可能である。測定縁５１及び５２の
Ｘ方向３４及びＺ方向３３における位置は既知であり、
計算能力のある機械制御装置３２で同様に既知の目標プ
ロフィル５６は実際プロフィル２７に対しでラジアル方
向において接触しなければならないので、目標プロフィ
ル５６のＸ方向３４における新たなラジアル方向の位置
が分かる。それから目標プロフィル５６に対する各任意
の車輪直径が機械制御袋２３２によって計算可能である
。実際のプロフィル２７の測定円直径４４に対する測定
されがっ補間された実際プロフィル部分５５の連係によ
って機械制御装置は実際プロフィル部分５５の範囲にお
ける実際プロフィル２７の各任意の直径を計算する状態
にある。それから実際プロフィル５５の範囲における切
削深さ５８（第３図）を計算することも可能である。

機械中心平面６０（第３図）及び車軸１の回転軸線５か
ら出発して、実際プロフィル２７及び目標プロフィル５
６の位置はＺ方向３３及びＸ方向３４における測定及び
他の計算によって前記のように分かる。機械中心平面か
らの摩擦ローラ対７．７”の距離はＩ！械構造によって
既知である。

車軸１の駆動の際摩擦ローラ対７．７′の摩擦ローラの
損傷的な滑りが認められる場合、車軸８．８゛と摩擦ロ
ーラ対７．７゛の接触平面６Ｎ第４図）における駆動さ
れる車軸１と駆動する摩擦ローラ対７．７゛の周速度が
監視されなければならない。

接触平面は例えば車輪８と摩擦ローラ対７の摩擦ローラ
が相互に接触する所に常に存在する。各摩擦ローラ対７
．７′の摩擦ローラの周速度は等しい、そのわけは摩擦
ローラ対の摩擦ローラは駆動的に相互に連結されかつ構
造的に等しいからである。モータ１Ｏ１１０”の回転数
は測定装置２３．２３゛　によって測定される。モータ
１０．１０’　と摩擦ローラ対７．７゛の間の伝２１減
速比は既知なので、直ちに摩擦ローラの回転数「ｎ」、
従って摩擦ローラの角速度が計算可能である。角速度に
よって摩擦ローラの各既知の直径に対して相応した周速
度が計算されることができる。

車軸８と摩擦ローラ対７の接触線６１における車軸１の
周囲線の周速度はシリンダ１８による力の下に例えば測
定円平面１７において車輪８に当接される測定装置１４
によって、測定輪１６が車輪８によって回転駆動されか
つ測定輪１６の回転がパルス発信器２６（第１図）に伝
達され、それから機械制御装置３２によって単位時間当
たりのパルス数がカウントされるようにして検出される
。測定輪１６の回転中パルス発信器２６から供給される
パルスの数が分かるので、測定輪１６の回転数は計算能
力のある機械制御装置３２によって計算される。測定輪
１６のそのようにして計算された回転数と測定輪１６の
既知の直径とによって測定円平面１７における測定円直
径４４での車輪８０周速度が計算されることができる。

周速度はその半径のような種々の平面内で角速度が存在
するので、車輪８．８゛の任意の直径に関して角速度が
計算されることができる。

第３図に示す車輪８の再成形の開始の際、摩擦ローラ対
７が実際プロフィル部分５５の範囲において実際プロフ
ィル２７に押圧されかつ車輪８又は車軸１を回転駆動す
る。摩擦ローラ７と車輪８の相互に転動する周囲線の直
径は既知か又は計算可能である。摩擦ローラの周面６６
の円筒状直径６２は構造から既知である。実際プロフィ
ル２７の周面６７の直径６３は計算能力のある機械制御
装置３２において実際プロフィル部分５５の最大直径と
して既知である。それによって計算能力のある機械制御
装置３２が転動する各周面６６．６７の周囲線の周速度
を計算しかつ計算された周速度によって滑り計算を行う
状態にある。バイト１２がＺ方向３３において車軸８の
プロフィル範囲の外方にある限り、計算能力のある機械
制御装置３２によって周面６７の直径６３が滑り計算に
使用される。ハイド１２の刃６４が２方向３３において
端面６５に達しかつこれを越えると（第３図及び第８図
）、車輪８の各直径６８．６８゛　は計算能力のある機
械制御装置３２に記憶されたハイド２の刃６４のＺ方向
におけるアキシャル位置及び同様に既知の実際プロフィ
ル２７の輪郭から計算される。Ｚ方向３３における刃６
４の位置及び記憶された実際プロフィルの位置から、円
筒状の周面６６の直径と協働する車輪８の実際プロフィ
ル２７の各直径６８．６８′　が計算可能である。

