in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge -...

38

Transcript of in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge -...

Page 1: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler
Page 2: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler
Page 3: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

GeometrischeGeometrischeAustauschbarkeitAustauschbarkeit

KernhKernhüüllraumllraumScheibenbereichScheibenbereich

AnbauteileAnbauteile

AkustischeAkustischeDimensionierungDimensionierung

RollgerRollgerääusch reduziertusch reduziertdurch Verwendung vondurch Verwendung vonVerbundstoffsohlen oderVerbundstoffsohlen oderScheibenbremseScheibenbremse

KurvenkreischenKurvenkreischenz. B. Schallabsorberz. B. Schallabsorber

ThermomechanischeDimensionierung

Reversible undirreversible Verformungin der Querrichtung

Eigenspannungenim Radkranz

MechanischeMechanischeDimensionierungDimensionierung

RadscheibeRadscheibe

NabeNabe RadkranzRadkranz

UIC-Merkblatt 510-5UIC-Merkblatt 510-5UIC-Merkblatt 510-5

Zulassung VollräderZulassung VollrZulassung Vollrääderder

Page 4: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

ThermomechanischeDimensionierung

Reversible undirreversible Verformungin der Querrichtung

Eigenspannungenim Radkranz

Die angesetzten Leistungen entsprechen Höchstleistungen bei Bremsstörungen mitGraugussbremssohlen

Anmerkung:

38 kW

45 min

60 km/h

42,5 kW

45 min

60 km/h

50 kW

45 min

60 km/h

Pauschalleistung

Bremszeit

Fahrgeschwindigkeit

760 bis 680840 bis 7601 000 bis 920und 920 bis 840

Durchmesserbereich [mm]

Pa = m g va Neigung

m: Fahrzeugmasse [kg] auf der Schiene pro Rad,g: Erdbeschleunigung [ms-_] unter Einfluss der Schwerkraft,Neig.: mittlere Neigung der Strecke [Neigung in ‰/1000] nach ERRI-DT 366/B126, sie ist abhängig von der

- Bremseinwirkungszeit ta [s] nach DT 366,- mittleren Fahrgeschwindigkeit va [ms-_]im Gefälle nach ERRI DT 366/B126

Page 5: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Bremsversuch aufdem Prüfstand

Radbruch aufdem Prüfstand

Bruch

Bremsversuch aufder Strecke

2

2

/250

/200

5.0/5.1

1/3

mmN

mmN

mmE

mmE

ru

m

f

c

2

2

/250

/200

5.0/5.1

1/3

mmN

mmN

mmE

mmE

ru

m

f

c

Radabgenommen

Radabgelehnt

KriterienEoderEFalls cf >

Ja

Ja

Nein

Nein

Ec: Radrückenabstand heissEf: Radrückenabstand kalt

m: Zulässige Spannung bei bearbeiteter Radscheibe

ru: Zulässige Spannung bei unbearbeiteter Radscheibe

Page 6: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Ruhewerte bzw. Trendlinie Ruhewerte bzw. Trendlinie ffüür die Temperaturen in den r die Temperaturen in den RadkrRadkräänzen der Rnzen der Rääder der

ThermomechanischeThermomechanische Beanspruchung Beanspruchung

EigenspannungenEigenspannungen: Wechseltemperaturen an denWechseltemperaturen an den

RadlaufflRadlauffläächenchen

Auswirkungen werden derzeit erforschtAuswirkungen werden derzeit erforscht

Thermomechanische WechselbeanspruchungThermomechanische Wechselbeanspruchung

Deutung von TemperaturverlDeutung von Temperaturverlääufen an der Radlaufflufen an der Radlaufflääche bei Gefche bei Gefäällefahrtllefahrt

Page 7: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Temperaturverlauf an derTemperaturverlauf an derRadlaufflRadlauffläächeche

Temperatur im RadkranzTemperatur im Radkranzam Ende der Gefam Ende der Gefäällestreckellestrecke

Page 8: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Thermomechanische BeanspruchungThermomechanische BeanspruchungGeometrieGeometrie

RRüückenabstandckenabstand

Verletzung Leitmass in den WeichenVerletzung Leitmass in den Weichen

Verletzung Spurmass freie Strecke (InstabilitVerletzung Spurmass freie Strecke (Instabilitäät)t)

Page 9: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Thermomechanische BeanspruchungThermomechanische BeanspruchungEigenspannungEigenspannung

