DIN 25043-4-2012 Railway applications - Measuring of new railway vehicles - Part 4 Measurement and calculation of static loads effective at the interface between body and running g.pdf

1、Februar 2012DEUTSCHE NORM Normenausschuss Fahrweg und Schienenfahrzeuge (FSF) im DINPreisgruppe 15DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 45.060.01!$p7u“1772082www.

2、din.deDDIN 25043-4Bahnanwendungen Messen von Schienenfahrzeugen beim Neubau Teil 4: Messen und Berechnen der wirkenden Krfte an der Schnittstellezwischen Wagenkasten und Fahrwerk; mit CD-ROMRailway applications Measuring of new railway vehicles Part 4: Measurement and calculation of static loads eff

3、ective at the interface betweenbody and running gear; with CD-ROMApplications ferroviaires Mesure vhicules ferroviaires au cours de la construction Partie 4: Mesure et calculation des forces statiques effectues interface de caisse duwagon et de train roulant; avec CD-ROMAlleinverkauf der Normen durc

4、h Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 25045:1998-10 undDIN 25045 Beiblatt 1:1998-10Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 21 SeitenDIN 25043-4:2012-02 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn dieser Norm ist 2012-02-01. Fr Neuprojekte gilt eine bergangs- bzw. Einfhrungsfrist von 4 Jahren

5、fr bauliche Manahmen in den Werksttten zur Erreichung der definierten Anforderungen. Detaillierte Angaben zu bergangsbestimmungen sind in DIN 25043-1:2012-02, Anhang H, festgelegt. Inhalt Seite Vorwort 4 Einleitung .6 1 Anwendungsbereich .7 1.1 Allgemeines 7 1.2 Ziel und Zweck .7 1.2.1 Ziel .7 1.2.2

6、 Zweck 7 2 Normative Verweisungen 7 3 Begriffe .7 4 Symbole und Abkrzungen 8 5 Anwendungspflicht .9 6 Reproduzierbarkeit der Messungen .10 7 Messung der Aufstandskrfte 10 8 Verfahrensanweisung zur Einstellung der torsionsarmen Lage und Messung der Aufstandskrfte 11 9 Dokumentation .12 10 Berechnung

7、der Gewichtskraft des Wagenkastens .12 11 Berechnung der Schwerpunktlage des Wagenkastens .13 11.1 Bestimmung der y-Koordinate mit Fallunterscheidung 13 11.1.1 Annahme fr symmetrische Aufnahme der Krfte an beiden Wagenenden .13 11.1.2 Annahme fr unsymmetrische Aufnahme der Krfte an beiden Wagenenden

8、 .13 11.2 Bestimmung der x-Koordinate .14 11.3 Anmerkung zum Vorzeichen der Schwerpunktskoordinaten .14 12 Berechnung der auf die Fahrwerke wirkenden Komponenten der Gewichtskraft GW.15 12.1 Fall 1 15 12.2 Fall 2 15 12.3 Fall 3 15 12.4 Fall 4 16 Anhang A (informativ) Beispielrechnung bei symmetrisch

9、em Aufbau .17 Anhang B (normativ) Prfprotokoll .19 Literaturhinweise 21 DIN 25043-4:2012-02 3 Bilder Bild 1 Lageplan der Krfte 8 Bild 2 Bestimmung von ys(symmetrische Kraftaufnahme) 13 Bild 3 Bestimmung von ys(unsymmetrische Kraftaufnahme) . 13 Bild 4 Bestimmung von xs14 Bild B.1 Prfprotokoll Seite

10、1 19 Bild B.2 Prfprotokoll Seite 2 20 Tabellen Tabelle 1 Formelzeichen, Index, Kurzzeichen fr Krfte . 8 Tabelle 2 Formelzeichen, Index, Kurzzeichen fr die Beschreibung der Messstellen und deren Ergebnisse 9 DIN 25043-4:2012-02 4 Vorwort Diese Normreihe wurde im NA 087 BR-01-01 SO Fahrzeugvermessung“

11、 des Normenausschusses Fahrweg und Schienenfahrzeuge (FSF) erstellt. Es ist zu beachten, dass die Mabezeichnungen in den Teilen 2 und 3 (Wagenkasten) sich von den Teilen 5, 6 und 7 (Fahrwerk) bzw. Teil 8 (Fahrzeug) unterscheiden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokum

12、ents Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 25043 Bahnanwendungen Messen von Schienenfahrzeugen beim Neubau besteht aus: Teil 1: Messgrundlagen Teil 2: Messvorgnge an Wagenksten von Reis