摩擦ローラ対７．７゛は切削によって生じる直径が相違
する場合でも切削中常にジヤツキ９によって車輪に圧着
される６円筒状の周面６６の直径６２は縁６９まで不変
である。Ｚ方向３３におけるハイド２の刃６４が円筒状
の周面６６の縁６９に達するや否や同様に摩擦ローラ対
７に対して各車輪８に当接している直径７０（第４図）
がＺ方向３３における刃６４の位置から計算されなけれ
ばならない、そのわけは直径７０は截頭円錐７２の範囲
におけるフランジ７１へのハイド２の接近に従って連続
的に変わるからである（第４図）。縁６９から直径７０
及び６８′がバイト１２の刃６４の位置から計算される
ことが必要であるのみならず、実際プロフィル２７の経
過によって調整される各切込み深さ７３も計算される必
要がある。切込み深さ７３は刃６４の個所での実際プロ
フィル２７から目標プロフィル５６までの距離である。

縁６９から切込み深さ７３が制御され、それによって切
込み深さ７３が截頭円ｖ１７２の範囲において寸法７４
よりも小さい場合、截頭円錐７２から摩擦ローラ対７の
直径６２への車輪８０当接の転換が認められ、かつ滑り
の計算は摩擦ローラ及び車輪での相互に正じく転動する
直径によって行われる。切込み深さ７３は計算能力のあ
る機械制御装置３２によって容易に計算可能である、そ
のわけは目標プロフイル５６と実際プロフィル２７は機
械制御装置３２において輪郭及び位置が既知であるから
である。寸法７４が切込み深さ７３よりも小さい限り、
截頭円錐７２の範囲において常に直径６８”と７０が相
互に駆動接触している。寸法７４が切込み深さ７３を越
えるや否や、相互に駆動接触している直径が截頭円錐７
２から摩擦ローラ対７の円筒状部分への転換が行われる
。寸法７４は切削の際縁６９に対してバイト１２の刃６
４が占める距離７５及び截頭円錐７２の角度７６から計
算される。切込み深さ７３が寸法７４よりも常に大きい
場合、刃６４が端面７７に達しかつフランジ７１の方向
に越えて行く場合に、截頭円錐７２から摩擦ローラ対７
の円筒状の部分への車輪８の当接の変換が行われる。

計算能力のある機械制′４′Ｂ装置３２が寸法７４が切
込み深さ７３と等しいことを確認すると、計算能力のあ
る機械制御装置３２の滑り制御のための測定データは無
効になる。滑りの制御は車輪８及び摩擦ローラ対７のい
かなる転動直径で計算されたかが計算能力のある機械制
御装置３２によって確認されて初めて再ひ行われる。

摩擦ローラ対７が車輪８に圧着されるためのりフタ９の
圧着力により緑７８が変形されるので、相互に駆動接触
している直径６８″と７０の修正が実施されなければな
らない。第６図において拡大図において変形が示される
。−点鎖線で示す縁７８は線接触７９における摩擦ロー
ラ対７の圧着によって変形される。縁７８の代わりに車
輪８の截頭円錐８０が截頭円錐７２と駆動接触している
ので直径６８″と７０は校正される。相互に駆動接触し
ている直径は２方向においてフランジ７１に対して移動
されかつ截頭円錐８０の線接触７９の区間に略中央で交
わる。