Aufbau EigenspannungAufbau Eigenspannungbei Radabkbei Radabküühlunghlung

RisseRisse

+=GewaltbruchGewaltbruch

DauerbruchDauerbruch

KKIICC

UICUIC--510510--55

EingriffBremssohle

Radkranz erwärmtsich stärker als Scheibe

Page 10: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

ÜberschleifendeBremssohlen

Kerben aus der

Fertigung

Rissnetzwerk

auf Radlauffläche

Bildung von gefährlichen Anrissen, die in Anwesenheit von hohenthermisch bedingten Eigenspannungen zum Radbruch führen können

Verbesserung der Eigen-schaften der Bremssohlen

- Verbesserung Spannwerkzeuge- Keine Stempelung am Radkranz

Anpassung Bremsdreiecke zurVermeidung des Überschleifens

Page 11: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

MechanischeMechanischeDimensionierungDimensionierung

RadscheibeRadscheibe

NabeNabe RadkranzRadkranz

GeradeGerade WeicheWeicheBogenBogen

QQ11QQ33QQ22

YY22

YY33

FEM model ofthe wheel

Page 12: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Fz3 = -1,25 Q · gFy3 = -0,6 · Fy = 0,6 · 0,6 Q · g

= -0,36 Q · g bei LaufradsätzenFy3 = -0,6 · Fy = 0,6 · 0,7 Q · g

= -0,42 Q · g bei angetriebenen oder führenden Radsätzen

Fahrt durch WeichenFall 3:

Fz2 = -1,25 Q · gFy2 = 0,6 Q · g bei LaufradsätzenFy2 = 0,7 Q · g bei angetriebenen oder führenden Radsätzen

Fahrt im GleisbogenFall 2:

Fz1 = - 1,25 Q · gFy1 = 0

Fahrt im geraden GleisFall 1:

Page 13: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

c: Doppelamplitude der berechneten Spannung [MPa]Au: Doppelamplitude der zulässigen Spannung bei Rädern mit bearbeitete Radscheibe =360 MPaAb: Doppelamplitude der zulässigen Spannung bei Rädern mit unbearbeitete Radscheibe = 290 MPa

von Mises: Von-Mises-SpannungRe: herkömmliche Elastizitätsgrenze

Berechnung der Doppelamplitude derRadialspannung c

von Mises

Re

Nachweis durchVersuch

Finite-Elemente-Berechnung ohne Kriterien

c< Au mit Au=360 MPaoder

c< Ab mit Ab=290 MPa

Prüfstandsversuch

Rad abgenommen Rad abgelehntRiss

Finite-Elemente-Berechnung mitausserordentlicher Beladung

Finite-Elemente-Berechnung mitnormaler Beladung

ja

ja

nein

nein

nein ja

oder

Radprüfstand Lucchini

Page 14: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge

- von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung

- inneren Werkstofffehler

- Korrosion

Bildung von gefährlichen Anrissen in Radscheiben, die auf Dimensio-nierungsfehler, Oberflächenbeschädigung oder Fertigungsfehlerzurückzuführen sind

Riss in Umfangsrichtung infolgemechanischer Überbeanspruch-ung durch Querkräfte

Riss in Umfangsrichtung infolge fehlerhafter Oberflächenbear-beitung durch Schleifen in ein-em mechanisch hoch bean-spruchten Bereich

Umlaufender Riss unterhalbdes Radkranzes

Verformungen infolge von - mechanischen Überbean- spruchungen- Dimensionierungsfehler- Fertigungsfehler (z.B. zu geringe Scheibendicke)- Werkstoff mit unzureichenden mechanischen Eigenschaften

Page 15: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

GeometrischeGeometrischeAustauschbarkeitAustauschbarkeit

KernhKernhüüllraumllraumScheibenbereichScheibenbereich

AnbauteileAnbauteile

•Bemerkung:• Überprüfung eventueller Interferenzen mit den in der Nähe desRades befindlichen Bauteilen (z. B. Aufhängung, Drehgestellrahmen)

•Punkt 3 - Instandhaltungsanforderungen1. Durchmesser an der Verschleißgrenze2. Form der Kennrille3. Geometrie des Einspannbereiches4. Position und Abmessung der Ölabpressbohrung (falls vorhanden)

•Punkt 2 - Montageanforderungen1. Bohrungsdurchmesser2. Nabenlänge3. Anfangsgeometrie der Bohrung

