Tiefenbestimmung von Laufflächenfehlern an Eisenbahnrädern unter Nutzung linear polarisierter Transversalwellen - Verfahrens-Optimierung und -Erprobung


Die Kenntnis der Tiefe von Fehlstellen in der Lauffläche von Eisenbahnrädern ist neben der Sicherheitsrelevanz auch aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus von hoher Bedeutung. Mit dieser Kenntnis kann beispielsweise bei der Profilberichtigung die Spantiefe minimiert werden kann. Der somit verringerte Arbeitsaufwand und reduzierte Materialverbrauch führen zu erheblichen Kosteneinsparungen.

Die in der Lauffläche auftretenden Fehlstellen sind in vielen Fällen derartig und senkrecht zur Umfangsrichtung orientiert. Zur Bestimmung der Tiefe wurde ein Verfahren unter Nutzung linear polariserter Transversalwellen entwickelt. Diese Wellen werden mit Hilfe von EMUS(EMAT)-Prüfköpfen an der Innenseite des Radkranzes senkrecht in den Radreifen in Höhe der Lauffläche mit Schwingungs- richtung parallel zur Umfangsrichtung eingeschallt. Ausgewertet werden Amplitude und Laufzeit des Echos von der Fahrkantenseite der Lauffläche. Befindet sich eine rißartige Fehlstelle innerhalb des Schallfeldes des Prüfkopfes ändern sich Amplitude und Phase dieses Echos aufgrund einer Umwandlung der eingeschallten Transversalwellen in eine sich entlang der Rißflanken ausbreitende Rayleigh'sche Oberflächenwelle. Durch Verfolgung dieses Effektes bei Verschiebung des Prüfkopfes in Richtung der Radreifendicke wird die Tiefe der Fehlers bestimmt. Es werden anhand von Testkörper-Messungen und Reihenuntersuchungen an Radsätzen die Ergebnisse verschiedener Auswerte-Methoden der Echoamplituden und -phasen vorgestellt. Mithilfe eines Differenzverfahrens können die durch Fehler bedingte Amplitudenänderungen deutlich von sonstigen Amplitudenschwankungen des Echos unterschieden werden. Durch Fehlstellen verursachte Änderungen der Signalphase, die mittels hochauf lösender Laufzeitmessung erfaát werden, ermöglichen eine weitere, mit vorhandener Technik automatiserbare, Auswertung. Die mit diesem Verfahren ermittelten Tiefen realer Fehler stimmen sehr gut mit der wahren Tiefe überein.


Autor:

H.-J. Salzburger, Saarbrücken; H. Hintze, Kirchmöser

Quelle:

Kurzfassungen der Vorträge und Plakatbeiträge der ZfP Jahrestagung 1996.
Hier der Bericht über die Jahrestagung or Conference Report in English.
Volltext-Bezugsquelle: DGZfP Berlin Email: 100335,3315@compuserve.com
Sprache:Deutsch

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Rolf Diederichs 1. Juni 1996, info@ndt.net