例えば計算能力のある機械制御装置３２で行われる修正
計算によって截頭円錐７２及び８０に駆動接触している
直径８１及び８２が容易に計算される。ジヤツキ９によ
って作用される摩擦ローラ対７の圧着力ＦＮ：まその測
定値が導線４３を介して計算能力のある機械制御装置３
２に送られる力センサ４２によって測定され１こ力Ｆか
らローラ支持体１９の構造寸法に誹って決定され１こロ
ーラ支持体１９０しへ比によって計算される。車輪材料
の硬度を考慮しかつ使用される摩擦ローラ及び圧着力Ｆ
Ｎによる試験によって求められる材料定数ＣＭと関連し
て、ＦＮ、　Ｃ？Ｉの掛は算によって直角三角形の各斜
辺８７及び対辺８６及び−辺８８から成る三角形の対辺
８６が計算される。

相互に駆動連結している直径８１と８２は斜辺８７を中
央で交わるので、直径６８”及び７０の修正がＸ１＝　
Ｘ２２対辺８６　＋　２　（Ｘ方向）及び−辺８８　・
１　／２（Ｚ方向）である。

計算に必要な公式は以下の通りである。

対辺８６＝　ＦＮ　−Ｃ？１ 一辺８８　＝ＦＮ−ＣＭ　・１／　ｊａｎ　（角１３６
）χ１　＝Ｘ２　＝　ＦＮ　　−ＣＭ・１／２相互と＝
駆動接触して転動する直径は次のようにある。

直径７０−２　・×２・直径８２（新たな摩擦ローラ直
径） 直径６８”−２・×２・直径８１（新たな車輪直径）直
径７０及乙゛６８”のそのような修正は、摩擦ローラ対
７と車輪８が截頭円錐７２の範囲において相互に駆動接
触する限り必要である。

ハイド１２の刃６４が摩擦ローラ対７の平面７７に達し
かつＺ方向３３においてフランジ７１を越えるや否や（
第５図）、車輪８及び円筒状の周面６６は駆動接触し、
かつ常に変化する直径の計算は最早不要である。

縁７８の変形の際直径６８′及び７０の修正のみならず
、車輪８の目標プロフィル５６と摩擦ローラ対７の摩擦
ローラの周面６６との間に遊隙が生じるか否かの追加的
制御も必要である。切込み深さ７３、対辺８６及び寸法
７４（第４図）によって円筒状の周面６６と新たなプロ
フィル５６との間に遊隙が存在するかどうかが簡単な計
算によって検査可能である。

切込み深さ７３（第６図）−寸法７４（第４図）一対辺
８６・遊隙８９（第６図）。遊隙８９が存在する限り、
相互に駆動接触している直径又はこれに付設された周囲
線は截頭円錐７２の範囲に位置する。この記載の制御に
よって、円筒状の周面６６が目標プロフィル５６と接触
しかつ截頭円錐７２と８０を介しての接触が中断される
ことが認められる場合、計算能力のある機械制御装置３
２はこの接触個所に該当するデータを収容する。

測定装置１４の測定輪１６は測定円平面１７において車
輪８に当接する（第５図）。再成形の進行の際バイト１
２の刃６４は測定円平面１７に達しかつこれを越え、従
って測定輪の当接平面を越える。Ｚ方向３３に作用する
送り測定装置３５を介してハイド１２の刃６４が何時測
定円平面１７に達したかを確認しかつ測定装置１４の測
定輪１６がハイ日２による切削の下に当接直径を測定円
直径４４から測定円直径５７に転換するまで（第７図及
び第５図）、測定装置１４の測定値は機械制御装置３２
によって無効にされる。

既に説明したように目標プロフィル５６の測定円直径５
７の端面における車輪８０周速度が計算可能である。駆
動する摩擦ローラ対７と駆動される車輪８０間の滑りの
計算は測定輪１６の転換の際を除いて常に可能である。

１つの測定円直径から他の測定円直径への転換の際の測
定輪１６の損傷を回避するために、測定装置１４は短時
間車輪８から引き離されかつ目標プロフィル５６の測定
円直径５７が存在する場合に再び車輪８に当接される。

車輪８と摩擦ローラ対７との間のような滑り制御は車輪
８゛と摩擦ローラ対７゛とで同様な方法で行われる。測
定装置１４によって検出された測定円平面１７内の車輪
８０周速度によってこの車輪の測定された寸法に基づい
て車輪８゛での必要な周速度が計算される。