Punkt 1 – Funktionsanforderungen1. Nenndurchmesser des Laufkreises2. Radkranzbreite3. Laufflächenprofil4. Radkranzposition im Verhältnis zum Nabensitz

Vorgeschriebene Anforderungen

Page 16: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

AkustischeAkustischeDimensionierungDimensionierung

RollgerRollgerääusch reduziertusch reduziertdurch Verwendung vondurch Verwendung vonVerbundstoffsohlen oderVerbundstoffsohlen oderScheibenbremseScheibenbremse

KurvenkreischenKurvenkreischenz. B. Schallabsorberz. B. Schallabsorber

Rechnung

Versuch

Genaue Eingabegrössen

zur Geometrie des Rades

Erstellung eines FE-Modells

des Rades in TWINS

Rechnerische Ermittlung

der Eigenmodi bis 6000 Hz

Frequenzen und Amplituden

Experimentelle Ermittlung

der Eigenmodi bis 6000 Hz

Übereinstimmung

Messung/Rechnung

Ja

Nein

W = ? ???

*

?*c * S * V

2

Lp Übereinstimmung

Rechnung/Versuch

Rechnung

anwendbar

Ja

Nein

Rechnung nicht anwendbar oder allenfalls Optimierung

Versuch auf der Strecke

durchführen nach UIC 510-5

Re

ch

nu

ng

du

rch

füh

ren

nach

UIC

510-5

Gleiche Rauhigkeiten von

Rad- und Schienenfahrflächen

Page 17: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Nicht Gegenstand des RP 18, jedoch

hier angewendete Methoden an-

wendbar, falls Modelleinbindung

der Absorberkonstruktion möglich.

Für Räder mit grösseren und kleine-

ren Durchmessern erfolgt im RP 18

eine Einschätzung. Sehr kleine Rä-

der nicht berücksichtigt (z.B. RoLa)

Einschätzung innerhalb RP 18 nicht

möglich. Für klotzgebremste Güter-

wagenräder nicht anwendbar, da An-

forderungen UIC 510-5 nicht erfüllbar

Einschätzung innerhalb RP 18 nicht

möglich. Betrifft insgesamt nur

geringe Anzahl von Fahrzeugen

Einschätzung innerhalb RP 18 nicht

möglich. Falls thermische Beanspru-

chungen ertragen werden, Anwen-

dungspotential vorhanden

Gegenstand des RP 18 für Raddurch-

messer von 800 mm bis 1000 mm.

Damit grosser Teil der Reisezug- und

Güterwagenräder abgedeckt

Nicht Gegenstand des RP 18, jedoch

hier verwendete Methoden anwend-

bar. Anwendung teilweise bei Reise-

wagen und bereiften Rädern.

Nicht Gegenstand des RP 18. Rech-

nerische Vorhersage schweirig. An-

wendung vor allem bei angetriebe-

nen Radsätzen.

Verschiedene Kategorien von Rädern für die Überprüfung des akustischen Verhaltens

Axialsymmetrische

Radscheiben (2-D-Räder)

Nicht axialsymmetrische

Radscheiben (3-D-Räder)

Radscheiben mit Anbauteilen

- Radscheibenbremsen

- Anbauteile bei Antriebsrädern

Räder mit Absorbereinrichtungen

- Ringe, Sandwiches

- Schilder

Räder von Neubaufahrzeugen sollen nicht lauter sein als diejenigen bestehenderFahrzeuge. Neue Räder sollen nicht lauter sein als diejenigen, durch welchesie ersetzt werden müssen.

Page 18: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler
Page 19: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Zone 1: Radsatzwellenschaft, Gleitlagersitze, Mulden zwischen benach- barten Sitzen, andere Gleitdichtungen, Übergänge

Zone 2: alle Sitze außer Radsatzwellenschenkel und Gleitlagersitze

Zone 3: Radsatzwellenschenkel (Lagersitze)

Zone 4: Längsbohrung

Page 20: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

7285991801.33EA4T

6778921661.2EA1N

Zone 4[N/mm2]

Zone 3[N/mm2]

Zone 2[N/mm2]

Zone 1[N/mm2]

Sicherheits-beiwert S

Stahlgüte

Page 21: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler
Page 22: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Zielsetzung: Zielsetzung:

DauerfestigkeitDauerfestigkeitBetriebsfestigkeitBetriebsfestigkeit

InstandhaltungInstandhaltungProdukte-Produkte-

anforderungenanforderungen

KonstruktionKonstruktionund Berechnungund Berechnung

- Beschreibung- Anforderungen und Verfahren zur Qualität- Lieferbedingungen- Schutz vor Schäden

Korrekte Dimensionierung aufBetriebsfestigkeit

äqu.Radsatzwelle < zulässig

Lastkollektive aus Messungen

Korrekte Dimensionierung aufDauerfestigkeit

Radsatzwelle < zulässig

EN 13103/13104

EN 13261

Qualität gleich wie im Neuzustand

Intervall

Q

km

Qneu

Qmin

InstandhaltungInstandhaltung

BBeehh

eerrrrss

cchh

uu nn gg dd eess

Syysstt

eemm

ss

Page 23: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

GG SchwerpunktlageSchwerpunktlage

yy

zz

hh11

HH

bb bb

PP11 PP22

ss ssQQ11 QQ22

rr

YY11 YY22

yyii

FFii

H = 0.25H = 0.25 mm11 gg

YY11 = 0.4 = 0.4 mm11 gg YY22 = 0.15 = 0.15 mm11 gg

PP11 = (0.625 + 0.275 = (0.625 + 0.275 hh11/2/2 b)b) mm11 gg

PP22 = (0.625 - 0.275 = (0.625 - 0.275 hh11/2/2 b)b) mm11 gg

LastannahmenLastannahmenffüür Neigezr Neigezüügege

Radsatzwellen

KKöönnen diesennen dieseLastannahmenLastannahmenz. B. in Norwegenz. B. in Norwegenangewendet wer-angewendet wer-den?den?

Page 24: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Einfluss der bewegten MassenEinfluss der bewegten MassenUnterscheidung zwischenUnterscheidung zwischen- Rads- Radsäätzen an der Zugspitzetzen an der Zugspitze-- Rads Radsäätzen nicht an der Zugspitzetzen nicht an der Zugspitze-- Bogenlauf und Radgeometrie Bogenlauf und Radgeometrie

MMxx, M, Myy, M, Mzz

Einfluss der ZusatzkrEinfluss der Zusatzkrääftefte(ung(ungüünstigster Fall)nstigster Fall)- Bremse-- Bremse-- Antrieb- Antrieb- Kurzschlussmoment- Kurzschlussmoment

MMxx'' ‚‚ M Myy'', M, Mzz''

M Myy''''

MMxx"'"'‚‚ M Myy‚‚""', M', Mzz''''''

Resultierende MomenteResultierende Momente

Vergleichsspannungen Vergleichsspannungen

M MRR

++++

++

++

== ==

Page 25: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

KonventionelleBelastung (Fkonv)

Fq

Fy

Mx,y,z

Zeichnungder Radsatzwelle

Fahrzeugdaten

Berechnung derSpannungen

c

c < a

Beherrschung des Systems:

• Materialeigenschaften und

Fertigung gemäss EN 13261

• Konventionelle Belastung gültig

AnwendungAnwendungjaja

jaja

Ermittlung der Material- eigenschaften

Herstellung und Fertigung

Versuche auf denEinsatzstrecken

Fäqui, m

Materialeigenschaften

aneu,

Vergleich Vergleich Messung/RechnungMessung/Rechnung

FFüürrQuerneigezQuerneigezüügege

neinnein

neinnein

c, m < aneuMaterialeigenschaften

a

Materialeigenschaften

aneu

Page 26: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

TrassierungTrassierung-- Bogenhalbmesser Bogenhalbmesser-- Geraden Geraden-- ÜÜbergangsbbergangsböögengen-- Weichen Weichen

BeanspruchungenBeanspruchungen

BeanspruchbarkeitenBeanspruchbarkeiten

FahrdynamischeFahrdynamischeZielgrZielgröössenssen-- Fahrgeschwindigkeit Fahrgeschwindigkeit-- ÜÜberhberhööhungsfehlbetraghungsfehlbetrag

GleislagegGleislagegüütete-- Richtung Richtung-- H Hööhe, gegenseitige Hhe, gegenseitige Hööhehe-- ÜÜberhberhööhunghung

RadsatzwelleRadsatzwelle-- Werkstoff Werkstoff-- Gestalt Gestalt-- Korrosions-, Impactschutz Korrosions-, Impactschutz

