DE2358383A1 - DIAMETER MEASURING DEVICE FOR THE SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF BOTH MEASURING CIRCLE DIAMETERS ON PROFILE-TURNED WHEELS - Google Patents
DIAMETER MEASURING DEVICE FOR THE SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF BOTH MEASURING CIRCLE DIAMETERS ON PROFILE-TURNED WHEELSInfo
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Description
Wilhelm Hegenscheidt
Gesellschaft mbH
514 Erkelenz
PostfachWilhelm Hegenscheidt
Gesellschaft mbH
514 Erkelenz
P.O. Box
Durchmessermeßgerät für das gleichzeitige Messen beider Meßkreisdurchmesser an profilgedrehten RadsätzenDiameter measuring device for the simultaneous measurement of both measuring circle diameters on profile-turned ones Wheelsets
Die Erfindung betrifft ein Durchmessermeßgerätepaar zum gleichzeitigen Messen beider Meßkreisdurchmesser an profilgedrehten Radsätzen durch Abtasten des Umfanges jedes Meßkreises durch ein Reibrad.The invention relates to a pair of diameter measuring devices for simultaneously measuring both measuring circle diameters on profile-turned ones Wheel sets by scanning the circumference of each measuring circle with a friction wheel.
Bekannt sind mit Reibrad arbeitende Präzisionslängenmeßgeräte, wie sie z.B. in der OS 2 218 7 89 und in den darin genannten US-Patentschriften Nr. 3 307 265, 3 561 121, 3 561 120 beschrieben werden.Precision length measuring devices that work with a friction wheel are known, such as those described in OS 2 218 7 89 and in those therein U.S. Patent Nos. 3,307,265, 3,561,121, 3,561,120 referred to above.
Die Reibräder dieser Längenmeßgeräte rollen auf absolut ebenen Bahnen des Bettes einer Bearbeitungsmaschine ab. An die Oberflächengüte der Abrollbahn werden hohe Anforderungen gestellt. Trotzdem ergibt das Zusammenspiel zwischen Reibrolle und Laufbahn Ungenauigkeiten in der Messung, die sich darin dokumentieren , daß es Schwierigkeiten bereitet, nach einem Hin- und Herweg die Nullmarke des Reibrade6 mit der Nullmarke der Abrollbahn jedesmal in Übereinstimmung zu bringen. Uni diese Ungenauigkeiten zu beseitigen, erhalten die Abrollflachen der Reibräder konvex gestaltete Oberflächen. Die Reibräder lassen sich entweder in einer zur Laufbahn vertikalen Achse oder in einer zur Laufbahn-Längsrichtung parallelen Achse oder in beiden Achsen schwenken. Auf diese Weise werden die Meßvorrichtungen justiert. Auch werden die Umfangsflachen der Reibräder mit Querriefen versehen, mit deren Hilfe in der Laufbahn eine Verzahnung erzeugtThe friction wheels of these length measuring devices roll on absolutely flat tracks on the bed of a processing machine. High demands are made on the surface quality of the roller conveyor. Nevertheless, the interplay between Friction roller and track inaccuracies in the measurement, which are documented in the fact that it causes difficulties, after going back and forth, the zero mark of the friction wheel6 always coincides with the zero mark of the roll-off track bring to. To eliminate these inaccuracies, the rolling surfaces of the friction wheels are given convex surfaces. The friction wheels can be positioned either in an axis that is vertical to the track or in a longitudinal direction to the track Pivot parallel axis or in both axes. In this way the measuring devices are adjusted. Also be provide the circumferential surfaces of the friction wheels with transverse grooves, with the help of which a toothing is generated in the raceway
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wird und damit das Reibrad genau geführt wird. Das Reibrad treibt einen rotierenden Impulsgeber, dessen Impulse einem Zähler zugeführt werden. Die entsprechende Weglänge kann direkt abgelesen werden.and so that the friction wheel is guided precisely. The friction wheel drives a rotating pulse generator, its Pulses are fed to a counter. The corresponding path length can be read off directly.
Ferner sind Reibrad-Durchmesser-Meßgeräte bekannt, die in dem Aufsatz „Reibraddurchmessermeßverfahren" aus Industrieanzeiger 91, Jahrgang 1969, Nr. 79, Seite 1925 bis 1927 beschrieben sind.Furthermore, friction wheel diameter measuring devices are known which are described in the article "Friction wheel diameter measuring method" from Industrieanzeiger 91, year 1969, no.79, pages 1925 to 1927.
Es handelt sich um ein Einzelgerät, das nach dem metrischen System arbeitet. ( Siehe Seite 1927, 1. Spalte, Zeile 10 und ff. )It is a single device that works according to the metric system. (See page 1927, 1st column, line 10 and ff.)
Ober die Form der Reibfläche des Reibrades ist nichts ausgesagt. An sich ist es aber naheliegend, die Justiermöglichkeiten der bekannten Längenmeßgeräte auf das Durchmesser-Meßgerät zu übertragen. Aber dafür ist kein Bedürfnis vorhanden, weil :Nothing is said about the shape of the friction surface of the friction wheel. In itself, however, it is obvious, the adjustment options to transfer the known length measuring devices to the diameter measuring device. But there is no need for that because :
1) die Meßergebnisse, wie die Tabelle 1, Seite 1927 des erwähnten Artikels zeigt, so genau sind, daß sie jeder Aufgabe gerecht werden,1) The measurement results, as shown in Table 1, page 1927 of the referenced article, are so accurate that they are any Do justice to the task
2) die Justiereinrichtungen bei Längenmeß :;:rätan /c«1 allem deshalb erforderlich sind, damit nach jedesmaliger Messung der Nullpunkt von Reibrad und Supportsi.hlitten wieder in genaue Übereinstimmung kommt. Bei der Durchmessermessung besteht dieses Problem nicht, weil der Anfangspunkt der Messung von einer besonderen, von dem Meßrad vollständig getrennten Einrichtung bei jedesmaliger- Messung stets neu bestimmt wird,2) the adjustment devices for length measurement:;: rätan / c « 1 are mainly necessary so that after each measurement the zero point of the friction wheel and the support slide comes into exact correspondence again. This problem does not exist with the diameter measurement, because the starting point of the measurement is determined anew each time by a special device completely separate from the measuring wheel.
3) die Auflösungsgenauigkeit der Messung bei gleichbleibender Impulszahl je Umdrehung des Impulsgebers durch Anzahl der WerkStückumdrehungen beliebig gesteigert werden kann.3) the resolution accuracy of the measurement with constant Number of pulses per revolution of the pulse generator divided by the number of Workpiece revolutions can be increased as required.
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Angewendet wurde dieses Meßgerät an einer Karusselldrehmaschine an einer gedrehten zylindrischen Werkstückfläche mit einem Durchmesser von 1119,8 mm. (Seite 1927, Spalte 1, Zeile 1 und ff. und Bild 3) Auch auf geschliffenen Durchmesserflächen kann dieses Meßgerät verwendet werden. An keiner Stelle ist angegeben, welche Beziehungen zwischen der Form der Reibfläche des Reibrades und der Form und Oberflächenbeschaffenheit der gedrehten zu messenden Werkstückfläche bestehen.This measuring device was used on a vertical lathe on a turned cylindrical workpiece surface with a diameter of 1119.8 mm. (Page 1927, column 1, Line 1 and ff. And Fig. 3) Also on ground diameter surfaces this measuring device can be used. Nowhere is it specified which relationships between the shape of the friction surface of the friction wheel and the shape and surface properties of the rotated workpiece surface to be measured exist.
Die Ausführungen zu dem bekannten „Reibrad-Durchmesser-Meßverfahren" gelten allgemein"auch für Geräte für die Messung der Laufkreisdurchmesser an Radsätzen, die bekannt geworden sind durch die Zeitschrift „Glasers Annalen", Jahrgang 83, Heft 2 (Febr. 1959), Seite U9, und durch die AS 1 108 0*43.The remarks on the well-known "friction wheel diameter measuring method" apply in general "also to devices for measuring the running circle diameter on wheelsets that are known have become through the magazine "Glasers Annalen", Volume 83, issue 2 (February 1959), page U9, and through the AS 1 108 0 * 43.
Bekannte Meßgeräte dienen ausnahmslos der Messung eines Durchmesser-Maßes oder zur Bestimmung einer Weglänge , die in einem bekannten Maßsystem ( es soll in diesem Fall stets vom metrischen System gesprochen werden ) angegeben ist. Notwendigerweise muß daher auch das Meßgerät im gleichen Maßsystem arbeiten. Daher haben Durchmesser des Reibrades , Skaleneinteilung bzw. Impulsfolge de6 Reibrades eine feste Beziehung zum metrischen System. Nutzt das Reibrad ab, so geht diese feste Beziehung verloren, und es erfolgt eine Fehlmessung. Bei den bekannten vorerwähnten Meßgeräten muß das verschlissene Meßrad ersetzt werden, was mit Kosten und gegebenenfalls mit Maschinenausfall verbunden ist. Wird ein bestimmter Verschleißgrad zugelassen, so wird damit auch eine Fehlmessung toleriert.Known measuring devices are used without exception to measure a diameter or to determine a path length in a known system of measurement (in this case we should always speak of the metric system) is. It is therefore necessary that the measuring device also work in the same system of measurements. Therefore, the diameter of the Friction wheels, scale graduation or pulse sequence of 6 friction wheels have a fixed relationship to the metric system. Take advantage of that If the friction wheel goes off, this fixed relationship is lost and an incorrect measurement occurs. With the known afore-mentioned Measuring devices, the worn measuring wheel must be replaced, which leads to costs and possibly machine failure connected is. If a certain degree of wear is allowed, an incorrect measurement is tolerated.
