CH672183A5

CH672183A5 -

Info

Publication number: CH672183A5
Application number: CH452986A
Authority: CH
Inventors: Martti Kurkinen
Original assignee: Martti Kurkinen
Priority date: 1985-10-10
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1989-10-31
Also published as: FI853938L; GB8624754D0; FI78984B; SE8604958L; FR2590666A1; SE464373B; FI78984C; DE3637839A1; GB2183840A; FR2590666B3; SE8604958D0; GB2183840B; FI853938A0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtastvorrichtung zum Bestimmen der genauen Form eines Schienenradprofils mit zwei separaten Abtastköpfen, sowie ein Verfahren zum Bestimmen der genauen Form eines Schienenradprofils mittels einer Abtastvorrichtung.

Diese Art von Vorrichtungen wird sowohl für die Qualitätskontrolle von neuen Schienenrädern als auch für die Folgen der Abnützung der Räder im Verkehr verwendet.

Für diesen Zweck wurden bis heute mechanische Schublehren spezieller Art verwendet. Es sind auch Aufzeichnungsinstrumente bekannt, um damit ein Diagramm des Profils der Schienenräder zu erhalten. Das Diagramm wird dann mit dem theoretischen oder ursprünglichen Profil verglichen.

Der Nachteil dieser bekannten Geräte liegt in der fehlenden Genauigkeit, welche leicht zu falschen Schlüssen führen kann, wie z. B. in bezug auf Abnützung des Schienenrades. Die bekannten Geräte sind ferner schwerfällig in der Handhabung. Mit derartigen Messgeräten ist es nicht möglich, verlässliche Resultate zu erhalten, wenn z. B., um Zeit zu gewinnen, Abnützungstests mit relativ kurzen Fahrdistanzen gemacht werden.

Entsprechend wird in der vorliegenden Erfindung eine Abtastvorrichtung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 vorgeschlagen.

Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte Abtastvorrichtung, um genaues Überprüfen der Profilform und von Standard-Dimensionen von Schienenrädern, auch unter Verkehrsbedingungen, schnell und leicht durchzuführen. Die Hauptanwendung der Erfindung umfasst das kontinuierliche Vergleichen der Messungen des Profils des Schienenrades,

mit denjenigen eines Masterprofils, während der Profilabtastung.

Gemäss der Erfindung werden das Schienenradprofil und das Masterprofil miteinander verglichen, unter Verwendung einer Vergleichsabtastvorrichtung, welche durch permanente Magnete auf der Spurkranzseite des Schienenrades angebracht ist. Das Masterprofil ist über der auszumessenden Schienenradoberfläche befestigt und die Abtastköpfe werden entlang des Oberflächenprofils quer dazu bewegt, während die berührenden Abtastspitzen die Oberflächen des Schienenrades und des Masterprofils abtasten. Die Abtastmessköpfe sind auf der gleichen vertikalen Linie angeordnet und die berührenden Abtastspitzen tasten die Profiloberfläche in gleichen Abständen vom Referenzpunkt der Profile ab. Während der Abtastung lösen die Messköpfe gemäss dem Schienenradprofil ein elektrisches Signal aus, welches proportional den Abweichungen der Abmessungen des Schienenrades und des Masterprofils ist. Dieses Differenzsignal kann verstärkt und mit einem Diagrammaufzeichner aufgezeichnet werden.

Durch die Festlegung des höchsten Punktes des Spurkranzes als Nullpunkt der Vorrichtung, wird das Differenzsignal direkt proportional der Abnützung des Schienenrades.

Das Überstreichen des Schienenrades und des Masterprofils während der Abtastung kann durch mechanische, optische, elektrische, magnetische oder pneumatische Mittel erfolgen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der am Schienenrad befestigten Vorrichtung,

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht der Vorrichtung, senkrecht zur Ebene des Schienenrades.

In der Folge werden die Konstruktion und Funktionsweise der bevorzugten Anordnung unter Bezugnahme auf die Bezugszeichen in den Figuren beschrieben.

Die Abtastvorrichtung ist mittels zweier Permanentmagnete, welche in die Basisplatte 2 montiert sind, beim Messvorgang derart am Schienenrad 1 befestigt, dass die Haltebolzen 3 am äusseren Radkranz aufliegen und die Basisplatte 2 gegen die Seitenfläche auf der Spurkranzseite des Schienenrades aufliegt, welche gemäss den Standardnormen als Referenzoberfläche in der Dimensionierung verwendet wird.

Da der äussere Radkranz des Schienenrades, auf welchem die Bolzen 3 aufliegen, sich im Gebrauch nicht abnützt, kann dieser ebenfalls als Referenzdurchmesser verwendet werden. Das Gehäuse der Vorrichtung 4 ist im rechten Winkel zur Basisplatte befestigt. Der Messschlitten 5 wird längs den Gleitschienen auf dem Gehäuse der Vorrichtung in horizontaler Richtung, mittels eines im Schlitten eingelassenen Gewinderinges, und einer durch einen Stufenmotor 6 angetriebenen Schraubengewindespindel 7, verschoben.