BeanspruchungskollektivBeanspruchungskollektiv

NN

BauteilwBauteilwööhlerliniehlerlinie

NN

Page 27: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

StahlqualitStahlqualitäät Welle:t Welle: 34CrNiMo634CrNiMo6

Beanspruchungen undBeanspruchungen und

BeanspruchbarkeitenBeanspruchbarkeiten

die sich vertragendie sich vertragen

Page 28: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Bildung des Lebensdauerabschnittes DBildung des Lebensdauerabschnittes Dffüür alle Strecken des Umlaufsr alle Strecken des Umlaufs

Typisierbare Elementarabschnitte PTypisierbare Elementarabschnitte Pii

Nebengleis oder RangiergleisNebengleis oder Rangiergleis PP11

Bahnhofsein- und AusfahrtenBahnhofsein- und Ausfahrten PP22

VorortsstreckenVorortsstrecken PP33

Nicht Typisierbare Elementarabschnitte PNicht Typisierbare Elementarabschnitte Pijij

BogenradienBogenradien[m][m]

QualitQualitäättGleislageGleislage

ÜÜberhberhööhungsfehlbetraghungsfehlbetragII<45 mm<45 mm 45mm 45mm << I I<u<uff II>u>uff

RR<250<250

gutgutmittelmittelschlechtschlecht

PP4.14.1

PP4.24.2

PP4.34.3

PP4.44.4

PP4.54.5

PP4.64.6

PP4.74.7

PP4.84.8

PP4.94.9

250 250 < < R R << 400400

gutgutmittelmittelschlechtschlecht

PP5.15.1

PP5.25.2

PP5.35.3

PP5.45.4

PP5.55.5

PP5.65.6

PP5.75.7

PP5.85.8

PP5.95.9

D = D = PPii + + PPijij

WeichenWeichen

WerkgleiseWerkgleise

BBöögen undgen undÜÜbergangsbbergangsböögengen

GeradenGeraden

PPii = = kkkk ppii

Page 29: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Ziel des Fehlerkatalogs ist:- die Definition der verwendeten Begriffe für eine klare Sprachregelung- die Beschreibung der Merkmale der Fehler- das Aufzeigen von Verwechslungsmöglichkeiten- die Beschreibung möglicher Ursachen- das Aufzeigen von Auswirkungen der Fehler- das Vorschlagen von Verfahren zur Feststellung der Fehler- das Vorschlagen unmittelbarer und vorbeugender Abhilfemaßnahmen

Page 30: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Die erste Ziffer unterscheidet die Art des Fehlers:1. Fehler am Radsatz gemäß Teil 12. geometrische Fehler am Radsatz gemäß Teil 2

Die zweite Ziffer präzisiert den Bereich des Radsatzes, in dem der Fehler auftritt:1. an der Radlauffläche2. am Radkranz/ Radreifen3. an der Radscheibe/ am Radkörper4. an der Radsatzwelle5. am Radsatz gemäß Teil 26. am Radprofil gemäß Teil 3

Die dritte und vierte Ziffer unterscheidet innerhalb der Bereiche die einzelnen Fehler

Page 31: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Flachstelle

Ausbröckelung

singuläre Abplattung

a) Singuläre Rundheitsabweichungen

Exentrizität

Ovalität

Polygone (n. Ordnung)

b) Periodische Rundheitsabweichungen

Kombination aus a) und b)

Andere

c) Stochastische Rundheitsabweichungen

Rundheitsabweichungen

(Formen und auch Amplituden)

Unrundheiten

(Amplituden)

Verlauf des Radius über den Umfang von Rädern

Page 32: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Entspricht einer periodische Radienabweichung miteiner Wellenlänge, welche wenige Zentimeterumfasst

Kurzwellige Polygone1006

Zeigen sich als unregelmässige Schwankungen desRadiusverlaufs über dem gesamten Radumfang

Stochastische Rund-heitsabweichungen

1007

Entspricht einer periodischen Radienabweichung miteiner Wellenlänge, welche einen Teil des Raumfangsumfasst.

Langwellige Polygone1005

Entspricht einer periodischen Radienabweichung miteiner Wellenlänge, welche den halben Radumfangumfasst

Ovalität1004

Entspricht einer periodischen Radienabweichung miteiner Wellenlänge, welche den Radumfang umfasst.