Der Verschleiß des Reibrades bei der Messung von Radsatzdurchmessern ist bedeutend höher anzusetzen als bei bekannten Meßgeräten, weil die zu messende Oberfläche sehr rauh ist. Auch muß der Andruck des Reibrades größer sein als der bei bekannten Meßgeräten, damit ein Springen des Reibrades und damit eine Fehlmessung vermieden werden.The wear of the friction wheel when measuring wheel set diameters is to be set significantly higher than with known measuring devices, because the surface to be measured is very rough. Also, the pressure of the friction wheel must be greater than that of known measuring devices, so that jumping of the friction wheel and thus an incorrect measurement can be avoided.
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Wie bereits erwähnt, ist bei einem Radsatz die Kenntnis des Maßes beider Meßkreisdurchmesser erforderlich. Hier jedoch findet das Reibrad keine ebene oder zylindrische Fläche vor, sondern eine Fläche mit folgenden Eigenschaften :As already mentioned, it is necessary to know the dimensions of both measuring circle diameters for a wheelset. here However, the friction wheel does not find a flat or cylindrical surface, but a surface with the following properties:
1) Sie ist kegelig rund ,1) It is conical round,
2) Die Kegelneigung ist verschieden groß, wenn auf der gleichen Maschine Radsätze mit verschiedenen Profilen zu vermessen sind.2) The taper inclination is different if wheel sets with different profiles on the same machine are to be measured.
3) Die Oberflächengüte der zu messenden Fläche ist nicht auf die Erfordernisse des Messens, sondern auf Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung und Erfordernisse des Fahrbetriebes ausgerichtet.3) The surface quality of the area to be measured is not on the requirements of the measurement, but on the economic efficiency of the processing and the requirements of the Aligned driving operations.
Ό Sie ist gedreht und besteht aus spiralig angeordneten Rillen, deren Kammabstand und Rillentiefe sowohl von Radsatz zu Radsatz als auch von Rad zu Rad eines Radsatzes verschieden groß sind.Ό It is twisted and consists of spirals arranged Grooves, their crest spacing and groove depth from wheelset to wheelset as well as from wheel to wheel of a wheelset are of different sizes.
Der Grund dafür liegt darin, daß je nach Bauart der Bearbeitungsmaschine die Vorschübe beider Supporte verschieden groß sein können, daß die Schneidenabmessungen der Werkzeuge beider Supporte verschieden groß sein können, daß der Abnutzungszustand der Werkzeuge beider Supporte verschieden sein kann.The reason for this is that, depending on the design of the processing machine the feed rates of both supports can be of different sizes that the cutting edge dimensions of the tools both supports can be of different sizes that the state of wear the tools of both supports can be different.
Aufgrund vorangegangener Ausführungen ist davon auszugehen, daß Reibrad-Meßgeräte folgender Ausführung , besonders in bezug auf die Durchmessermessung der Räder an Eisenbahnradsätzen , vorbekannter Stand der Technik sind :On the basis of the previous statements, it can be assumed that friction wheel measuring devices of the following design, especially in With regard to the diameter measurement of the wheels on railway wheelsets, the prior art is:
Zwei Reibräder mit zur Meßkreisebene vertikaler Achse mit sehr genau im metrischen System hergestellten Durchmessern mit einem rotierenden Impulsgeber mit einer solchen Impuls-Two friction wheels with an axis vertical to the plane of the measuring circle with diameters produced very precisely in the metric system with a rotating pulse generator with such a pulse
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zahl je Umdrehung des Impulsgebers , daß die Auflösungsgenauigkeit des Meßgerätes in Zusammenhang mit der Anzahl' der Meßumdrehungen des Werkstückes eine Dekadenzahl ergibt. (Siehe Industrieanzeiger Seite 1925 ,iReibrad-Durchmesser-Meßverfahren" , Spalte 2, Gleichung (3)).number per revolution of the pulse generator that the resolution accuracy of the measuring device in connection with the number ' of the measuring revolutions of the workpiece results in a number of decades. (See Industrieanzeiger, page 1925, friction wheel diameter measuring method " , Column 2, equation (3)).
In der Breite ihres zylindrischen Umfangsteiles unterliegen die bekannten Reibräder keinerlei Gesetzmäßigkeiten, die in bezug zum Meßergebnis stehen. Die Breite wird lediglich von fertigungstechnischen Gesichtspunkten bestimmt. Ebenso wurde bisher der Form des Übergangs von der zylindrischen Umfangsflache zu beiden Stirnflächen keine Beachtung geschenkt. Weiter soll die axiale Mittenebene des zylindrischen Umfangsteiles bekannter Reibräder aus meßtechniechen Gründen mit den Meßkreisebenen des Radsatzes zusammenfallen.In the width of their cylindrical circumferential part, the known friction wheels are not subject to any laws that are described in are related to the measurement result. The width is only determined by manufacturing aspects. as well So far, the shape of the transition from the cylindrical circumferential surface to both end faces has not been taken into account given. Furthermore, the axial center plane of the cylindrical peripheral part of known friction wheels from metrology should Reasons coincide with the measuring circle planes of the wheelset.
Bedingt durch die vorgenannten geometrischen Verhältnisse liegen z.B. die dem Spurkranz zugewandten Kanten der zylindrischer? Umfangsflachen der Reibräder nicht in der Meßkreisebene , sondern in einer anderen Ebene an der Lauffläche. Es wird daher nicht der Durchmesser in der Meßkreisebene, sondern derjenige in einer anderen Ebene gemessen, was offensichtlich, besonders bei den üblichen kegeligen Profilen, zu Maßabweichungen gegenüber dem Durchmesser in der Meßkreisebene führt. Diese Abweichung wäre erträglich, wenn bei beiden Reibrädern die Form-, Positions- und Maßabweichung der Reibräder untereinander gleich wäre. Sie ist es aber nicht, da die Breite der Reibräder und ebenfalls deren Abrundungen nicht gleichgehalten werden, so daß die Ebenen, in denen tatsächlich gemessen wird,abweichend von der Meßkreisebene und bei beiden Rädern eines Radsatzes auch noch unterschiedlich liegen. Es läuft ja bei der Drehfläche das Reibrad auf den Rillenkämmen der gedrehten Lauffläche ab, aber nur diejenigen Rillenkämme ergeben den genauen Meßkreisdurchmesser, deren Kammspirale, auf den Umfang gesehen, durch die Meßkreisebene in zwei gleiche Teile geteilt wird. Es ist zu beachten, daß die Drehrille sehr flach ist und das Reibrad mit seiner dem Spurkranz zugewandten Kanten-Due to the aforementioned geometrical relationships, for example, are the edges facing the flange of the cylindrical? Circumferential surfaces of the friction wheels not in the measuring circle plane, but in another plane on the running surface. It the diameter is therefore not measured in the plane of the measuring circle, but that in another plane, which is obviously especially with the usual conical profiles, to dimensional deviations compared to the diameter in the measuring circle plane leads. This deviation would be tolerable if the form, position and dimension deviations in both friction wheels the friction wheels would be the same as one another. But it is not, because the width of the friction wheels and also their rounding are not kept the same, so that the levels in which measurements are actually carried out deviate from the level of the measuring circle and are also different for both wheels of a wheel set. It works with the rotating surface The friction wheel on the grooved ridges of the turned tread, but only those groove crests give the exact measuring circle diameter, whose comb spiral, seen on the circumference, is divided into two equal parts by the measuring circle plane. It should be noted that the turning groove is very shallow and the friction wheel with its edge facing the flange
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abrundung auf den Grund der Rille zu liegen kommt, statt mit seiner zylindrischen Umfangsfläche die zweite Hälfte der Kammspirale abzutasten.rounding comes to lie on the bottom of the groove instead of the second half with its cylindrical circumferential surface to feel the comb spiral.
Die bisher genannten Gründe für die ungenaue Durchmessermessung an Radsätzen mit den bekannten Reibradmeßgeräten werden noch erweitert dadurch, daß solche Reibräder, deren zylindrische Breite kleiner ist als der Rilienkammabstand, in das Rillental eintauchen und das Meßergebnis verfälschen , weil die Durchmessermessung sich stets an der von den Rillenkämmen bestimmten Umfangsfläche des Profils orientieren muß. Es ist ferner keineswegs sichergestellt, daß der Rilienkammabstand auf den Profilen beider Räder gleich ist. (Verschiedener Vorschub) Es kann also vorkommen, daß eine Reibrolle in das Rillental eintaucht, die andere Reibrolle auf den Rillenkämmen verbleibt.The reasons mentioned so far for the imprecise diameter measurement on wheelsets with the known friction wheel measuring devices are expanded by the fact that such friction wheels, the cylindrical width of which is smaller than the Rilienkamm distance, Immerse yourself in the Rillental and falsify the measurement result, because the diameter measurement must always be based on the circumferential surface of the profile determined by the groove crests. Furthermore, it is by no means certain that the ridge spacing on the profiles of both wheels is the same. (Different Feed) So it can happen that one friction roller is immersed in the groove, the other friction roller on the groove combs remains.
