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UIC-KODEX 5 1 0 - 5 V 2. Ausgabe, Mai 2007 Übersetzung Technische Zulassung von

UIC-KODEX 5 1 0 - 5 V 2. Ausgabe, Mai 2007 Übersetzung Technische Zulassung von Vollrädern - Anwendungsdokument für die EN 13979-1 Homologation technique des roues monobloc - Document d’application de la norme EN 13979-1 Technical approval of solid wheels - Application document for standard EN 13979-1 510-5 V Merkblatt einzuordnen in den Abschnitt: V- Fahrzeuge Gültig : Ab 1. Mai 2007 Für alle Mitglieder des Internationalen Eisenbahnverbandes Liste der Änderungsanzeigen : 1. Ausgabe, Februar 2003 Erstfassung 2. Ausgabe, Mai 2007 Überarbeitung des Merkblattes um die Vorschriften der europäi- schen Norm EN 13979-1 erläutert bzw. ergänzt zu werden. Der Merkblattverantwortliche ist im UIC-Kodex angegeben. 510-5 V Inhalt Zusammenfassung ..............................................................................................................1 1 - Anwendungsbereich................................................................................................... 2 2 - Bezugsdokumente ...................................................................................................... 3 3 - Parameter für die Definition der Anwendung........................................................... 4 3.1 - Parameter für die geometrisch Austauschbarkeit................................................. 4 3.2 - Parameter für die thermomechanische Bewertung .............................................. 4 4 - Beschreibung des zuzulassenden Rades................................................................. 9 5 - Bewertung der geometrischen Austauschbarkeit ................................................. 10 6 - Bewertung des thermomechanischen Verhaltens ................................................ 11 7 - Bewertung des mechanischen Verhaltens ............................................................ 12 7.1 - Allgemeines Verfahren ....................................................................................... 12 7.2 - Rechnerische Überprüfung der Bemessung....................................................... 12 7.3 - Bewertung der Bemessung durch Versuche ...................................................... 15 8 - Bewertung des akustischen Verhaltens ................................................................. 16 9 - Technische Zulassungsunterlagen......................................................................... 17 Anlage A - Bewertung des thermomechanischen Verhaltens .................................. 18 A.1 - Ablaufplan des Überprüfung............................................................................... 18 A.2 - Verfahren des Bruchversuchs auf dem Prüfstand.............................................. 18 Anlage B - Überprüfung des mechanischen Verhaltens ........................................... 22 B.1 - Ablaufplan der Überprüfung................................................................................ 22 B.2 - Verfahren der Berechnung ................................................................................. 23 B.3 - Versuchsverfahren zur Ermittlung der zulässigen Spannungen......................... 25 B.4 - Bewertung der mechanischen Bemessung durch Versuche ............................. 25 510-5 V Anlage C - Bewertungsverfahren im FE-Rechenmodell ............................................ 26 C.1 - Grundsatz ........................................................................................................... 26 C.2 - Anwendungsbeispiel für ein bis 22,5 t RSL zugelassenes Rad.......................... 28 Anlage D - Mechanisches Verhalten (informierend) .................................................. 36 Anlage E - Bewertung des akustischen Verhaltens (informierend) ......................... 37 Anlage F - Grundschema für die geometrische Austauschbarkeit.......................... 38 Anlage G - Vereinfachtes Verfahren die mechanische Radbemessung................... 39 Anlage H - Verfahren für die technische Zulassung von Vollrädern........................ 42 H.1 - Teil A .................................................................................................................. 42 H.2 - Teil B .................................................................................................................. 44 H.3 - Teil C .................................................................................................................. 45 Anlage I - Konformitätsbewertungszertifikat ............................................................ 