13、ezugwagen und Triebwagen Teil 3: Messvorgnge an Wagenksten von Lokomotiven und Triebkpfen Teil 4: Messen und Berechnen der wirkenden Krfte an der Schnittstelle zwischen Wagenkasten und Fahrwerk Teil 5: Messvorgnge am Fahrwerkrahmen Teil 6: Messvorgnge an Wiege/Traverse des Fahrwerks Teil 7: Messvorg

14、nge am kompletten Fahrwerk im Druckstand Teil 8: Messvorgnge bei auf Fahrwerk aufgesetztem Wagenkasten Das Messen der Radaufstandskrfte an Einzelfahrzeugen und im Zugverband wird in dieser Normenreihe nicht behandelt. Dies wird durch die Normenreihe DIN EN 15654 abgedeckt. Es gelten die Messgrundlag

15、en aus DIN 25043-1. DIN 25043-4:2012-02 5 nderungen Gegenber DIN 25045:1998-10 und DIN 25045 Beiblatt 1:1998-10 wurden folgende nderungen vorge-nommen: a) Titelnderung; b) Norm in Normenreihe DIN 25043 implementiert; c) Begriffe teilweise in Teil 1 dieser Normenreihe integriert; d) korrigierte Fehle

16、r in der Berechnung bzw. angepasste Berechnung; e) praxisgerecht angepasste Messverfahren; f) Anhnge mit Beispielrechnung und Prfprotokoll neu aufgenommen; g) Beiblatt 1 zu DIN 25045 in Norm integriert. Frhere Ausgaben DIN 25045: 1998-10 DIN 25045 Beiblatt 1: 1998-10 DIN 25043-4:2012-02 6 Einleitung

17、 Grundlage dieser Norm ist die Ermittlung der torsionsarmen Lage in Anlehnung an die Vorgngernorm (DIN 25045:1998, Abschnitt 13). Des Weiteren seien an dieser Stelle die bekanntesten historischen Verfahren erwhnt. Dabei unterscheidet sich die Vorgehensweise insbesondere durch die physikalischen und

18、messtechnischen Randbedingungen, die im Wesentlichen auch historisch bedingt sind: Dreipunktverwiegung; Grenzverwindeverfahren; Bestimmung durch den Korrekturfaktor der Vorgngernorm (DIN 25045:1998, Abschnitt 8 bzw. Abschnitt 9); Bestimmung anhand von vier unabhngigen Randbedingungen (Momentengleich

19、ung in Wagenquer-richtung, Momentengleichung in Wagenlngsrichtung, Torsionsfreiheit des Wagenkastens, Bilanz aller Gewichtskrfte). Wird eines der vorstehenden historischen Verfahren angewendet, so ist dieses zu dokumentieren, entspricht aber nicht dieser Norm. DIN 25043-4:2012-02 7 1 Anwendungsberei

20、ch 1.1 Allgemeines Diese Norm gilt fr Wagenksten von Schienenfahrzeugen mit Vierpunktlagerung bzw. Vierpunkteinstellung. Nach ihr sind die Mess- und Berechnungsverfahren der vom Wagenkasten auf die Fahrwerke wirkenden statischen Krfte zu bestimmen. Unter Schienenfahrzeugen werden im Folgenden versta

21、nden: Reisezugwagen, Triebwagen, Dienstwagen und Nebenfahrzeuge. Triebkpfe sowie Lokomotiven sind ausdrcklich hiervon ausgenommen. 1.2 Ziel und Zweck 1.2.1 Ziel Entgleisungssicherheit des Gesamtsystems fr das Teilsystem Wagenkasten; freie Tauschbarkeit der Fahrwerke; Optimierung der Instandhaltungsz

22、yklen. 1.2.2 Zweck berprfung des Massenmanagements (Rckkopplung an Konstruktion fr Wagenkasten inklusive Innenausbau und Fahrwerk) inklusive Schwerpunktermittlung; Herstellen der torsionsarmen Lage und deren Kennzeichnung als Bezugsebene fr eine anschlieende Messung der Wagenksten nach Teil 2. Festl

23、egung der gegebenenfalls erforderlichen Beilagen (im Normalfall wagenkastenseitige Anbringung); Ermittlung der Schnittstellenkrfte zur Einstellung der Fahrwerke; Einstellung bzw. berprfung des auf Fahrwerken aufgesetzten Wagenkastens (Messung auf Messgleis) nach Teil 8. 2 Normative Verweisungen Die

24、folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 25043-1:2012-02, Bahnanwe

25、ndungen Messen von Schienenfahrzeugen beim Neubau Teil 1: Messgrundlagen DIN 25043-2:2012-02, Bahnanwendungen Messen von Schienenfahrzeugen beim Neubau Teil 2: Messvorgnge am Wagenkasten von Reisezugwagen und Triebwagen 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 25043-