Die Schwierigkeiten, die sich durch erhöhte Genauigkeitsansprüche ergeben, sind darauf zurückzuführen, daß die erforderliche Meßgenauigkeit in das Niveau der Rauhtiefe eingeht.The difficulties resulting from increased accuracy requirements are due to the fact that the required Measurement accuracy is included in the level of the surface roughness.
Gemäß Vorschrift beispielsweise der Deutschen Bundesbahn soll die Rauhtiefe (Rt) auf der gedrehten Lauffläche kleiner sein als 60 Mikrometer, geltend bei einer zulässigen Meßkreisdurchmesserdifferenz von AD = 0,3 mm. Die Anzeigeungenauigkeit bekannter Meßgeräte aber liegt schon, wie aus dem Vorangegangenen unschwer zu entnehmen ist, in dieser Größenordnung, so daß infoige der Fehlmessungen kostbares Bandagenmaterial unnötig zerspant wird.According to the regulation of the German Federal Railroad, for example, the surface roughness (Rt) on the turned running surface should be smaller than 60 micrometers, valid for a permissible measuring circle diameter difference of OD = 0.3 mm. The display inaccuracy of known measuring devices, however, is already apparent it is easy to see from the foregoing, in this order of magnitude, so that some of the incorrect measurements are valuable Bandage material is unnecessarily machined.
Die Schwierigkeiten der Messung der Meßkreisdurchmesser können verringert werden, wenn die Oberflächengüte (Rt) der gedrehten Radsatzlauffläche verbessert wird. Aber es darf die Wirtschaftlichkeit der Radsatzaufarbeitung nicht außer acht gelassen werden, die es erforderlich macht, durch möglichst große Vorschübe eng an die in den Vorschriften gegebene Rauhtiefengrenze heranzukommen.The difficulties of measuring the measuring circle diameter can be reduced if the surface finish (Rt) of the turned wheelset tread is improved. But it The profitability of wheelset reconditioning must not be disregarded, which makes it necessary to get as close as possible to the roughness limit given in the regulations by means of the greatest possible feed rates.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Reibradmeßgerätepaar zur Vermessung beider Meßkreisdurchmesser an profilgedrehten Radsätzen zu schaffen, das in der Lage ist, in genau bestimmbaren und somit bekannten Grenzen zuverlässige Meßergebnisse zu liefern.The invention is therefore based on the object of providing a pair of friction wheel measuring devices for measuring both measuring circle diameters to create profile-turned wheelsets that are able to produce precisely identifiable and therefore known Limits to deliver reliable measurement results.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst9 daß jedes der beiden Reibräder eines Durchmessermeßgerätepaaree mit seiner Achse parallel zur Mantellinie der zu messenden Profilstelle liegt und sowohl im Durchmesser als auch in der wirksamen Meßbreite gleich große zylindrische Umfangsflachen aufweist, deren halbierende Ebene die Meßkreisebene jedes Rades des Radsatzes in einer Geraden schneidet, die den Meßkreis tangiert und deren wirksame Meßbreite ca. gleich ist dem gleichen Abstand der Rilienkämme der Oberflächen beider Räder des Radsatzes im Meßbereich.According to the invention the object is achieved in 9 that each of the two friction wheels a Durchmessermeßgerätepaaree lies with its axis parallel to the surface line to be measured profile body and having both in diameter and in the effective measurement width of the same size cylindrical circumferential surfaces, the plane bisecting the measuring circle of each wheel of the wheelset intersects in a straight line that is tangent to the measuring circle and whose effective measuring width is approximately equal to the same distance between the ridges of the ridges of the surfaces of both wheels of the wheel set in the measuring area.
Vorteilhaft rollt ein Reibrad mit zylindrischer Oberfläche auf den Rillenkämmen der Radreifenoberfläche ab. Weil die wirksame Meßbreite des Reibrades gleich ist dem Abstand der Rillenkämme und weil die zylindrische Umfangsflache des Reibrades parallel zur Mantelfläche des zu messenden Profils ist, ist während einer Umdrehung des Radsatzes nacheinander die ganze wirksame Breite des Reibrades in Kontakt mit einer einzigen Windung der Rillenkammspirale, deren halbierende Ebene mit der Meßkreisebene zusammenfällt. Zwar weist die zu messende Rillenkamm&piraie einen abnehmenden ( bzw. zunehmenden ) Radius auf, aber da die Rilienkämme mit der zylindrischen Reibradfläche zusammenarbeiten, ergibt sich ein mittlerer Durchmesser, der genau dem Laufkreisdurchmesser entspricht. Es ist daher bei kegeligen Profilen nicht eine Kante des Reibrades allein in Kontakt mit dem Profil. Hierdurch wird vorteilhafterweise vermieden, daß die Meßebene nach der tragenden Kante hin versetzt wird und daß die tragende Kante des Reibrades mit dem Rillengrund in Kontakt kommt.A friction wheel with a cylindrical surface advantageously rolls on the groove crests of the wheel tire surface. Because the effective measuring width of the friction wheel is the same as the distance between the groove crests and because the cylindrical circumferential surface of the friction wheel is parallel to the outer surface of the profile to be measured, the entire effective width of the friction wheel is in contact with a single turn of the groove comb spiral during one rotation of the wheel set, one after the other. whose bisecting plane coincides with the measuring circle plane. It is true that the groove crest to be measured has a decreasing (or increasing) radius, but since the groove crests work together with the cylindrical friction wheel surface, the result is an average diameter that corresponds exactly to the diameter of the running circle. In the case of tapered profiles, therefore, it is not just one edge of the friction wheel that is in contact with the profile. In this way it is advantageously avoided that the measuring plane is offset towards the supporting edge and that the supporting edge of the friction wheel comes into contact with the groove base.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden vorteilhaft Reibräder verwandt, die untereinander sowohl in der wirksamen Meßbreite als auch im Durchmesser gleich große Umfangsflachen aufweisen, die aus einem zylindrischen Teil und je einem beiderseits anschließenden gleich großen Kreisbogenteil mit einem Radius größer als der Radius der Werkzeugschneide bestehen und deren halbierende Ebene die Meßkreisebene jedes Rades eines Radsatzes in einer den Meßkreis tangierenden Geraden schneidet und bei denen die Breite des zylindrischen Teiles ca. gleich ist dem gleichen, aber kleinsten Abstand der Rillenkämme der Oberflächen beider Räder des Radsatzes.In a further embodiment of the invention are advantageous Friction wheels related, which are equal to each other both in the effective measuring width and in the diameter have large peripheral surfaces that consist of a cylindrical Part and an equally large circular arc part adjoining on both sides with a radius greater than that Radius of the tool cutting edge and its bisecting plane the measuring circle plane of each wheel of a wheelset in intersects a straight line tangent to the measuring circle and in which the width of the cylindrical part is approximately the same the same but smallest distance between the groove crests of the surfaces of both wheels of the wheelset.
Es sei bemerkt, daß hier mit „Meßkreis" der Kreis gemeint ist, der sich als „Spur" auf der Meßkreisebene darstellt, wenn die über die Drehrilienkämme gelegte Einhüllende des Radprofils die Meßkreisebene durchdringt.It should be noted that here with "measuring circle" is meant the circle that is represented as a "track" on the measuring circle level, when the envelope of the wheel profile placed over the ridges of rotation penetrates the plane of the measuring circle.
Bei erfindungsgemäßer Ausführung der Meßvorrichtung kann vorteilhafterweise mit einem einzigen Reibräderpaar auch dann der Meßkrexsdurchmesser geraessen werden, wenn von Radsatz zu Radsatz verschiedene, jedoch für beide Räder eines Radsatzes gleiche Abstände der Rillenkämme gedreht worden sind.With the inventive design of the measuring device can advantageously with a single pair of friction wheels, the Messkrexsdurchmesser can also be raessened when of Wheelset to wheelset different, but rotated the same distances of the groove crests for both wheels of a wheelset have been.
