DACH - Jahrestagung 2004 Salzburg

ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung

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Unterflurprüfeinrichtung "Wiesel" zur Prüfung von Eisenbahnrädern im eingebauten Zustand

U. Völz Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung; Berlin
G. Schenk Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung; Berlin
W. Spruch Büro für Technische Diagnostik; Brandenburg-Plaue; www.diatek.de
P. Draber Draber Software & Schulung; Brandenburg-Plaue
W. Pieper BIP-Industrietechnik GmbH; Brandenburg; www.bip-industrie.de
Kontakt: Dipl.-Ing. Uwe Völz

Zusammenfassung

Die Prüfung von Eisenbahnrädern erfolgt bei der DB AG unter anderem mit einem Unterflurprüfsystem im eingebauten Zustand. Die bisher verwendete Prüftechnik basiert auf einem teilautomatisierten Verfahren und befindet sich in einer Wartungsgrube unterhalb des Zuges. Die Komponenten der Prüfeinrichtung werden manuell an dem zu prüfenden Radsatz positioniert. Für die Prüfung wird der Radsatz hydraulisch angehoben, die benötigten Prüfköpfe werden angekoppelt und der Radsatz wird über ein Reibrad angetrieben. Nach erfolgter Prüfung wird das Prüfsystem am nächsten Radsatz positioniert und die Prüfung in gleicher Weise durchgeführt. Der dafür erforderliche zeitliche und personelle Aufwand ist erheblich.

Bei der hier vorgestellten, zum Patent angemeldeten Technik, erfolgt die Prüfung der Räder vollautomatisch beim Überfahren der Anlage. Überrollt der Radsatz die Prüfeinrichtung, setzt sich der Messwagen in Bewegung. Dabei nimmt er die Geschwindigkeit des Zuges auf und koppelt automatisch die Prüfköpfe an die Räder an. Die Ultraschallmessung erfolgt während ca. zwei Radumdrehungen. Nach erfolgter Prüfung schwenken die Prüfköpfe in ihre Ausgangsstellung. Der Messwagen fährt in die Ausgangsposition zurück und wartet dort auf den nächsten zu prüfenden Radsatz. Der Prototyp dieser Prüfeinrichtung ist bei der DB AG, S-Bahn Hamburg, im Einsatz.


Bild 1:
Messwagen "Wiesel"

Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen:

  • Vollständig automatisierte Prüfung;
  • Geringer personeller Aufwand;
  • Deutliche Verkürzung der Prüfzeit auf ca. 1/2 h bis 1 h pro Zug;
  • Der Messwagen mit Prüftechnik wird ohne Umbauten am Gleis im Gleisbett untergebracht;
  • Eine Wartungsgrube ist nicht notwendig;
  • Kein separater Radantrieb erforderlich;
  • Das Anheben des Radsatzes entfällt;
  • Automatische Anpassung an unterschiedliche Radsatzbauarten, Radgrößen und Radstände;
  • Für alle gängigen Lichtraumprofile geeignet;
  • Sichere Ankopplung durch Pneumatik und gefederte, kardanische Prüfkopfaufhängung;

Die Steuerung des Messablaufes und die Auswertung der Ultraschallmessdaten erfolgt mit Hilfe des neu entwickelten Mehrkanal-Ultraschallprüfsystems MODUS-03. Es ist modular aufgebaut, kommuniziert über einen VME-Bus und kann auf bis zu 128 Kanäle ausgebaut werden. Die Prüfelektronik inklusive Netzteil und Kühllüfter sowie der Steuer- und Auswerterechner sind in einem 19 Zoll - Standardrahmen untergebracht.


Bild 2:
Ultraschallprüfsystem MODUS-03

MODUS-03 - Technische Daten:

  • 16 SE-Kanäle je Karte (16:1 Multiplexbetrieb);
  • Max. 8 Karten auf VME-Bus parallel einsetzbar (max. 128 Kanäle);
  • Max. 32768 Pixel 14 Bit HF-Daten je Schuss mit 100 MSamples/s;
  • Hardware-A-Bild-Komprimierung, 4 Blenden;
  • Datenaufzeichnung mit max. 1 MPixel/s;
  • Bis zu 10 kHz Pulsfolgefrequenz;
  • Variable Sendespannung und -impulsbreite;
  • TGC bis 84 dB;
  • Parameter und Messdaten im ZEUS-Format;
  • Kompakter 19-Zoll-Rahmen incl. Rechner mit Pentium III - 850 MHz Prozessor, Netzwerk, VGA, USB, 32 GByte Festplatte, Windows98;

Die Prüfung der Räder unterteilt sich in zwei Bereiche:

1. Laufflächenprüfung
  • 6 Winkelprüfköpfe 45° voraus- und zurückschallend für den anrissgefährdeten V-Bereich am Radkranz;
2. Radkranzprüfung
  • 6 Winkelprüfköpfe 45° voraus- und zurückschallend für die Bereiche: Fase, Spannrand, Verschleißgrenzmaß;
  • 2 Winkelprüfköpfe 70° voraus- und zurückschallend für den Spurkranz;
  • 1 Senkrechtprüfkopf für Transferkorrektur;


Bild 3: Geprüfte Bereiche der Lauffläche

Bild 4: Geprüfte Bereiche am Radkranz


Bild 5:
Prüfkopfträger für Radkranz

Bild 6:
Prüfkopfträger für Lauffläche

Bild 7:
An Lauffläche angekoppelter Prüfkopfträger

STARTHerausgeber: DGfZPProgrammierung: NDT.net