Längs der vertikalen Gleitschienen auf dem Messschlitten 5 bewegt sich ein anderer Messschlitten 8. Ein an diesem Messschlitten 8 montierter starrer Abtastkopf 9 folgt der Form der oberen Oberfläche des Masterprofils 11, welches mit zwei Bolzen 10 am Gehäuse der Messvorrichtung befestigt ist. Auf diese Weise bewegt sich der Messschlitten entsprechend den Bewegungen des Masterabtastkopfes 9, wenn sich dieser entlang der oberen Oberfläche des Masterprofils 11 in vertikaler Richtung bewegt.

Im Messschlitten, welcher in vertikaler Richtung bewegt wird, ist ein Messwandler und, verschiebbar gelagert, der mit einem Abtastkopf 13 ausgestattete Arbeitsmesskopf 12 angeordnet, welcher beim Messen der Form des Schienen-

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radprofils folgt, wenn der Messschlitten 5 in horizontaler Richtung bewegt wird.

Die Tastspitzen der Abtastköpfe 9 und 13 liegen auf der gleichen Vertikalen und haben daher immer denselben horizontalen Abstand von der Referenzoberfläche.

Gemäss dem Arbeitsprinzip des Arbeitsmesskopfes 12 sind die Änderungen des Ausgabesignals des Arbeitsmesskopfes 12 proportional den Änderungen des gegenseitigen Abstandes der Abtastspitzen der Köpfe 9 und 13. Wenn die Messung begonnen wird, werden die Abtastspitzen durch Verschieben des Messschlittens 5 auf den höchsten Punkt des Spurkranzes gebracht.

Das Signal des Arbeitsmesskopfes 12 wird in diesem Punkt auf Null gesetzt. Die Messung wird durchgeführt, indem die Abtastspitzen in einem geeigneten Abstand zum Referenzpunkt bewegt werden. (Die Messdistanz von 55 mm, welche in Fig. 1 dargestellt ist, entspricht dem laufenden Kreis (run-ning circle) gemäss UIC-Standard).

Das Ausgangssignal des Arbeitsmesskopfes 12 ist dann direkt proportional der Höhendifferenz zwischen dem Masterprofil und dem Schienenradprofil und damit dem Betrag der Abnützung des Schienenrades. Die Messung kann an verschiedenen Stellen des Profils und am Umfang des Schienenrades wiederholt werden, um eine klare Aussage über die Verteilung der Abnützung an verschiedenen Abschnitten des Rades machen zu können. Die Messvorrichtung gemäss der Erfindung kann zur Messung von Schienenrädern gemäss den verschiedenen Standards verwendet werden, indem man einfach das Masterprofil gemäss den entsprechenden Standards auswechselt.

Das Messen und Aufzeichnen der Resultate kann mit der Messvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung auto-s matisiert werden, indem man z. B. einen Microcomputer verwendet und die Resultate der Messungen, welche man unter Einsatzbedingungen erhalten hat, in den Speicher des Microcomputers für spätere Auswertung speichert.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann das io Masterprofil 11 durch eine mathematische Funktion, welche in den Speicher eines Microcomputers eingelesen wird, kompensiert werden. Der Messschlitten 8 wird dann durch Verwendung eines durch einen Microcomputer gesteuerten Stufenmotors durch Drehen einer Gewindespindel in vertikaler ls Richtung bewegt, wobei im Messschlitten ein Gewindering eingebaut ist. Die Bewegung geschieht derart, dass die Lage des Messschlittens 8 der Höhe des Masterprofils im entsprechenden Abstand von der Referenzoberfläche entspricht.

Mit den Messvorrichtungen gemäss der Erfindung erhält man leicht eine grosse Anzahl von genauen Messresultaten, von z. B. der Abnützung des Schienenrades.

Bei durchgeführten Messungen betrug die Genauigkeit 0,03 mm, wenn die Abnützung zwischen 0 und 10 mm 25 betrug. Das Abdrehen von Schienenrädern kann im Unterhaltdienst unter Verwendung von Messungen mit der Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung viel ökonomischer durchgeführt werden, als früher.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Abtastvorrichtung zum Bestimmen der genauen Form eines Schienenradprofils mit zwei separaten Abtastköpfen (9, 13), welche je eine Abtastspitze zum Abtasten der Oberfläche des Schienenradprofils und gleichzeitig der Oberfläche eines Masterprofils (11) aufweisen, und welche ein Messignal erzeugen, welches proportional der Änderung des gegenseitigen, vertikalen Abstandes der beiden Abtastspitzen ist.

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass deren Abtastspitzen auf derselben Vertikalen angeordnet sind.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische, elektrische, magnetische oder pneumatische Mittel vorgesehen sind, um während des Messens am Schienenrad die Abtastspitzen in seitlicher Richtung bezüglich des Schienenradprofils und des Masterprofils zu bewegen.

4. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Masterprofil (11) durch eine mathematische Funktion kompensiert ist, welche in einen Speicher eines Microcomputers eingelesen ist, und dass die vertikale Lage eines Messschlittens mit den Abtastköpfen (8) durch diese Funktion beim Abtasten des Schienenradprofils durch die Abtastspitzen gesteuert ist.

5. Verfahren zum Bestimmen der genauen Form eines Schienenradprofils mittels einer Abtastvorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Abtastvorrichtung während des Messens am Schienenrad befestigt und die Abtastspitzen in seitlicher Richtung bezüglich des Schienenradprofils und des Masterprofils bewegt.