Ein weiterer Vorteil, erreicht durch die genannte Ausbildung der Reibrollen-Meßfläche, ist darin zu sehen, daß unabhängig von der Größe des AbStandes der Rillenkämme nur eine einzige Spirale der Rillenkämme gemessen wird und als Ergebnis ein mittlerer Durchmesser erscheint, der dem Meßkrexsdurchmesser des Radsatzes entspricht. Die Differenzmessung beider Meßkreisdurchmesser wird unabhängig von den Rillenkammabständen auf der Laufflächenoberfläche mit gleicher Genauigkeit durchgeführt. Dagegen werden die absoluten Durchmesser im dekadischen System mit größerem Abstand der Rillenkämme größer gemessen. Die Messung erfolgt genau im Sinne der Aufgabenstellung, die große Genauigkeit bei der Differenzmessung beider Meßkreisdurchmesser und weniger genaue Angaben bei Feststellung des absoluten Meßkreisdurchmessers zuläßt. Das Reibrad rolltAnother advantage, achieved by the aforementioned design of the friction roller measuring surface, can be seen in the fact that regardless of the size of the distance between the groove crests only a single spiral of the groove crests is measured and a mean diameter appears as a result, which corresponds to the measuring crest diameter of the wheelset. The difference measurement between the two measuring circle diameters is independent of the Groove crest distances on the tread surface carried out with the same accuracy. On the other hand, the absolute Diameter in the decadal system measured larger with a larger distance between the groove crests. The measurement takes place exactly in the sense of the task, the great accuracy in the differential measurement of the two measuring circle diameters and allows less precise information when determining the absolute measuring circle diameter. The friction wheel rolls
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niemals wechselweise in dem Rillental und auf dem Rillenkamm ab, sondern ist ständig in Kontakt mit dem Rillenkamm. Die Abrollverhältnisse zwischen Reibrad und Eisenbahnrad sind' also präzise überschaubar gemacht worden.never alternately in the Rillental and on the Rillenkamm but is constantly in contact with the groove crest. The rolling conditions between the friction wheel and the train wheel are ' so it has been made precisely manageable.
Erfindungsgemäß ist die wirksame Meßbreite (b) beider Reibräder etwa gleich dem Wert der Quadratwurzel aus dem Produkt der zulässigen Durchmesserdifferenz AD der Meßkreisdurchmesser des Radsatzes mal dem Schneidenabrundungsradius (r) des für das Profildrehen benutzten Werkzeuges ( b s [/1,6 · AD · r ), und die zulässige Durchmesserdifferenz (Ad) der wirksamen Umfangsflächen der beiden Reibräder ist etwa gleich dem durch den Meßkreisnenndurchmesser (D) dividierten Produkt des Reibradnenndurchmessers (d) mal 20 % der zulässigen Durchmesserdifferenz ( AD) beider Meßkreisdurchmesser. ( Ad = ^ · 0,2 ♦ A D)According to the invention, the effective measuring width (b) of both friction wheels is approximately equal to the value of the square root of the product of the permissible diameter difference AD of the measuring circle diameter of the wheel set times the cutting edge rounding radius (r) of the tool used for profile turning (bs [/ 1.6 · AD · r), and the permissible difference in diameter (Ad) of the effective circumferential surfaces of the two friction wheels is approximately equal to the product of the nominal diameter of the friction wheel (d) divided by the nominal diameter of the measuring circle (D) times 20% of the permissible difference in diameter (AD) of the two measuring circle diameters. (Ad = ^ · 0.2 ♦ AD)
Während die beiden ersten Ansprüche Vergieichsrichtlinien für die gegenseitige Beeinflussung von Form und Oberfläche der Radsatzlauffläche sowie von Lage, Form und Größe der Reibräder geben, werden in Anspruch 3 vorteilhafte Bemessungsrichtlinien für Form und Oberfläche der Radsatzlauffläche sowie für Form und Größe der Reibräder gegeben, und zwar als Funktion der zulässigen Meßkreisdurchmesserdifferenz des Radsatzes. Einschließlich der im Anspruch 3 nicht genannten Beziehung (1) handelt es sich um folgende Beziehungen :While the first two claims Vergieichslinien for the mutual influence of shape and surface of the Wheelset tread as well as the position, shape and size of the friction wheels are advantageous dimensioning guidelines in claim 3 for the shape and surface of the wheelset running surface and for the shape and size of the friction wheels, namely as Function of the permissible measuring circle diameter difference of the wheelset. Including those not mentioned in claim 3 Relationship (1) is the following:
s2 · 1000
Rt s ο . «. s 2 1000
Rt s ο. «.
,6 · AD · r (2), 6 AD r (2)
= a . 0,2 · AD (3)= a. 0.2 OD (3)
D : Meßkreisnenndurchmesser des Radsatzes (nun) d : Reibraädurchmesser (mm)D: Nominal measuring circle diameter of the wheelset (now) d: friction wheel diameter (mm)
&D : zulässige Differenz beider Meßkreisdurchme.sser (mm) (ist ,vorbestimmt)& D: permissible difference between the two measuring circle diameters (mm) (is, predetermined)
Ad : zulässige Differenz beider Reibraddurchmesser Rt : Rauhtiefe (pm)Ad: permissible difference between the two friction wheel diameters Rt: surface roughness (pm)
509823/0379 - to -509823/0379 - to -
s : Vorschub auf der Lauffläche (mm/U) r : Radius der Schneidenabrundung (mm) b : wirksame Meßbreite der Reibräder (nun)s: feed on the running surface (mm / rev) r: radius of the cutting edge rounding (mm) b: effective measuring width of the friction wheels (now)
Bei beiden mit einem"gleichen Vorschub (s) in (mm/U) gedrehten Laufflächen ist erfindungsgemäß : b = s (4)With both with an "same feed rate (s) in (mm / rev) turned running surfaces is according to the invention: b = s (4)
Die Beziehung (1) ist aus der einschlägigen Literatur bekannt und gilt für gedrehte zylindrische Oberflächen. Die Beziehung (2) ist aus der Überlegung entstanden, daß nicht bei jeder Rauhigkeit (Rt) der Lauffläche jede Größe von AD erlaubt ist , sondern daß ein kleines Δ D eine geringe Rauhigkeit (Rt) bedingt. Als vernünftiges Maß hat sich in der Praxis für Rt ein Wert ergeben, der etwa 20 % von AD beträgt ( siehe Beschreibungseinleitung: Rt = 60 μπι bei AD * 0,3 mm/). Aus dieser Überlegung ergibt sich somit die Beziehung :The relationship (1) is known from the relevant literature and applies to turned cylindrical surfaces. The relation (2) arose from the consideration that not every size of AD is allowed for every roughness (Rt) of the tread, but that a small Δ D results in a low roughness (Rt). In practice, a value of about 20% of AD has been found to be a reasonable measure for Rt (see introduction to description: Rt = 60 μπι at AD * 0.3 mm /). From this consideration we get the relationship:
Rt * 0,2 «AD · 1000 (5)Rt * 0.2 «AD · 1000 (5)
Selbstverständlich kann der Faktor 0,2 durch den allgemeinen Faktor ,ia" ersetzt werden, der beliebige Abhängigkeiten einschließt. Der Faktor 0,2 hat sich in der Praxis aber als äußerst zweckmäßig erwiesen und soll daher hier beibehalten werden.Of course, the factor 0.2 can be replaced by the general factor "ia", the arbitrary dependencies includes. The factor 0.2 has proven to be extremely useful in practice and should therefore be used here to be kept.
Gleichung (U) und (5) in (1) eingesetzt, ergibt die Beziehung : Equation (U) and (5) inserted in (1) yields the relationship:
■ f.< ■ f. <
AD · r (6)AD r (6)
Aus dieser Beziehung (6) , in der AD vorgegeben, bekannt: und in diesem Sinne konstant ist, ist die erforderliche Vorschubgröße (s) zu entnehmen. Diese Vorschubgröße (s) ist vorteilhafterweise die größtmögliche und zugleich in bezug auf die Produktionsleistung wirtschaftlichste für die Radsatzdrehmaschine.From this relationship (6), given in the AD, known: and is constant in this sense, the required feed rate (s) can be taken. This feed rate (s) is advantageously the largest possible and at the same time the most economical in terms of production output for the wheelset lathe.
509823/0379 . :509823/0379. :
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Folgende Tabelle zeigt die aus den genannten Beziehungen erreichten Resultate.The following table shows the relationships from the above achieved results.
m mm m
mmmm
mmmm
mmmm
yU/7?yU / 7?
mm IUmm IU
m /77 m / 77
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Die in den Gleichungen (1) bis (6) ausgedrückten Beziehungen bedeuten keinesfalls starre mathematische Regeln, sondern sind in kleinen Grenzen nach Bedarf variierbar. Vielmehr soll die Abhängigkeit der einzelnen Größen voneinander aufgezeigt werden.The relationships expressed in equations (1) to (6) by no means mean rigid mathematical ones Rules, but can be varied within small limits as required. Rather, the dependence should be on the individual Sizes are shown from each other.