Exzentrizität1003

Verringerung des Radradius über einen begrenztenTeil des Radumfangs (bis 1/6 des Umfangs

Singuläre Abplattung1002

Die Lauffläche ist abgeflacht und eine oder mehrereovale Flächen sind sichtbar.

Flachstelle1001

ErläuterungBezeichnungFehlercode

Page 33: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Feine und in geringem Abstand über dem gesamtenRadumfang nahezu parallel zueinander ange-ordordnete mechanisch induzierte Risse

Head Ckecks1114

Feine und oberflächliche Wärmerisse, die sich aufder Lauffläche in Form eines Mosaiks ausbilden

Krötenhaut1113

Auf der Lauffläche bilden sich unregelmässiggeformte oder linienförmige Vertiefungen.

Eindrückung1112

In die Tiefe könne die Querrisse radial verlaufen(thermisch induziert) oder verzweigen sich ab einergewissen Tiefe (mechanisch induziert)

Laufflächenquerrisse1115

Risse in Sparren- oder C-Form im Bereich der Rad-Schienenberührung über den ganzen Radumfang.Bei Weiterentwicklung dieser Fehler entstehen ver-schweisste Metallschalen, die später aus der Lauf-fläche abgerissen werden.

Abblätterung1111

Auf der Radlauffläche lösen sich durch Materialer-müdung oder Überbeanspruchung Materialteileheraus

Ausbröckelungen-

Löcher

1110

Materialverschiebung in Richtung der äusseren Rad-kranzstirmflächen über den Fasenbereich hinaus

Überwalzung1109

Lokale Materialanhäufungen in Form vonAufschweissungen von Bremssohlen- oder

Schienenmaterial

Materialauftragung1108

ErläuterungBezeichnungFehlercode

Page 34: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Der Radkranz bzw. Radreifen zeigt an der äusserenRadstirnfläche im Bereich der Fase umlaufende Ver-schleissspuren (Abschürfungen, Riefen) und zum Teilin Umfangsrichtung verlaufende Anrisse und Aus-brüche

Schädigung der Fase1118

Unter Hohllauf wird ein breitflächiger Materialabtragin der Radlauffläche verstanden. Im Profilbereich deräusseren Radstirnseite bildet sich infolge fehlendenMaterialabtrags eine Art von Spurkranz aus (erhöhterBereich)

Hohllauf1117

Rillen und Mulden treten umlaufend über dem Rad-umfang auf und können auf der gesamten Lauf-flächenbreite vorliegen. Rillen sind gekennzeichnetdurch scharfkantige Übergänge. Mulden sindgekennzeichnet durch eine ausgerundete Kontur

Rillen und Mulden1116

ErläuterungBezeichnungFehlercode

Page 35: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Die Lockerung der Fügung Rad/Radkörper kann eineFolge eines falschen Übermasses oder einerRadreifenaufweitung infolge thermischer Überbean-spruchung auftreten.

Lose/verdrehteRadreifen

1204

Diese Schadensart tritt nur bei klotzgebremstenRädern auf. Der Radreifen kann sich verdrehen unddurch plastische Verformung die FügungReifen/Radkörper lockern.

ThermomechanischeÜberbeanspruchung vonbereiften Rädern

1203

Diese Schadensart tritt nur bei klotzgebremstenRädern auf. In Gegenwart von Rissen kann beimVorliegen hoher thermisch induzierter Eigenspan-nungen ein Radbruch auftreten.

ThermomechanischeÜberbeanspruchung vonVollrädern

1202

Parallel zur Lauffläche treten im Radkranz/RadreifenMaterialtrennungen unter der Lauffläche auf. In fort-geschrittenem Stadium treten die Risse zur äusse-ren/inneren Radstirnseite durch und führen zumgrossflächigen Abtrennen von Teilen des Rad-kranzes

Materialtrennung unterder Lauffläche

1201

ErläuterungBezeichnungFehlercode

Page 36: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Auf der Oberfläche der Radreifenbohrung könneneinzelne Querrisse auftreten. Sie sind dadurch ge-kennzeichnet, dass sie von Kerben, scharfen Kantenoder ähnlichem ausgehen.

Schäden an der Radrei-fenbohrung inkl. Schädi-gung vom Sprengring

1209

Ausgangspunkt der Fasenquerrisse ist die äussereRadkranz- bzw. Radreifenstirnfläche am Übergangzur Lauffläche. Fasenquerrisse können an mehrerenStellen des gesamten Umfangs auftreten.

