PROCESS FOR DETERMINING THE NEED FOR REPAIR OF MACHINE PARTS OF A TRANSPORT UNIT

Abstract: 1. A process for determining the need for repair of constructional members required for the movement of a transport unit (1), having the following steps : a) moving the transport unit (1) in the new condition at constant speed over a rectilinear distance (10) disposed in a horizontal plane, b) recording by intensity probes (11) rigidly disposed over the distance (10) directly, via the air vibrations produced by the structural members, vibrations occurring thereon during the movement of the transport unit, c) drawing up frequency spectra of the vibrations recorded, d) moving the transport unit (1) at constant speed over the same distance (10) again at a later time, e) recording by the intensity probes (11) vibrations occurring on the structural members during this further movement of the transport unit (1), f) drawing up corresponding frequency spectra of the vibrations recorded, and g) comparing the frequency spectra.

Description: Verfahren zum Bestimmen reparaturbedürftiger Bauteile einer Fahrzeugeinheit Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Der Begriff der Fahrzeugeinheit erstreckt sich dabei vom zweirädrigen Strassenfahrzeug bis zu einem aus mehreren Schienenfahrzeugen zusammengestellten Zug. Zu den zur Fortbewegung der Fahrzeugeinheit notwendigen Bauteilen zählen Räder bzw. Radsätze, Lager, Kardanwellen, Übertragungselemente, Halterungen usw. Fahrzeuge werden im allgemeinen in bestimmten Zeit- oder Entfernungsintervallen in Werkstätten auf ihre Betriebstauglichkeit hin untersucht und gewartet. Während dieser Zeit stehen sie für den Betriebseinsatz nicht zur Verfügung. Bei der Wartung werden oft Bauteile vorsorglich auch dann ausgetauscht, wenn sie noch funktionstüchtig sind. Besteht die Fahrzeugeinheit aus verschiedenartigen Fahrzeugen - z.B. Lokomotive und Wagen - so muss die Fahrzeugeinheit auseinandergenommen und die Fahrzeuge getrennt in Werkstätten gebracht werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Beparatubedürftigkeit von zur Fortbewegung der Fahrzeugeinheit notwendigen Bauteilen bestimmt werden kann, ohne die Fahrzeugeinheit aus dem Betrieb nehmen zu müssen. Diese Aufgabe wird durch die irn Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch das Messen der bei der Bewegung der Fahrzeugeinheit auftretenden Schwingungen im Neuzustand der Fahrzeugeinheit und zu einem späteren Zeitpunkt können die sich dabei ergebenden Unterschiede als Kriterium für die Beschaffenheit der Bauteile genutzt und für ihre Repararturbedürftigkeit herangezogen werden. Die Fahrzeugeinheit braucht dazu lediglich unter mindestens einer konstanten Bedingung über einen Streckenabschnitt bewegt bzw. gefahren zu werden, der insbesondere bei Schienenfahrzeugen einen Teil des Betriebsnetzes darstellen kann. Dabei kann das Aufnehmen der Schwingungen ohne Zeiteinbussen im Zusammenhang mit dem fahrplanmässigen Betrieb stattfinden. Zweckmässigerweise wird die Fahrzeugeinheit für die Messungen mit gleicher und mit gleichbleibender Geschwindigkeit über die Wegstrecke bewegt, wobei es sich zusätzlich günstig auswirkt, die Fahrzeugeinheit über eine in einer waagerechten Ebene angeordnete geradlinige Wegstrecke zu bewegen. Da das Verfahren auch im Zusammenhang mit dem planmässigen Betrieb durchgeführt werden kann, können die Intervalle zum Bestimmen der reparaturbedürftigen Bauteile kürzer gewählt und die Sicherheit der Fahrzeugeinheit damit erhöht werden. Bei der Verwendung von Intensitätssonden werden lediglich die in deren Achse gerichteten Komponenten der Schallintensität (abgestrahlte flächenbezogene Schalleistung) der Bauteile erfasst, wodurch eine eindeutige Lokalisierung der Schwingungs- bzw. Geräuschursache möglich ist. Das Aufnehmen der Schwingungen durch unmittelbar an den Bauteilen angeordnete Schwingungsaufnehmer bringt den Vorteil mit sich, dass das Bestimmen der Reparaturbedürftigkeit der Bauteile an Bord der Fahrzeugeinheit vorgenommen werden kann, und zwar jedesmal, wenn die Fahrzeugeinheit auf einer geradlinigen Strecke mit der gleichen konstanten Geschwindigkeit bewegt wird. Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine als Zug ausgebildete Fahrzeugeinheit, Fig. 2 die Fahrzeugeinheit in einem schematisierten Querschnitt und die zum Durchfnhren des Verfahrens vorgesehenen Geräte in einer schematischen Darstellung, Fig. 3 die Anordnung von Schwingungsaufnehmern am Fuss der Teststrecke, Fig. 4 den Terzpegel der Schallintensität der fahrenden Fahrzeugeinheit und Fig. 5 die Anordnung von Schwingungsaufnehmern an einem Radsatz zugeordneten Bauteilen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist die Fahrzeugeinheit als schienengebundener Zug 1 mit einer sechsachsigen Lok 2 und mit drei vierachsigen Wagen 3 ausgebildet, so dass der Zug insgesamt 18 Achsen A1...A6,A7...A18 aufweist. Der Zug 1, der in Fig. 2 in einem schematischen Querschnitt dargestellt ist, wird mit konstanter Geschwindigkeit v über eine waagerechte gerade Norm- oder Teststrecke 10 bewegt. Links und rechts der Teststrecke 10 ist je eine Intensitätssonde 11 aufgestellt, die die senkrecht zur Teststrecke 10 gerichteten Komponenten der vom Zug 1 bzw. von dc=sen Bauteilen verursachten Schallintensitäten aufnimmt und entsprechende elektrische Signale an ein Magnetbandgerät 12 abgibt, wo sie auf einem Magnetband gespeichert werden. Die gespeicherten Signale beinhalten den Verlauf der Schallintensität aller Frequenzen in Abhängigkeit von der Zeit t. Da der Zug 1 mit konstanter Geschwindigkeit v bewegt wird, ist durch Multiplikation der Zeit t mit der Geschwindigkeit v auch eine Aussage über die Schallintensität in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg bzw. in Abhängigkeit von einer auf die Spitze des Zuges 1 bezogenen Weg-Abszisse s gegeben, wobei der Abstand der Achsen Al. . .A18 von der Spitze des Zuges 1 mit s1...s18 bezeichnet ist. In einem über eine Triggerschaltung von einem Computer 13 gesteuerten Frequenzanalysator 14 werden aus den durch das Magnetbandgerät 12 gespeicherten Schallintensitäten verschiedene Frequenzbänder ermittelt und in einer Speichereinheit 15 gespeichert. Die Bandbreite und die Mittenfrequenz der Frequenzbänder sind dabei auf die verschiedenen Bauteile, z.B. die Achsen A1...A6, A7...A18, abgestimmt. In Fig. 4 ist beispielhaft der Terzpegel der Schall intensität LI des Zuges 1 über der Zeit t bzw. über dem Weg s mit ausgezogenen Linien aufgetragen, wobei u.a. eine der Zahl der Achsen A1...A18 des Zuges 1 entsprechende Zahl von Intensitätsspitzen vorhanden ist. Solche Diagramme können z.B. von einem an den Computer 13 angeschlossenen Plotter 16 aufgezeichnet werden. Zusätzlich oder anstelle der grafischen Aufzeichnungen können auch Protokolle mit den frequenz- und zeit- bzw. wegabhängigen Intensitäten von einem an den Computer 13 angeschlossenen Drucker 17 erstellt werden. Hierbei kann der Ort der Schwingungsentstehung bzw. Schwingunsursache durch den Abstand s von der Spitze des Zuges 1 unmittelbar in Metern angegeben werden. Die infolge einer auf die erste Messung im Neuzustand des Zuges 1 folgenis Messung gewonnenen Intensitätsfrequenzbänder werden dem Computer 13 zusammen mit den entsprechenden in der Speichereinheit 15 gespeicherten Intensitätsfrequenzbändern zur Ermittlung der Differenz zugeführt. Eine einen vorgebbaren Betrag dLg