Für die Werte „s" bzw. „b" sind grobe Abweichungen zulässig, wie sie in DIN 7168 für nicht tolerierte Längenmaße und Rundungshalbmesser gegeben sind. Der Grund dafür ist darin zu suchen, daß ein Fehler in diesen Werten sich in dem Meßresultat nur einfach wiederspiegelt und weil die Meßresultate durch Abweichung der tatsächlichen Meßebene zur Meßkreisebene lediglich im Verhältnis der doppelten Steigung des Profils an der Meßstelle verfälscht werden. Das Steigungsverhältnis ist an der Meßsteile sehr klein, und daher fällt auch ein Meßfehler bei den zugelassenen Abweichungen unbedeutend aus. In Gleichung (3) gibt der Anspruch 3 vorteilhafterweise die zugelassene Durchmesserdifferenz (Δ d) der beiden Reibräder an in Abhängigkeit von der limitierten Durchmesserdifferenz ( Δ D) der Laufkreisdurchmesser des Radsatzes . Diese Angabe ist für den Benutzer solcher Meßgeräte deshalb wichtig, weil er damit ermitteln kann , ob ein angebotenes Meßgerät für seine Zwecke geeignet ist, und weil er feststellen kann, ob abgenutzte Reibräder noch genügend genau arbeiten. Für den Konstrukteur von Meßgeräten ist dieses Wissen erforderlich, damit für die Herstellung von Meßrädern genaue Angaben gemacht werden können. Für den Konstrukteur von Radsätzen ist dieses Wissen erforderlich, damit für die Herstellung und für die Aufarbeitung von Radsätzen Angaben gernacftt werden können, deren Einhaltung tatsächlich überprüfbar ist.There are gross deviations for the values "s" and "b" permissible, as given in DIN 7168 for non-toleranced length dimensions and rounding radius. The reason for this it is to be sought that an error in these values is only simply reflected in the measurement result and because the measurement results due to the deviation of the actual measuring plane to the measuring circle plane only in relation the double slope of the profile at the measuring point can be falsified. The slope ratio is at the measuring parts very small, and therefore a measurement error in the permitted deviations is also insignificant. In equation (3) Claim 3 advantageously specifies the permitted diameter difference (Δ d) of the two friction wheels as a function from the limited diameter difference (Δ D) the running circle diameter of the wheelset. This indication is important for the user of such measuring devices because he can determine whether an offered measuring device is suitable for his purposes, and because he can determine whether worn friction wheels are still working with sufficient accuracy. For the designer of measuring devices, this knowledge is necessary in order to be precise for the production of measuring wheels Information can be given. This knowledge is necessary for the designer of wheelsets so that for the Manufacturing and reconditioning of wheelsets information can be provided, compliance with which can actually be checked is.
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Ad= 0.006Ad = 0.006
Differenzdifference
Δ DΔ D
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Ad= 0,01Ad = 0.01
Differenzdifference
Δ DΔ D
Erfindungsgemäß sind die tatsächlichen Meßdurchmesser beider Reibräder gleich groß, müssen aber nicht präzise ihrem dekadischen Nenndurchmesser entsprechen.According to the invention, the actual measuring diameters of both friction wheels are the same, but do not have to be precise correspond to their decadic nominal diameter.
Vorteiihafterweise wird durch die erfindungsgemäße Ausführung des Meßgerätepaares die Lebensdauer der Reibräder wesentlich erhöht, weil Material verschlissen werden kann, das über den Dekadendurchmesser hinaus aufgetragen ist,als auch vom Material unter dem Dekadendurchmesser verschleißend Gebrauch gemacht werden kann. Außerdem können solche Reibräder auch nachgeschliffen werden, um die Gleichheit der Durchmesser wiederherzustellen.Advantageously, the embodiment according to the invention of the pair of measuring devices significantly increases the service life of the friction wheels because material can be worn out, which is plotted beyond the decade diameter as the material below the decade diameter can also be used to wear out. In addition, such friction wheels can also be reground to restore the uniformity of the diameters.
509823/03 7 9509823/03 7 9
Zwar wird der Durchmesser der Räder eines Radsatzes in seiner absoluten Größe nicht genau gemessen, aber der Fehler ist nur gering und beträgt - 0,1 %, wenn das Reibrad beispielsweise einen Durchmesser von 100,1 mm statt 100 mm erhält und bis auf 99,9 mm abgenutzt wird.The diameter of the wheels of a wheelset is in its absolute size is not accurately measured, but the error is small and is -0.1% if that For example, the friction wheel has a diameter of 100.1 mm instead of 100 mm and is worn down to 99.9 mm.
Vorteilhafterweise ist der Reibraddurchmesser gleich oder größer als 20 % der zu messenden Durchmesser, da ein großer Reibraddurchmesser genauere.Meßwerte als ein kleiner Reibraddurchmesser ergibt.The friction wheel diameter is advantageously equal to or greater than 20% of the diameter to be measured, since a larger friction wheel diameter gives more accurate measurements than a small friction wheel diameter.
Beispiel : In allen Fällen wird ein Meßkrexsdurchmesser von genau 1000 mm gemessen.Example: In all cases a measuring cross diameter of exactly 1000 mm is measured.
Ein Reibraddurchmesser von 50 mm ergibt einen Meßkreisdurchmesser des Radsatzes von 1000 mm.A friction wheel diameter of 50 mm results in a measuring circle diameter of the wheel set of 1000 mm.
Ein Reibraddurchmesser von 200 mm ergibt ebenfalls einen Meßkreisdurchmesser von 1000 mm.A friction wheel diameter of 200 mm also results in a measuring circle diameter of 1000 mm.
Der Meßfehler beträgt bei Verwendung eines Reibrades mit 50 ,01 mm Durchmesser und einer Differenz der Reibraddurchmesser von 0,01 mm 0,2 mm und ist somit nicht tragbar. Der Meßfehler beträgt bei Verwendung eines Reibrades mit 200,01 mm Durchmesser" und einer Differenz der Reibraddurchmesser von 0,01 mm 0,05 mm, also nur 2 5 % des vorherigen Meßfehlers bei gleichem absolutem Fehler der Reibräder. Es kann also der in den Tabellen 2 und 3 in den Spalten 3 und 4 angegebene Fehlerbereich durch Wahl eines Reibrades vom Durchmesser d = 200 mm auf die Hälfte eingeengt werden. Es kann also bei Anwendung der übrigen erfindungsgemäßen Erkenntnisse z.B. nur durch die Wahl eines geeigneten Reibraddurchmessers der sich aus Spalte 3 und k der Tabellen 2 und 3 ergebende Meßfehlerbereich in vorbestimmbare Grenzen gedrängt werden.When using a friction wheel with a diameter of 50.01 mm and a difference in the diameter of the friction wheel of 0.01 mm, the measurement error is 0.2 mm and is therefore not acceptable. When using a friction wheel with a diameter of 200.01 mm and a difference in the diameter of the friction wheel of 0.01 mm, the measurement error is 0.05 mm, i.e. only 25% of the previous measurement error with the same absolute error of the friction wheels Tables 2 and 3 in columns 3 and 4 can be reduced to half by choosing a friction wheel with a diameter of d = 200 mm. When applying the other findings according to the invention, for example, only by choosing a suitable friction wheel diameter from column 3 and k of tables 2 and 3 resulting in Meßfehlerbereich predeterminable limits are suppressed.
Als weiterer Vorteil eines großen Reibrades ergibt sich, daß der Verschleiß gegenüber einem kleinen Reibrad im quadratischen Verhältnis der Durchmesser kleiner ist, weil jedes Flächenteilchen des Reibradumfangeε weniger oftAnother advantage of a large friction wheel is that the wear compared to a small friction wheel is smaller in the square ratio of the diameter, because each surface particle of the friction wheel circumference less often
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mit dem Profil des Radsatzes in Kontakt kommt und weil die Kontaktfläche bei gleicher Andrückkraft entsprechend größer ist, und zwar entsprechend der aus der Literatur bekannten Beziehungcomes into contact with the profile of the wheel set and because the contact surface is correspondingly with the same pressure force is greater, in accordance with the relationship known from the literature
Fw - fw * Bw · dw F w - f w * B w d w
dw " * D d (8)d w "* D d (8)
Fr, : Andrückkraft des Reibrades (N)Fr,: pressure force of the friction wheel (N)
fw : spezifische Andrückkraft (N/mm )f w : specific pressing force (N / mm)
dw : resultierender Durchmesser (mm)d w : resulting diameter (mm)
Bw : Breite der Kontaktfläche zwischen Reibrolle und Lauffläche des Radsatzes (mm)B w : Width of the contact surface between the friction roller and the running surface of the wheelset (mm)
In der Gleichung (7J ist F„ und B,, als konstant anzunehmen, weil die Andrückkraft F„ und die Breite Bw unabhängig sind von der Größe des Durchmessers des Reibrades. Ferner ist aus Erfahrung bekannt, daß der Verschleiß des Reibrades proportional ist der spezifischen Andrückkraft (fw). (ft.) kann als Maß des Verschleißes genommen werden. Ferner steigt das dw aufgrund der harmonischen Gleichung (8) mit größerem d im praktisch brauchbaren Bereich überproportional an.In equation (7J, F ″ and B ″ are to be assumed to be constant because the pressing force F ″ and the width B w are independent of the size of the diameter of the friction wheel. Furthermore, it is known from experience that the wear of the friction wheel is proportional to Specific pressing force (f w ). (ft.) can be taken as a measure of the wear. Furthermore, due to the harmonic equation (8), the d w increases disproportionately with larger d in the practically usable range.
Die Gleichung (7) nimmt dann die Form anEquation (7) then takes the form
ϊξ " C 3 fW * dW <9> ϊξ " C 3 f W * d W < 9 >
C s KonstanteC s constant
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aus der ersichtlich ist, daß mit wachsendem Mdw" bzw. „d" das „f^," bzw. der Verschleiß überproportional abnimmt.from which it can be seen that with increasing M d w "or" d "the" f ^, "or the wear decreases disproportionately.