摩擦ローラ対７’Ｘ摩擦ローラの周速度は上記のように
摩擦ローラ対７について記載された通りであるが、測定
装置２３′　の測定データによって計算される。ハイド
１２がＺ方向３３においてフランジ７１の方向の車輪８
の測定円平面１７を越えた場合に相互に転動する直径８
３及び８４は一定に保持される。

滑りの監視又は測定のための他の可能性は第９図に示さ
れる。部分的にのみ示された車輪９１への圧着力９８に
よって当接される摩擦ローラ７は車軸１の車輪９１を回
転方向９２においてハイド９３に向かって駆動する。摩
擦ローラ７は共に伝導装置９５、モータ９６及び測定装
置９７を有する駆動装置９４によって駆動される。摩擦
ローラ７と駆動される車輪９１との間に滑りかない場合
、車輪９１の周速度は摩擦ローラ及び車輪の各接触平面
内における駆動する摩擦ローラフの周速度と等しい、し
かし滑りが生じた場合、摩擦ローラフの周速度は摩擦ロ
ーラと車輪の各接触平面内の車輪９１の周速度よりも大
きくなる。車輪９１０周速度はその際まだ未知であるが
、第９図に簡単に示す測定装置９９によって測定可能で
ある。測定輪１００は摩擦ローラ７と等しい大きさ及び
同じ外形を有し、摩擦ローラ７は車輪９１を駆動しかつ
力の作用の下に図示しない押圧装置によって摩擦ローラ
７と同様なアキシャル方向の位置に圧着される。車輪９
１上を転動する摩擦ローラ７及び測定輪１００の直径は
全て等しい直径で車輪９１と駆動接触している。駆動す
る摩擦ローラ７と車輪９１との間に駆動の際に滑りがな
いと仮定すると、車輪９１、駆動する摩擦ローラ７及び
摩擦輪１００の接触平面内の周速度は等しい。しかし車
輪９１の駆動の際に摩擦ローラ７と車輪９１との間に滑
りが生じると、車輪９１の周速度は摩擦ローラフの周速
度よりも小さくなる。しかし測定輪１００の周速度；よ
各転動平面における車輪９１の周速度に等しい。直径及
び外形について摩擦ローラ７と測定輪１００の同一性の
ために摩擦ローラフの回転数と測定輪１００の回転数が
滑り計算に考慮される。

計算は下記のようにして行われる。

滑り（％）・１００　　・（ｎ摩擦ローラ７−　ｎ測定
輪１００）／ｎ摩擦ローラ７゜摩擦ローラフの回転数は
パルス発信器であり得る測定装置９７を備えたモータ９
６によって測定される。駆動装置９４の変速比は既知で
ありかつ摩擦ローラは集う装置１３５を介して駆動装置
９４と接続しているので、摩擦ローラの回転数は複雑な
計算なしに得られる。測定輪１００の回転数は同様に、
測定輪１００と駆動接触しているパルス発信器１０１に
よって測定される。パルス発信器１０１及び測定装置９
７は計算評価のために計算能力のある機械制御装置と協
働する。記載の滑り監視又は滑り測定の可能性は例えば
第１図による機械にも使用可能である。

第１０図において車輪９１は摩擦ローラ７及び測定輪１
００とともに表されている。摩擦ローラ７はバイト、１
０４の切削個所１０３でその円錐周面１０２によって車
軸９１を駆動する。縁１０５は摩擦ローラの圧延によっ
て第６図に示すような小さい円錐当接面に変形される。

各測定輪１００が測定輪９０と等しい形及び直径を有す
るので、転動直径の修正のための計算は必要ない。摩擦
ローラ７、車輪９１及び測定輪１００は相互に常に摩擦
ローラ７と測定輪１００で転動周囲の等しい直径を有す
る接触平面１０６内で接触する。

切込み深さ１０７は勿論前述のように監視され、それに
よって場合によっては車輪９１の磨耗した踏面から摩擦
ローラフの円錐周面１０２への円筒状の摩擦ローラ面１
１０の当接の変換及び車輪９１の縁１０５かろ目標プロ
フィル１０９の踏面への車輪９１又は摩擦ローラ７の転
換が確認される。