Fasenquerrisse1208

Der Spurkranz zeigt Anrisse an der Spurkranzrücken-fläche und/oder Spurkranzflanke. Die Anrisse könneneinzeln o. mehrfach über den Radumfang auftreten.

Risse am Spurkranz1210

Ausgehend von Auswuchtbohrungen im Rad-kranz/Radreifen können sich an diesen Querrisseausbilden.

Schäden durch Aus-wuchten

1207

Die Risse gehen von Kerben aus der Kennzeichnungan der Oberfläche der inneren oder äusseren Stirnflä-chen aus und verlaufen als Querriss im Radkranzbzw. Radreifen.

Schädigung ausgehendvon Kennzeichnungen

1206

An Radsatzdrehmaschinen mit Spannvorrichtungenmit keilförmigen Mitnehmerklauen bilden sich an derRadkranzunterseite Kerben aus, welche sich zuRissen entwickeln können.

Risse aus Spannkerbenan der Radkranzunter-seite

1205

ErläuterungBezeichnungFehlercode

Führen in Anwesenheit von erhöhten Zugspannungen im Radkranz/Radreifenzum Dauer- bzw. Gewaltbruch des Radkranzes bzw. Radreifens

Page 37: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

In der Regel von der Nabenbohrung ausgehenderRadialriss. Als Ausgangspunkt kann auch einefehlerhafte Ölabpressbohrung sein.

Risse in der Nabe1305

Mögliche Ursachen sind

- Guss- bzw. Wärmebehandlungsfehler

-Örtliche Überbelastungen

- Oberflächenbeschädigungen

Risse an Speichen1304

Auf der Bremsfläche kann sich ein feines Rissnetzmit markanten Einzelrissen ausbilden. DieEinzelrisse verlaufen überwiegend radial.

Risse an Radkörpern,die als Bremsfläche be-nutzt werden

1306

Risse gehen von Bohrungen und Kennzeichnungenin der Scheibe aus und verlaufen als Radial-und/oder Tangentialrisse

Risse ausgehend vonBohrungen undKennzeichnungen

1303

Diese Risse entstehen als Folge von

- Mechanischer Überbeanspruch durch Querkräfte

- fehlerhafter Oberflächenbearbeitung in mechanischhoch beanspruchten Bereichen

- inneren Werkstofffehlern Oberflächenbe-schädigungen

Risse in Umfangs-richtung

1302

Die Fehler verlaufen im Winkel von 45° bis 90° zurRadumfangsrichtung und sind oft Folge vonBeschädigungen der Oberfläche

Radiale Risse1301

ErläuterungBezeichnungFehlercode

Page 38: in der Querrichtung - gleislauftechnik-mueller.ch · Oberflächenbeschädigungen, z.B. infolge - von Schmiedefehlern oder fehlerhafter mechanischer Bearbeitung - inneren Werkstofffehler

Die Längsrisse verlaufen in der Regel längs der Rad-satzwelle. Teilweise verzweigen sich die Risse anihren Enden in Querrissen.

Längsrisse1405

Die Risse treten in Zone 4 auf, d.h. im Bereich derLängsbohrung. Die Risse verlaufen im Winkel von 90°zur Längsachse der Radsatzwelle. Ursachen sindSchäden aus Fertigung oder Korrosion.

Querrisse in Zone 41404

Rillen und Mulden treten umlaufend über den Wellen-umfang auf und können auf der gesamtenWellenbreite vorliegen.

Rillen und Mulden1406

Die Risse treten in Zone 3 auf, d.h. im Bereich derRadsatzwellenschenkel (Lagersitze). Die Risseverlaufen im Winkel von 90° zur Längsachse derRadsatzwelle.

Querrisse in Zone 31403

Die Risse treten in Zone 2, d.h. im Bereich der Sitzeauf. Die Risse verlaufen im Winkel von 90° zurLängsachse der Radsatzwelle. Davon ausge-schlossen sind Risse am Radsatzschenkel und anGleitlagersitzen

Querrisse in Zone 21402

Die Risse treten in Zone 1 im Bereich des Wellen-schaftes, in Mulden zwischen benachbarten Sitzenund Übergängen auf. Die Risse verlaufen im Winkelvon 90° zur Längsachse der Radsatzwelle

Querrisse in Zone 11401

ErläuterungBezeichnungFehlercode