Erfindungsgemäß ist jedes der beiden Reibräder um einen Zapfen schwenkbar, dessen Achse vertikal zu einer von Radsatzachse und Reibradachse gebildeten Ebene angeordnet ist und den Meßkreis tangiert. Vorteilhafterweise können mit einer derart ausgebildeten Meßvorrichtung verschiedene Profile gemessen werden, deren Profilneigung an der Meßstelle (Meßkreisebene) verschieden groß ist, weil die Meßrolle entsprechend eingestellt werden kann.According to the invention, each of the two friction wheels is around a pin pivotable, the axis of which is arranged vertically to a plane formed by the wheelset axis and the friction wheel axis and is tangent to the measuring circle. Advantageously, with such a trained measuring device different profiles are measured, the profile inclination at the measuring point (measuring circle level) is different in size because the measuring roller can be adjusted accordingly.
Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.The object of the invention is shown in an exemplary embodiment.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem Seitenriß, Fig. 1 shows the device according to the invention in a side elevation,
Fig. 2 zeigt einen Grundriß der Fig. 1, Fig. 2 shows a plan view of Fig. 1,
Fig. 3-5 zeigen in vergrößertem Maßstab ein Reibrad in bekannter Weise in Kontakt mit der Lauffläche des Profils in 3 verschiedenen Phasen während einer Umdrehung des Eisenbahnrades, 3-5 show, on an enlarged scale, a friction wheel in a known manner in contact with the running surface of the profile in 3 different phases during one revolution of the railway wheel,
Fig. 6 zeigt in vergrößertem Maßstab ein Reibrad in bekannter Weise in Kontakt mit der Lauffläche des Profils , jedoch bei kleinem Rillenabstand, Fig. 6 shows on an enlarged scale a friction wheel in a known manner in contact with the running surface of the profile, but with a small groove spacing,
Fig. 7-8 zeigen in vergrößertem Maßstab die Oberfläche des Profils eines Radsatzes und die Position und das Profil eines erfindungsgemäßen Reibrades ,Fi g. 7-8 show, on an enlarged scale, the surface of the profile of a wheel set and the position and profile of a friction wheel according to the invention,
Fig. 9 zeigt das Profil und die Position eines erfindungsgemäßen Reibrades , Fig. 9 shows the profile and the position of a friction wheel according to the invention,
Fig. 10 zeigt die Skaleneinteilung der Skalenscheibe des Reibrades, Fig. 10 shows the scale division of the dial of the friction wheel,
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Fig. 11-13 zeigen die Abrollsituation für ein scharfkantiges Reibrad.Fi g. 11-13 show the rolling situation for a sharp-edged friction wheel.
In Fig. 1»ist das Reibrad 1 in Rollkontakt mit der Lauffläche des Radreifens 2. Reibrad 1 ist mit Welle 3 fest verbunden, die axial unverschiebbar in Lagern 4f, 4" in einem Hebel 5 rotiert, der schwingbar um eine in Lagerbock 6 befestigte Welle 16 gelagert ist. Hebel 5 wird von einer Feder 7 gestützt, die auf einem Arm 8 des Längsschlittens 9 befestigt ist. Der Hebel 5 hat einen Winkeihebel 10, in dem eine Schraube 11 befestigt ist. Die Schraube 11 stützt sich bei Nichtbenutzung der Vorrichtung auf dem Lagerbock S ab, eine Abstandsrolle 12 ist in einem Arm des Längsschlittens 9 drehbar und axial unverschiebbar gelagert. An der Rolle 12 ist ein Segment IH weggearbeitet, um zu verhindern, daß die Rolle 12 während des gesamten Rotierens des Radsatzes mitläuft. Die strichpunktierte Linie I-I ist die Meßkreisebene des Radreifens 2. Die Linie II-II ist rechtwinklig zur Profilneigung an der Meßstelle angeordnet. Sie ist die Mittenebene der wirksamen Meßfläche des Reibrades 1. Linie I-I und Linie II-II schneiden sich in einem Punkt, der auf dem Radreifenprofil liegt. Der Abstand des Schnittpunktes der Linien I-I und II-II zum Umfang der Rolle 12 entspricht dem Abstand Meßkreisebene zu Radreifenrücken des Radreifens 2. Auf dem zweiten Wellenende der Welle 3 ist eine Skalenscheibe 15 befestigt, die mit einem auf dem Hebel 5 befestigten Zeiger zusammenarbeitet. Der Durchmesser des Reibrades 1 ist vorteilhafterweise in vollen Dezimetern zu wählen ,und die Skalenscheibe 15 ist dekadisch entsprechend mit Teilstrichen versehen. Im Beispiel ist der Durchmesser des Reibrades 1 mit 200 mm gewählt, und die Stirnfläche der Skalenscheibe 15 ist in 200 Teilstriche geteilt, so daß der Abstand zweier Teilstriche einem Radsatzdurchmesser von lmm entspricht und der Abstand der Teilstriche selbst untereinander naturgemäß 3,14 mm beträgt. Unterteilt man die Abstände der Teilstriche voneinander noch einmal, indem man diese Abstände drittelt, so daß die neuen Unterteilungsstriche einen Abstand von ca. 1 mm aufweisen, so ist ersichtlich, daß sich bei einer Umdrehung des Radsatzes eineIn Fig. 1 »the friction wheel 1 is in rolling contact with the running surface of the wheel tire 2. The friction wheel 1 is firmly connected to the shaft 3, which rotates in an axially immovable manner in bearings 4 f , 4" in a lever 5, which can swing around a bearing block 6 attached shaft 16. Lever 5 is supported by a spring 7 which is attached to an arm 8 of the longitudinal slide 9. The lever 5 has an angle lever 10 in which a screw 11 is attached Device on the bearing block S, a spacer roller 12 is rotatably and axially immovably mounted in an arm of the longitudinal slide 9. A segment IH is machined away from the roller 12 in order to prevent the roller 12 from running with it during the entire rotation of the wheel set The dash-dotted line II is the measuring circle plane of the wheel tire 2. The line II-II is arranged at right angles to the profile inclination at the measuring point and is the central plane of the effective measuring surface of the friction wheel 1. Lines II and Li II-II never intersect at a point on the tire profile. The distance between the intersection of lines II and II-II to the circumference of the roller 12 corresponds to the distance from the measuring circle plane to the back of the wheel tire 2. On the second shaft end of the shaft 3, a dial 15 is attached, which works together with a pointer attached to the lever 5. The diameter of the friction wheel 1 is advantageously to be selected in full decimeters, and the dial 15 is provided with graduation marks corresponding to decadic lines. In the example, the diameter of the friction wheel 1 is selected to be 200 mm, and the face of the dial 15 is divided into 200 graduation marks, so that the distance between two graduation lines corresponds to a wheel set diameter of 1 mm and the distance between the graduation lines is naturally 3.14 mm. If we divide the intervals of the tick marks of one another again, into thirds by these distances, so that the new partition lines have a pitch of about 1 mm, it can be seen that a rotation of the wheel set at a
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Auflösungsgenauigkeit von 0,33 mm erreichen läßt. Läßt man für eine Messung den Radsatz 10 Umdrehungen laufen, so beträgt die Auflösungsgenauigkeit 0,033 mm.Can achieve resolution accuracy of 0.33 mm. One lets If the wheelset runs 10 revolutions for a measurement, the resolution accuracy is 0.033 mm.
Lagerbock 6 ist schwenkbar um einen Bolzen 17, der im Längsschlitten 9 befestigt ist. Die Achse des Bolzens 17 ist vertikal angeordnet zur Ebene, die von der Achse des Radsatzes und der Achse des Reibrades 1 gebildet wird. ■ Die Achse des Bolzens 17 tangiert ferner den Meßkreis. Festgehalten wird der Lagerbock 6 durch Schrauben 18', 18", für die Schlitze 19 ·, 19" vorgesehen sind. Die Anordnung des Bolzens ermöglicht es, für jede vorkommende Profilneigung das Reibrad so einzustellen , daß seine Ebene II-II vertikal zur zu messenden Profiistelle ist. Längsschlitten 9 gleitet auf Längsführungen eines Querschlittens 20, der wiederum auf Querführungen eines Untersatzes 21 gleitet. Untersatz 21 ist z.B. auf einem nicht dargestellten Bett einer Meßmaschine befestigt.Bearing block 6 is pivotable about a bolt 17 in the longitudinal slide 9 is attached. The axis of the bolt 17 is arranged vertically to the plane from the axis of the wheel set and the axis of the friction wheel 1 is formed. ■ The axis of the bolt 17 is also tangent to the measuring circle. Detained is the bearing block 6 by screws 18 ', 18 ", for the Slots 19 ·, 19 "are provided. The arrangement of the bolt makes it possible to use the friction wheel for every occurring profile inclination set so that its plane II-II is vertical to the one to be measured Profiistelle is. Longitudinal slide 9 slides on longitudinal guides of a cross slide 20, which in turn on transverse guides a pedestal 21 slides. Pedestal 21 is attached to a measuring machine bed, not shown, for example.
Auf dem von der Bedienungsseite aus gesehen rechten Hebel ist ein Anreißlineai 22 befestigt, dessen Anreißkante 23 genau in Spitzenhöhe der Meßmaschine liegt.On the right lever as seen from the operating side, a scribing ruler 22 is attached, the scribing edge 23 exactly in Tip height of the measuring machine is.