そのような転換位相の間知時間縁１０５又は接触平面１
０６及び目標プロフィル１０９の踏面１０８は共に摩擦
ローラ７上を転動する。

計算能力のある制御装置は既に述べたように、少なくと
も切込み深さ計算を経て、車輪９１がラジアル方向の端
面内て摩擦ローラ７と転動接触することができることが
確認される大きさを有する切込み深さ１０７が確認され
る。

第１１図及び第１２図においては第１０図に類似した装
置が示される。力の下に車輪１１に当接している摩擦ロ
ーラ７は第１０図中の摩擦ローラフの形状及び大きさと
等しいが、同様に圧着している測定輪１３は第１０図に
おける測定輪１００とは異なる円筒状の直径１１４を有
する。摩擦ローラ７及び測定輪１１３の他の輪郭は相互
に等しい。直径１１４及び１１６は相違する。

摩擦ローラ７及び測定輪１１３は車輪１１１の等しいア
キシャル方向の位置にありかつその端面１３３及び１３
４は一平面内に位置する。摩擦ローラ７が車輪１１１で
車輪１１１の端面１１５内に当接する場合に、測定輪１
１３も車輪１１１に端面１１５内で当接する。摩擦ロー
ラ７が測定輪１１３１を滑りなしに駆動する場合、車輪
１１１、摩擦ローラ７及び測定輪１１３は等しい周速度
で回転する。しかし摩擦ローラ７及び測定輪１１３の回
転数は相異なる直径１１６及び１１４のために相違する
。車軸１１１の周囲の切削の開端面１１５はフランジの
方向に移動されかつ端面１１５“を形成する。端面１１
５及び１１５゛が摩擦ローラ及び測定輪の円筒状のロー
ラ範囲１１８及び１１９で当接する限り、摩擦ローラ及
び測定輪の直径はローラの構造から追加の計算なしに分
かる。端面１１５．１１５°　の位置は直接ハイド１２
１の刃１２０の位置を介して例えば第１図による機械の
送り測定装置３５及び３５゛　によって検出可能である
。

バイト　１２１の刃１２０が摩擦ローラ７の縁１２２を
越えると（第１２図）、摩擦ローラ７はその圧着力の下
に車軸１１１に当接するが、最早ローラ部分１１８とで
はなく、円錐周面１２３と当接する。車輪１１にこ圧着
される測定輪１１３は同様に端面１１５又は１１５′に
作用しかつラジアル方向において円錐周面１２４で車輪
１１１に当接する。摩擦ローラ７及び測定輪１１３は共
にその円錐状周面１２３及び１２４を車輪１１１に端面
１２５　二：おいて当接させている。当接直径１２６及
び１２７：ま最早計算なしに分かりかつ摩擦ローラ７及
び測定輪１１３に対する刃１２０の位置から得ちれる間
隔１２８（第１２図）をもって、相互に等しい角度１２
９及び１３０で例えば第１図による機械の計算能力のあ
る機械制御装置内で計算されなければならない。追加的
に相互に転動する当接直径１２６．１２７及び１３１の
輪郭は縁１３２の変形のために必要である。縁１３２の
変形の際に相互に転動する直径の検出のための修正計算
は既に説明したのでここでは省略する。

この周面によって、摩擦ローラと駆動される車輪との間
で車軸ｌを駆動する際に滑りが発生するか否かが再び検
出されることができる。

検出された滑りは多くの措置のための出発点であり得る
。摩擦ローラの圧着力が高まり又は切込み深さが減少し
又は切削速度が変化することができる。汚れた転動面で
はこれらは再成形の間に浄化されることができる。滑り
の大きさが飛躍的に高まりかつ高いままであると、この
ことは刃の破壊を示し得かつ刃は交換されなければなら
ない。