26、1. DIN 25043-4:2012-02 8 4 Symbole und Abkrzungen Bild 1 zeigt den Lageplan der Krfte. Bild 1 Lageplan der Krfte Tabelle 1 Formelzeichen, Index, Kurzzeichen fr Krfte Formelzeichen, Index, Kurzzeichen Einheit Benennung F kN Kraft FEkN Eckkraft, Gegenkraft zur Aufstandskraft FFkN Berechnete theoretisc

27、he Sttzkraft in der Schnittstelle zum Fahrwerk FMkN Aufstandskraft FTkN Sollkraft GWkN Gewichtskraft Ein nchster Index bei den Krften gibt das Wagenende an (z. B.: FF1= berechnete theoretische Sttzkraft am WE 1) und der letzte Index gibt die Wagenseite an (z. B.: FF1L= berechnete theoretische Sttzkr

28、aft am Fahrwerk 1 links). DIN 25043-4:2012-02 9 Tabelle 2 Formelzeichen, Index, Kurzzeichen fr die Beschreibung der Messstellen und deren Ergebnisse Formelzeichen, Index, Kurzzeichen Einheit Benennung M a Messpunkt S a b Schwerpunkt W a Wagenkasten WE b Wagenende x mm Lngenma in x-Richtung xF cmm Ab

29、stand des Angriffspunktes der berechneten theoretischen Sttzkraft vom Fahrwerk von Wagenlngsebene (nach DIN 25043-1) xM1mm Abstand des Messpunktes am WE 1 von der Wagenlngsebene xM2mm Abstand des Messpunktes am WE 2 von der Wagenlngsebene xSmm Abstand des Schwerpunktes von der Wagenlngsebene xTmm Tr

30、anslationsfaktor zur Bestimmung eines korrigierten Schwerpunktabstandes xSkxSkmm korrigierter Abstand des Schwerpunktabstandes xSdurch den TranslationsfaktorxTy mm Lngenma in y-Richtung yFcmm Abstand des Angriffspunktes der berechneten theoretischen Sttzkraft vom Fahrwerk von der Wagenkastenquereben

31、e (nach DIN 25043-1) yMcmm Abstand des Messpunktes von der Wagenkastenquerebene ySmm Abstand des Schwerpunktes von der Wagenkastenquerebene ahier als Index verwendet bhier als Kurzzeichen verwendetcgegebenenfalls mit Index fr das entsprechende Wagenkastenende 5 Anwendungspflicht Fr alle Produkte (na

32、ch 1.1) jeder Bauart und jeder Reihe sind die Sttzkrfte nach dem vorgegebenen Mess- und Berechnungsverfahren dieser Norm zu ermitteln und zu dokumentieren. Zur Dokumentation der Ergebnisse ist ein Messblatt-Vordruck in Anlehnung an den normativen Anhang B dieser Norm zu verwenden. Die Ermittlung und

33、 Kennzeichnung der Bezugslage hat im Regelfall am Rohbau zu erfolgen. Sie ist am fertigen Produkt nachzuweisen. Der Nachweis am fertigen Wagenkasten ist erbracht, wenn in der torsions-armen Lage die gekennzeichnete Bezugslage im Rohbau mit der vom fertigen Wagenkasten bereinstimmt. DIN 25043-4:2012-

34、02 10 Eine bereinstimmung zwischen Rohbau und fertigem Wagenkasten ist anhand folgender Schritte nachzu-weisen: 1) Ausrichtung der horizontalen Lage des fertigen Wagenkastens nach der Bezugslagenkennzeichnung des Rohbaues; 2) Ermittlung der Aufstandskrfte in dieser Ausgangslage; 3) Erzeugung der tor

35、sionsarmen Lage und Ermittlung der Aufstandskrfte in dieser Lage; 4) Berechnung der prozentualen Abweichung der Aufstandskrfte in der torsionsarmen Lage (Punkt 3) in Bezug zu den Aufstandskrften (Punkt 2) an jeder Aufstandsstelle; 5) die Summe der Absolutwerte aus der prozentualen Abweichung an der

36、rechten und linken Wagenseite darf je Wagenende den Wert von 1 % nicht berschreiten; 6) die im Rohbau angebrachte Kennzeichnung der Bezugslage muss auch beim fertigen Wagenkasten innerhalb der Toleranzen der DIN 25043-2 liegen (z53). Andernfalls ist die Ecklastmessung am fertigen Produkt durchzufhre

37、n und die Bezugslage neu zu kenn-zeichnen. Weichen in torsionsarmer Lage die ermittelten Aufstandskrfte pro Wagenende von fnf nacheinander gefertigten Produkten um max. 1,25 % vom Mittelwert der jeweiligen Aufstandskrfte ab, kann vereinbart werden, weitere Messungen am fertigen Produkt stichprobenar

38、tig durchzufhren. Dabei muss bei jedem der betrachteten Produkte der oben beschriebene Regelfall bei der berprfung der Kennzeichnung der torsionsarmen Lage aus dem Rohbau positiv bewertet worden sein. 6 Reproduzierbarkeit der Messungen Die Messung muss fr einzelne Fahrzeugtypen reproduzierbar sein.