Zu jeder Meßmaschine bzw. Bearbeitungsmaschine für Radsätze gehören zwei Meßgeräte der beschriebenen Art in Rechts- und Linksausführung, je eines für jedes Rad des Radsatzes. Sowohl Längsschlitten 9 als auch Querschlitten 20 werden z.B. von je einer hier nicht dargestellten Spindel mit Handrad getrieben. Die Meßvorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen :For every measuring machine or processing machine for wheel sets include two measuring devices of the type described in right and left-hand versions, one for each wheel of the wheelset. Both the longitudinal slide 9 and the transverse slide 20 are, for example, each driven by a spindle (not shown here) with a handwheel driven. The measuring device according to the invention works as follows:
Durch Drehen des Handrades für den Querschlitten 20 .wird das Reibrad 1 , welches vorher mit seiner Achse über den um den Bolzen 17 schwenkbaren Lagerbock 6 parallel zum Radprofil eingestellt wurde, in die Nähe des Profils gebracht. Durch Drehen des Handrades für den Längsschlitten 9 wird die Ab-By turning the handwheel for the cross slide 20 Friction wheel 1, which previously with its axis about the Bolt 17 pivotable bearing block 6 was set parallel to the wheel profile, brought into the vicinity of the profile. By Turning the handwheel for the longitudinal slide 9 will
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Standsrolle 12 in Kontakt mit dem Radreifenrücken des Radreifens 2 gebracht. Durch diese Maßnahme wird das Reibrad 1 in die genaue Längsposition zum Profil des Radsatzes gebracht. Der Querschnitten 20 wird weiter vorgeschoben, bis die Schraube 11 vom Lagerbock 6 etwa 1 mm abgehoben hat. In dieser Lage wird ein Endschalter 31 betätigt, der entweder Zustellmotoren abschaltet oder aber über entsprechende Anzeigeelemente die richtige Längsposition des Reibrades 1 signalisiert.Stand roller 12 brought into contact with the wheel tire back of the wheel tire 2. Through this measure, the friction wheel 1 brought into the exact longitudinal position to the profile of the wheelset. The cross-section 20 is advanced further, until the screw 11 has lifted about 1 mm from the bearing block 6. In this position, a limit switch 31 is actuated, the either switches off the feed motors or the correct longitudinal position of the via corresponding display elements Friction wheel 1 signals.
Nunmehr übt Feder 7 eine genau bestimmte und für beide Reibräder 1 gleiche Andrückkraft aus und ermöglicht ein durch Unregelmäßigkeiten des Laufkreises bedingtes Atmen des Reibrades 1. Auf dem Radreifenrücken des rechten Radreifens 2 allein wird entlang dem Anreißlineal 2 2 mit einer Reißnadel ein Anriß gemacht. Durch Drehen des Reibrades 1 wird die Skalenscheibe 15 mit ihrem Nullriß in Obereinstimmung mit dem Zeiger gebracht. Nunmehr wird der Hauptmotor eingeschaltet und, kurz bevor die notwendige Anzahl Umdrehungen des Radsatzes durchgeführt ist, stillgesetzt. Der Radsatz wird bis zur Übereinstimmung von Riß und Lineal 22 z.B. von Hand weitergedreht und auf der Skalenscheibe 15 das Resultat abgelesen. Die Summe der durch die volle Anzahl Reibradumdrehungen ausgewiesenen Millimeter zuzüglich der Anzahl der durch die Ablesung erfaßten Millimeter dividiert durch die Anzahl der Radsatzumdrehungen ergibt den Meßkreisdurchmesser. Now spring 7 exerts a precisely determined pressure force that is the same for both friction wheels 1 and enables a Friction wheel breathing caused by irregularities in the running circle 1. On the back of the right wheel tire 2 alone, a scribe is made along the scribing ruler 2 2 with a scriber. By turning the friction wheel 1 the dial 15 with its zero line is brought into agreement with the pointer. Now becomes the main engine switched on and stopped shortly before the required number of revolutions of the wheelset has been carried out. The wheel set is turned further, e.g. by hand, until the crack and ruler 22 match, and on the dial 15 read the result. The sum of the millimeters shown by the full number of friction wheel revolutions plus the The number of millimeters recorded by the reading divided by the number of wheel set revolutions gives the measuring circle diameter.
Im folgenden seien die Funktionszusammenhänge erläutert.The functional relationships are explained below.
Bisher verwendete Reibräder unterliegen in der Breite ihres zylindrischen Umfangsteils keinerlei in bezug zum Meßergebnis stehenden, bekannten Gesetzmäßigkeiten. Die Breite wurde lediglich von fertigungstechnischen Gesichtspunkten bestimmt. An diesen zylindrischen Umfangsteil des Reibrades schließen sich bisher Abrundungen an, die den Obergang zur Stirn- und Umfangsflache bilden.Friction wheels used up to now are not subject to any in relation to the measurement result in the width of their cylindrical peripheral part standing, known regularities. The width was only determined by manufacturing aspects. This cylindrical peripheral part of the friction wheel has so far been rounded off that the transition to the face and Form circumferential surface.
In Fig. 3, 1 und 5 sind die Kontakt- und Abrollverhältnisse eines Reibrades 1 bekannter Art mit der Oberfläche eines gedrehten Radsatzprofiles stark vergrößert dargestellt. DasIn Fig. 3, 1 and 5 are the contact and rolling conditions a friction wheel 1 of known type with the surface of a rotated wheel set profile shown greatly enlarged. That
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Reibrad 1 hat eine zylindrische Meßfläche 29' von der Breite 29, an die sich links und rechts Abrundungen 30' und 30" verschiedener Abmessung anschließen. Die Mittenebene der zylindrischen Meßfläche 29' des Reibrades 1 fällt zusammen mit der Meßkreisebene des Radsatzes, die dargestellt ist durch die strichpunktierte Linie I-I» Die Profilneigung wird dargestellt durch eine über die Drehrillenkänune gelegte gestrichelte Linie 27. In Fig. liegt ein Drehrilienkamm 28 gerade am zylindrischen Teil 29 · eines Reibrades 1 an. Nach einer Teilumdrehung des Radsatzes ist der Rillenkamm 28'bis in die Meßkreisebene I-I gewandert (s. Fig. 4). Friction wheel 1 has a cylindrical measuring surface 29 'from the Width 29, followed by roundings 30 'and 30 "of different dimensions on the left and right. The central plane the cylindrical measuring surface 29 'of the friction wheel 1 coincides with the measuring circle plane of the wheelset, which is represented by the dash-dotted line I-I » The profile inclination is represented by a dashed line 27 laid over the rotary grooved jug. In Fig. If a rotary cradle 28 is just in contact with the cylindrical part 29 of a friction wheel 1. After a partial rotation of the wheelset, the groove crest 28 'has migrated to the measuring circle plane I-I (see FIG. 4).
Nach einer weiteren Teilumdrehung, so ist in Fig. 5 zu sehen, kommt das Reibrad 1 aber mit seiner Schulterabrundung 30' auf dem Drehrillengrund 25 zur Anlage. Das Reibrad 1 kann also mit seinem zylindrischen Teil 2 9 dem Drehrillenkamm 28 und 28' folgen, nicht aber dem Drehrilienkamm 28" in Fig. .5.After a further partial rotation, as can be seen in FIG. 5, the friction wheel 1 comes with its shoulder rounded 30 'on the rotary groove base 25 to the plant. That With its cylindrical part 29, the friction wheel 1 can follow the rotary groove comb 28 and 28 ', but not the rotary groove comb 28 "in Fig. 5.
Für die genaue Messung maßgebend ist derjenige Rillenkamm, dessen Umfang über eine ganze Umdrehung des Radsatzes von der Meßkreisebene halbiert und von dem Reibrad 1 abgetastet wird. Nicht abgetastet wird der Rillenkaram 28" in Fig. 5. Stattdessen liegt das Reibrad 1 mit seiner Abrundung 30 im Rillengrund 2 5 auf. Es kann keine genaue Messung erwartet werden, wenn ein anderer Umfang als der erforderliche abgetastet wird.The groove crest is decisive for the exact measurement the circumference of which is halved over a full revolution of the wheel set from the measuring circle plane and scanned by the friction wheel 1 will. The grooved caram 28 ″ in FIG. 5 is not scanned. Instead, the friction wheel 1 is rounded 30 in the bottom of the groove 2 5. An accurate measurement cannot be expected if the scope is different from what is required is scanned.
Ferner : Eine genaue Messung kann nur erwartet werden, wenn aliein die zylindrische Fläche 29' des Reibrades 1 den Rillenkamm abtastet, weil nur allein die zylindrische Fläche 29' den genauen Maßstab darstellt, dagegen ein Punkt auf der Abrundung 30· einen kleineren Durchmesser aufweisen wird.Furthermore: an exact measurement can only be expected if the cylindrical surface 29 'of the friction wheel 1 is alone Groove comb scans because only the cylindrical surface 29 'represents the exact scale, on the other hand a point on the rounding 30 · will have a smaller diameter.
Ferner : Die zylindrische Fläche 29' des Reibrades 1 ist breiter als der Abstand 26 der Drehrillenkänune. Der entstehende Meßfehler wird besonders deutlich in Fig. 6.Furthermore: The cylindrical surface 29 'of the friction wheel 1 is wider than the distance 26 of the rotary grooved cans. The resulting measurement error is particularly clear in FIG. 6.