しかし常に所望の大きさの滑りの発生が警報信号として
役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は摩擦ローうによって駆動される工作物と駆動さ
れる工作物の測定円平面内の周速度の濱・定のための装
置とを備えた旋盤、第２図は第１しによる機械のへ方向
に見た部分図、第３図はエイ１物の周面に圧着され、工
作物を駆動する摩擦ローラの切削開始前の図、第４図は
工作物の周面に圧着され、工作物を駆動する摩擦ローラ
の切削中の図、第５図は工作物の接触点が摩擦ローラの
円鮪状の範囲から摩擦ローラの円筒状の範囲に戻さねた
状態における工作物を駆動する摩擦ローラの区、第６図
は第４図の拡大部分図、第７図は測定された磨耗プロフ
ィル、第８図は摩擦ローラの円笹状の周面の範囲におけ
る切削の状態を示す図、第９図は駆動装置によって共通
に駆動される２つの摩擦ローラを備えた車軸の車輪の側
面図及び摩擦ローラと同様な形状及び寸法の測定輪の拡
大図、第１０図は測定輪と摩擦ローラとを備えた第９図
の側面図、第１１図は磨耗した車輪の踏面に当接する際
の相異なる直径の測定輪と摩擦ローラの図、そりで第１
２図器ま相異なる直径を有する測定輪及び摩擦ローラ及
び車輪へのその截頭円錐の接触を示す図である。 図中符号 １　・・・・・・鉄道車輪 ７．７゛・・・・摩擦ローラ対 ８　・・・・・・車輪 １００　・・・・・測定輪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、再成形機械に回転駆動可能に支承された車軸の少な
   くとも１つの車輪とそのような車輪を摩擦接触を介して
   駆動する少なくとも１つの摩擦ローラとの間に再成形中
   発生する滑りを検出するための方法にして、 再成形の間少なくとも連続して少なくとも１つの車輪（
   ８）と摩擦ローラ対（７、７′）の少なくとも１つの摩
   擦ローラの相互に転動する周囲線の周速度が特定されか
   つ瞬間的な滑りの検出のために相互に比較されることを
   特徴とする前記方法。 ２、滑りの検出のために測定輪（１６；１００；１１３
   ）が軸線方向の特定された位置において車輪（８、８′
   ）の踏面に当接され、その検出された周速度又は回転数
   は各転動直径を考慮して同一の踏面に当接する少なくと
   も１つの摩擦ローラ対（７、７′）の少なくとも１つの
   摩擦ローラの周速度又は回転数と比較される、請求項１
   記載の方法。 ３、摩擦ローラ対（７、７′）の摩擦ローラと等しい外
   径を有しかつ測定中摩擦ローラ対（７、７′）と同一の
   アキシャル方向の位置を占める測定輪（１００）が使用
   され、その際測定輪（１００）及び摩擦ローラ対（７、
   ７′）の摩擦ローラの周速度又は回転数が検出されかつ
   相互に比較される、請求項１又は２記載の方法。 ４、連続して又は周期的に反復して相互に転動する周囲
   線のアキシャル方向の位置及び直径が特定される、請求
   項１記載の方法。 ５、再成形の間その再成形された部分によって少なくと
   も１つの摩擦ローラ対（７、７′）の摩擦ローラと当接
   することになる、少なくとも１つの車輪（８、８′）の
   少なくとも踏面の範囲に対して、実際の輪郭（２７、２
   ７′）が少なくとも近似の方法でかつこれに関連して既
   知の目標プロフィル（５６）のラジアル方向の位置が検
   出されかつ既知の外形及び摩擦ローラ対（７、７′）の
   摩擦ローラと等しい大きさのアキシャル方向の有効長さ
   を持った測定輪（１１３）が使用され、その際測定輪（
   １１３）における各転動平面における周速度が検出され
   かつ摩擦ローラ対（７、７′）の少なくとも１つの摩擦
   ローラの相応した転動平面の検出された周速度と比較さ
   れる、請求項１、２又は４のうちのいずれか一記載の方
   法。 ６、再成形の間その再成形された部分によって少なくと
   も１つの摩擦ローラ対（７、７′）の摩擦ローラと当接
   することになる、少なくとも１つの車輪（８、８′）の