überschreitende Differenz dLi des IntensitäiEa,els LI ist dabei ein Kriterium für die Reparaturbedürftigkeit eines Bauteils. Bei dem Diagramm in Fig. 4 ist die durch den gegebenenfalls bauteil- und damit ortsabhängigen vorgebbaren Betrag also gegebene zulässige Uberschreitung des bei der ersten Messung gewonnenen Intensitätsverlaufsgestrichelt und der bei der später erfolgten Messung gewonnene Intensitätsverlauf strichpunktiert dargestellt ist. Aus Fig. 4 ergibt sich, dass die fünfte Achse AS der Lok 2 und die dritte Achse A13 des zweiten Wagens 3 reparaturbedürftig sind. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die von dem bewegten Zug 1 - und damit von seinen zur Bewegung erforderlichen Bauteilen - in den Schienen 20 der Teststrecke 10 erzeugten Körperschwingungen aufgenommen. Dazu sind an beiden Schienen 20 aneinander gegenüberliegenden Stellen Schwingungsaufnehmer 22 unmittelbar am Schienenfuss 21 angebracht. Das Auswerten der von den Schwingungsaufnehmern 22 abge gebenenelettrischen Signale entspricht dem bereits beschriebenen Verfahren. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind Schwingungsaufnehmer unmittelbar an den einzelnen Bauteilen der Fahrzeugeinheit angeordnet. So sind beispielsweise das Lagergehäuse 24 der Achse A13 und der zugehörige Achslenker 25 jeweils mit einem Besc=hleunigungsauf- nehmer 26, 26' versehen. Die Auswertung der von den Beschleunigungsaufnehmern abgegebenen analogen Signale entspricht dabei dem bereits beschriebenen Verfahren mit dem Unterschied, dass die Intensitätswerte den Bauteilen unmittelbar zugeordnet sind und sich eine Lokalisierung der Schwingungsursache, d.h. die Bestimmung des Bauteils erübrigt. Die zur Auswertung erforderliche hardware ist im Zug 1 angeordnet.

Claims: Patentansprtiche 1. Verfahren zum Bestimmen reparaturbedürftiger Bauteile, die zur Fortbewegung einer Fahrzeugeinheit erforderlich sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bewegen der Fahrzeugeinheit im Neuzustand über eine Wegstrecke unter mindestens einer konstanten Bedingung, b) Aufnehmen von an den Bauteilen auftretenden Schwingungen während des Bewegens der Fahrzeug einheit, c) Erstellen von Frequenz spektren der aufgenommenen Schwingungen, d) erneutes Bewegen der Fahrzeugeinheit über die gleiche Wegstrecke unter der gleichen konstanten Bedingung bzw. unter den gleichen konstanten Bedingungen zu einem späteren Zeitpunkt, e) Aufnehmen von an den Bauteilen auftretenden Schwingungen während des erneuten Bewegens der Fahrzeugeinheit, f) Erstellen von entsprechenden Frequenz spektren der aufgenommenen Schwingungen und g) Gegenüberstellen der Frequenzspektren. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen der Fahrzeugeinheit bei konstanter Geschwindigkeit erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugeinheit über eine geradlinige Wegstrecke bewegt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugeinheit auf einer waagerechten Wegstrecke bewegt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Bauteilen auftretenden Schwingungen unmittelbar über die durch diese erzeugten Luft schwingungen durch fest an der Wegstrecke angeordnete Intensitätssonden aufgenommen werden. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Bauteilen auftretenden Schwingungen durch fest mit der Wegstrecke verbundene Schwingungs aufnehmer aufgeommen werden. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Bauteilen auftretenden Schwingungen durch unmittelbar an den Bauteilen angeordnete Schwingungsaufnehmer aufgenommen werden.

Inventors: SINAMBARI, GHOLAM-REZA, DR.-ING.
Applicants: FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1985
Main classification: G01M17
IPC codes: G01M17, G01H17