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In einem solchen Fall wird die Durchmessermessung nicht mehr in der definierten Meßkreisebene I-I durchgeführt, sondern in einer dazu parallelen Ebene, die zwischen den Punkten 32 und 33 liegt. Der so entstehende Meßfehler ist u.a. auch von der Profiineigung abhängig und kann beträchtliche Werte annehmen. Die Prafilneigung ist Neigungsfehiern unterworfen, die an den beiden Rädern eines Radsatzes unterschiedlich sein können. Hieraus ergibt sich ein weiterer Fehler, da ja durch die an einem Radsatz auftretende unterschiedliche Profilneigung infolge des Profilfehiers die Ebene, in der tatsächlich der Durchmesser gemessen wird, in unterschiedlichem Abstand von der Meßkreisebene verlagert wird. Die gleichen Schwierigkeiten,.wie bisher.beschrieben , treten auch bei solchen Reibrädern auf, die keine Schuiterabrundungen haben, sondern scharfkantig sind. Die Fig. 11, 12 und 13 zeigen die gleichen Situationen wie die Fig. 3,4 und 5 , lediglich unter Verwendung eines scharfkantigen Reibrades. In den Fig. 11, 12 und 13 ist deutlich zu sehen, wie ein Drehrillenkamm die Meßfläche des.Reibrades verläßt und das Reibrad mit seiner Meßflächenkante während des Abrollens auf dem Eisenbahnradprofil gleichzeitig teilweise ein Riliental hinabrollt. Es entstehen Abrollverhältnisse, die präzise kaum noch überschaubar sind. Setzt man nur voraus, daß in der Praxis die scharfe Kante der Meßfläche sehr schnell verschleißen wird und sich mehr oder weniger, und zwar unkontrolliert, abrundet, und außerdem noch Profilneigungsfehler unterschiedlicher Art an den beiden Rädern eines Radsatzes auftreten, so ist sehr leicht zu ersehen, daß der entstehende Fehler in seinem Ausmaß nicht einmal mehr geschätzt werden kann. Ein so ermitteltes Ergebnis hat keinerlei Aussagekraft mehr. Ebenfalls unzuverlässige Meßwerte liefert ein Reibrad, dessen zylindrische Meßfläche so schmal ist, daß sie in die Drehrille eintauchen kann.In such a case, the diameter measurement will no longer work carried out in the defined measuring circuit level I-I, but in a plane parallel to it, which lies between points 32 and 33. The resulting measurement error is, among other things, from depending on the professional inclination and can assume considerable values. The pre-inclination is subject to inclination errors, which can be different on the two wheels of a wheel set. This leads to another mistake because yes due to the different profile inclination occurring on a wheelset as a result of the profile fault, the plane in which actually the diameter is measured, is shifted at different distances from the measuring circle plane. the the same difficulties .as described so far even with those friction wheels that do not have Schuiter rounded edges, but are sharp-edged. Figs. 11, 12 and 13 show the same situations as FIGS. 3, 4 and 5, only using a sharp-edged friction wheel. In Figs. 11, 12 and 13 it can be clearly seen like a rotary groove comb leaves the measuring surface of the friction wheel and the friction wheel with its measuring surface edge during the Rolling on the railway wheel profile at the same time partially rolls down a Riliental. Unrolling conditions arise which are hardly manageable anymore. If one only assumes that in practice the sharp edge of the measuring surface will wear out very quickly and more or less, and indeed uncontrollably, rounded, and moreover Profile inclination errors of different types occur on the two wheels of a wheelset, it is very easy to do so see that the resulting error can no longer even be estimated in terms of its extent. A result determined in this way has no meaning any more. A friction wheel, whose cylindrical The measuring surface is so narrow that it can dip into the rotating groove.
Die vorgenannten Ursachen für Durchmesserfehleranzeigen treten bei beiden Meßgeräten in verschiedener Größe auf. Infolge dessen ergeben sich Meßungenauigkeiten bei derThe aforementioned causes of diameter error displays occur in different sizes with both measuring devices. As a result, there are measurement inaccuracies in the
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Ermittlung der Durchmesserdifferenz als auch im absoluten Durchmessermaß.Determination of the diameter difference as well as in the absolute diameter dimension.
Legt man zugrunde, daß die Breite des Reibrades als auch die Größe der Radien der Abrundungen, die sich an den zylindrischen Teil 2 9 des Reibrades 1 anschließen, in ihren Abmessungen bisher keinen bestimmten Gesetzmäßigkeiten unterliegen, so ist zu sehen, daß aufgrund von Breitendifferenzen und Abrundungsradiendifferenzen der beiden Reibrollen eines Meßgerätepaares" Durchmesserdifferenzen angezeigt werden, die real nicht vorhanden sind und die dadurch entstehen, daß, bedingt durch die genannten Differenzen, die beiden Reibräder in verschiedenen Meßkreisebenen messen und sich somit infolge der Profilneigung auch unterschiedliche Durchmesser ergeben.If one assumes that the width of the friction wheel as well as the size of the radii of the roundings that are attached to the Connect cylindrical part 2 9 of the friction wheel 1, in their dimensions so far no specific laws are subject to, it can be seen that due to differences in width and rounding radius differences of the two friction rollers of a measuring device pair "diameter differences are displayed, which do not really exist and which arise from the fact that, due to the differences mentioned, the two friction wheels measure in different measuring circle levels and thus as a result the profile inclination also result in different diameters.
In Fig. 7 und 8 ist erfindungsgemäß die nutzbare zylindrische Breite 2 9 bzw. 29' gleich dem Abstand 26 zweier benachbarter Rillenkämme. Die Mittenebene II-II der wirksamen Meßfläche des Reibrades 1 ist erfindungsgemäß rechtwinklig zur Profilneigung angeordnet. Sie schneidet die Meßkreisebene I-I in einer Geraden, die den Meßkreis tangiert. Während einer Umdrehung des Radsatzes tastet die nutzbare zylindrische Breite 29· des Reibrades 1 den Rillenkamm 2 8-28'-28" ab, dessen Umfang von der Meßkreisebene I-I halbiert wird. In der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist das Profil,die nutzbare Meßfläche 29 1 des. Reibrades ,zusammengesetzt aus einem geraden Teil b, an das sich beiderseits gleich große aus Kreisbogen zusammengesetzte Korbbogen tangierend anschließen. Die Breite des geraden Teiles b ist gleich groß dem ''kleinsterforderlichen Abstand zweier benachbarter Rillenkämme. Die durch die Breite b gebildete Mittenebene II-II des Reibrades 1 ist rechtwinklig zur Profilneigung angeordnet. Sie schneidet die Meßkreisebene I-I in einer Geraden, die den Meßkreis tangiert. Die Breite b tastet während einer Umdrehung des Radsatzes denjenigen Rillenkamm ab, dessen Umfang von der Meßkreisebene I-I halbiert wird und dessen Abstand vom benachbarten Rillenkamm gleich ist der Breite b. Die an die Breite b anschließenden Korbbogen bestehen aus" je zwei Kreisbogen, von -denen der unmittelbar an die Breite bIn FIGS. 7 and 8, according to the invention, the usable cylindrical width 2 9 or 29 'is equal to the distance 26 between two adjacent groove crests. The central plane II-II of the effective measuring surface of the friction wheel 1 is arranged according to the invention at right angles to the profile inclination. It intersects the measuring circle plane II in a straight line that is tangent to the measuring circle. During one revolution of the wheel set, the usable cylindrical width 29 · of the friction wheel 1 scans the groove crest 2 8-28'-28 ", the circumference of which is halved by the measuring circle plane II. In the embodiment according to FIG. 8, the profile is the usable measuring surface 29 1 of the friction wheel, composed of a straight part b, which is tangent to both sides of the same size cage arches composed of circular arcs. The width of the straight part b is equal to the "smallest required distance between two adjacent grooved crests. The width b The center plane II-II of the friction wheel 1 is arranged at right angles to the profile inclination. It intersects the measuring circle plane II in a straight line that is tangent to the measuring circle The distance from the adjacent groove crest is equal to the width b.The cage arches adjoining the width b consist of "two circular arcs each, of which the one immediately adjacent to the width b
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tangierend anschließende Kreisbogen einen Radius r„ ' bzw. r2" hat, der gleich oder größer ist als der Radius des Rillenprofils und von dem der die Breite des Reibrades abschließende Kreisbogen einen Radius r^' bzw. r." aufweist, der von beliebiger Abmessung sein kann. Die Gesamtbreite b1 der nutzbaren Meßfläche des Reibrades 1, bestehend aus dem geraden Profilstück b und den anschließenden gleich breiten Kreisbogen mit Radius r„' bzw. r^" ist etwa gleich groß dem größterforderlichen Abstand zweier benachbarter Rillenkämme.the tangentially adjoining circular arc has a radius r "'or r 2 " which is equal to or greater than the radius of the groove profile and of which the circular arc terminating the width of the friction wheel has a radius r ^' or r. " has, which can be of any size. The total width b 1 of the usable measuring surface of the friction wheel 1, consisting of the straight profile piece b and the adjoining circular arc of equal width with radius r "'or r ^" is approximately the same size as the greatest required distance between two adjacent groove crests.
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