   少なくとも踏面の範囲に対して、実際の輪郭（２７、２
   ７′）が少なくとも近似的にかつこれに関連して既知の
   目標プロフィル（５６）のラジアル方向の位置が検出さ
   れかつ測定輪（１６）は再成形工程の間その周面を少な
   くとも一時的に踏面に当接させており又は、車輪（８、
   ８′）の特定された測定円平面（１７）で測定されるこ
   とができるアキシャル方向の位置において検出され、そ
   の上再成形の間バイト（１２、１２′）の常に既知の位
   置及び切削工具位置における実際プロフィル（２７、２
   ７′）の位置に基づいて車輪（８、８′）及び測定輪（
   １６）の瞬間的に転動する周囲線のアキシャル方向の位
   置及び直径並びにその周速度が検出されかつ相互に比較
   される請求項１、２又は４のうちのいずれか一記載の方
   法。 ７、測定輪（１６）によって測定円平面（１７）又は測
   定された平面内における車輪（８）の周囲線の長さ及び
   周速度が検出されかつそれによって摩擦ローラ対（７、
   ７′）の摩擦ローラの瞬間的に転動する周囲線の周速度
   が検出され並びに測定輪（１６）の瞬間的に転動する周
   囲線の周速度が計算され、その上車輪（８）及び摩擦ロ
   ーラ対（７、７′）の擦ローラの瞬間的に相互に転動す
   る周囲線の両周速度が相互に比較される、請求項６記載
   の方法。 ８、摩擦ローラが少なくとも非円筒状の部分を有する摩
   擦ローラ対（７、７′）を使用して、非円筒状の部分の
   到達は相互に転動する周囲線の間の接触点によって検出
   され、その上既知の圧延力、寸法及び材質定数を使用し
   て転動に基づいて車輪（８、８′）と少なくとも１つの
   摩擦ローラとの間に生じた、摩擦ローラの母線の方向に
   おける接触線の長さが計算されかつその後接触点はこの
   長さの中央として、この接触点を通る周囲線の周速度が
   決定されかつ瞬間的な滑りの検出のために相互に比較さ
   れる（第６図）、請求項７記載の方法。 ９、請求項１記載の方法の実施のための鉄道車軸の車輪
   の再成形機械にして、機械フレームと車軸の支承装置と
   、少なくとも１つの駆動される摩擦ローラと、バイトを
   有する少なくとも１つの工具送り台と、機械制御装置と
   、この制御装置と接続された摩擦ローラ及び測定輪の回
   転数の検出のための装置とを備えたものにおいて 測定輪（１００）の外形及び寸法が摩擦ローラ対（７、
   ７′）の摩擦ローラと同一でありかつ鉄道車軸（１）の
   車輪（８、８′）の踏面との当接のため摩擦ローラと同
   一のアキシャル方向の位置にもたらされることができる
   ことを特徴とする再成形機械。 １０、アキシャル方向におけるバイト（１２、１２′）
   の送り量の測定のための、機械制御装置（３２、３８；
   ４０）と接続した送り測定装置（３５、３５′）が設け
   られており、更に既知の寸法をもつ測定輪（１１３）が
   設けられており、測定輪はアキシャル方向において車輪
   （８、８′）の踏面のための、摩擦ローラ対（７、７′
   ）の摩擦ローラと等しい長さの接触面を有し、測定輪は
   少なくとも再成形工程の間摩擦ローラと同じアキシャル
   方向の位置においてその接触面によって鉄道車軸の車輪
   の踏面に当接されることができる請求項９記載の機械。 １１、少なくとも踏面部分の実際輪郭（２７）の位置及
   び輪郭の少なくとも近似的な検出のための、機械制御装
   置（３２、３８；４０）と接続した装置並びにこの機械
   制御装置と接続された、アキシャル方向におけるバイト
   （１２、１２′）の送り量の測定のための送り測定装置
   （３５、３５′）が設けられておりそして更に測定輪（
   １６）は測定輪が少なくとも測定過程の間その周面上の
   その直径が既知の周囲線測定円平面（１７）において又
   は踏面上の車軸の車輪（８、８′）の踏面の範囲におけ
   る他の特定された平面内で転動することができる、請求
   項９記載の機械。