39、Die Reproduzierbarkeit der Messungen wird nachgewiesen, wenn durch wiederholtes Durchfhren der gesamten Messung an mindestens fnf Produkten die Sttzkrfte in torsionsarmer Lage pro Kraftmesseinrichtung um maximal 1 % zum Mittelwert schwanken. Der Mittelwert ist auf die jeweilige Messstelle bezogen. 7

40、 Messung der Aufstandskrfte Das Produkt wird auf vier Kraftaufnehmern in eine Lage gebracht, welche der zu ermittelnden Bezuglage nach DIN 25043-1 mglichst nahe kommt. Dieser Zustand wird durch eine nivellierte bzw. horizontal ausgerichtete Lage (Ausgangslage) dargestellt. Voraussetzungen zur Eckkra

41、ftermittlung: Ist die Aufstandstelle nicht identisch mit der Absttzstelle zum Fahrwerk, sind Krfte bzw. Verfahrwege entsprechend umzurechnen. Bauteile, die bei der Eckkraftermittlung noch nicht montiert werden knnen, sind zu simulieren. Zur Ermittlung der Schwerpunktlage drfen die Ausgleichsmassen n

42、icht mehr als 3 % der Produktmasse betragen. Die Aufstandsstellen sind konstruktiv festzulegen und in einem Messblatt zu dokumentieren. Um die Reproduzierbarkeit der Messungen abzusichern, darf die Abweichung maximal 2,5 mm in y-Richtung und 25 mm in x-Richtung betragen. DIN 25043-4:2012-02 11 8 Ver

43、fahrensanweisung zur Einstellung der torsionsarmen Lage und Messung der Aufstandskrfte 8.1 Messanlage unter dem Wagenkasten bringen und vorzugsweise an der Stelle der Krafteinleitung zum Fahrwerk ausrichten. Das Messergebnis darf durch die Eigenverformung der Messanlage (inklusive der notwendigen Vo

44、rrichtungen) nur im Rahmen der erlaubten Messunsicherheit beeinflusst werden. 8.2 Messanlage ausrichten, Sprungmae bercksichtigen und ggf. Druckplatten auflegen. 8.3 Der Wagenkasten ist ber der Messanlage auszunivellieren und in die Ausgangslage mit einer Positioniergenauigkeit von 0,5 mm zu bringen

45、. 8.4 Anfahren der Kraftmesseinrichtungen gegen den Wagenkasten mit einer Anfangskraft zwischen 0,5 kN bis 2,0 kN. 8.5 Absenken der Hebeeinrichtung bzw. gleichmiges Anheben der Kraftmesseinrichtung zur Voll-lasterzeugung, bis ein ausreichender Freiraum zur Hebeeinrichtung sichergestellt ist, um Kraf

46、tneben-schlsse auszuschlieen. 8.6 berprfung der unter 8.3) eingestellten Ausgangslage. 8.7 Ermittlung der Schwerpunkskoordinaten (nach 8.11) und Bestimmung der Sollkrfte (nach 8.12) aus den gemessenen Aufstandskrften. 8.9 Einstellung der Sollkrfte. Als Empfehlung: Anheben der Wagenkastenecke mit der

47、 geringsten Aufstandskraft. Die Sollkrfte gelten als eingestellt, wenn der Differenzbetrag zwischen der jeweils gemessenen Eckkraft FE(Gegenkraft zur Aufstandskraft FM) und der zugehrigen Sollkraft (FT) nicht grer als 500 N ist. 8.10 Ermittlung der x-, y- und z-Mae fr die Bezugslage. 8.11 Einstellun

48、g der Bezugslage nach DIN 25043-1 durch Drehung des Wagenkastens um die Lngs- und Querachse. Bei Bedarf, z. B. aufgrund von Sprungmaen, sind zustzliche Beilagen zu berck-sichtigen. 8.12 Festlegung und Kennzeichnung der Bezugsebene. 8.13 Bestimmung der Beilagen. 8.14 Am fertigen Wagenkasten ist die i

49、m Rohbau festgelegte torsionsarme Lage zu berprfen (Kenn-zeichnung, Beilagen) 8.15 Prfprotokoll generieren. 8.16 Gegebenenfalls geometrische Messung des Wagenkastens nach DIN 25043-2. 8.17 Nach einer nderung der Lage des Wagenkastens (z. B. durch einseitiges Kippen) ist die Messung ab 8.7 zu wiederholen. 8.18 berprfung, ob sich der Wa