65 Bibliographie ......................................................................................................................67 510-5 V 1 Zusammenfassung Im vorliegenden Merkblatt werden die Vorschriften der europäischen Norm EN 13979-1 erläutert bzw. ergänzt, welche bei der technische UIC-Zulassung eines Rades einzuhalten sind. Zu jedem Punkt bietet es, so erforderlich, Erläuterungen oder Ergänzungen. Im Gegensatz zur EN legt dieses Merkblatt das Prüfungsverfahren fest, welches von der UIC zur Erteilung einer UIC-Zulassung angewendet wird. Die technische UIC-Zulassung wird für eine Radzeichnung (Bauart) erteilt. Die zugelassene Zeich- nung kann also, nach Regelung der Eigentumsfragen, von jedem Hersteller verwendet werden. 510-5 V 2 1 - Anwendungsbereich Das vorliegende Dokument gilt auch für Triebradsatzräder. Bei Anträgen auf technische UIC-Zulassung von Rädern der Stahlgüten ER 8 und ER 9 müssen die Bestimmungen des vorliegenden Dokuments durch die Vorschriften für Entstehung und Ausdehnung von Laufflächenfehlern ergänzt werden. 510-5 V 3 2 - Bezugsdokumente (siehe Bibliographie - Seite 67) EN 13103, Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Laufradsatzwellen - Konstruktions- und Berechnungsrichtlinie. EN 13104, Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Triebradsatzwellen - Konstruktions- verfahren. EN 13262, Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Räder - Produktanforderungen. EN 13979-1, Bahnanwendungen - Radsätze und Drehgestelle - Vollräder - Technische Zulassungs- verfahren - Teil 1: Geschmiedete und gewalzte Räder. UIC-Merkblatt Nr. 510-2: Wagen. Bedingungen für die Verwendung von Rädern verschiedener Durch- messer in Laufwerken unterschiedlicher Bauart. ERRI B 126/DT 366: Fragen des Bremswesens - Bremsbedienung von Güterzügen auf langen Gefällestrecken. ERRI B 169/RP6: Standardisierung der Radsätze - Überwachung der Vollräder im Betrieb Ultraschall- Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung der Eigenspannungen in den Radkränzen der Vollräder. ERRI B 169/RP 9: Standardisierung der Radsätze - Definition des Lastenhefts für Räder. Mechanische Dimensionierung; Ermüdungsverhalten. ERRI B 169/RP 10: Standardisierung der Radsätze - Definition des Lastenheftes für Räder. Überprüfung der mechanischen Dimensionierung. ERRI B 169/RP 12: Standardisierung der Radsätze - Erarbeitung einer für die Beschädigung eines Eisenbahnbauteils repräsentativen Matrix zur Durchführung von Ermüdungsversuchen. UIC-Merkblatt Nr. 518: Fahrtechnische Prüfung und Zulassung von Eisenbahnfahrzeugen - Fahrsi- cherheit, Fahrwegbeanspruchung und Fahrverhalten. 510-5 V 4 3 - Parameter für die Definition der Anwendung 3.1 - Parameter für die geometrisch Austauschbarkeit Keine Ergänzung. Siehe Norm EN 13979-1, Absatz 3.1 (siehe Bibliographie - Seite 67). 3.2 - Parameter für die thermomechanische Bewertung Hinweis: Dieses Punkt befasst sich nur mit der thermomechanischen Dimensionierung der auf der Lauffläche klotzgebremsten Räder. Für den thermomechanischen Versuch wird der verschlissenen Radkranz mit einer Mindestdicke von 25 +0/+3 mm zwischen dem Durchmesser der Spannbacken und dem Durchmesser der Lauffläche definiert. 3.2.1 - Dauerbremsung Das thermomechanische Verhalten wird durch die maximale Bremsenergie der Dauerbremsungen, die durch die Reibung der Bremssohlen auf der Lauffläche erzeugt wird und vom zuzulassenden Rad abzuführen ist, bestimmt. 3.2.1.1 - Allgemeines Diese Energie definiert sich durch: - eine Leistung Pa 1 als Funktion der Zeit mit Pa = m.g.va Neigung wobei: • m: Gesamtfahrzeugmasse pro Rad [kg]; • g: Schwerkraftbeschleunigung [m.s-2]; Neigung: mittlere Neigung der Strecke (Neigung in ‰) (ERRI B 126/DT 366 - siehe Bibliographie - Seite 67) Sie ist abhängig: - von der Bremseinwirkungszeit ta [s] nach ERRI B 126/DT 366. - von der mittleren Fahrgeschwindigkeit va [m.s-1], nach ERRI B126/DT 366. Hinweis: Wenn sich einer der Parameter der Anwendung bei einem bereits zugelassenen Rad verändert, ist zu überprüfen, dass sich das thermomechanische Verhalten nicht verschlech- tert hat. 1. Im Falle einer gemischten Bremse ist nur der Anteil der Bremsleistung Pa, der in die Räder eingeleitet wir, zu berücksichtigen. 510-5 V 5 3.2.1.2 - Besonderer Fall von ausschließlich mit Graugusssohlen gebremsten Güterwagen 1 Im Fall von Güterwagen-Vollrädern, die zu 100% auf der Lauffläche gebremst werden (rein klotzgebremste Räder), sind folgende Parameter zu berücksichtigen: Hinweis: Für Sonderverkehre kann die Leistung und/oder die Bremszeit und/oder die Fahr- geschwindigkeit geändert werden, um das thermomechanische Verhalten dieser Räder mit eingeschränkter Nutzung zu prüfen. 3.2.1.3 - Besonderer Fall von ausschließlich mit Verbundstoff-/Sintersohlen gebremsten Fahrzeugen Die Überprüfung des thermomechanischen Verhaltens bei Dauerbremsung ist entsprechend Punkt 3.2.1.2 mit den von der UIC-zugelassenen Bremssohlen durchzuführen. 3.2.1.4 - Sonstige Fahrzeuge (Triebfahrzeuge und Reisezugwagen) In Erwartung der Ergebnisse der laufenden Arbeiten des Arbeitsgruppes B 169.10 soll die Überprü- fung des thermomechanischen Verhaltens bei Dauerbremsung entsprechend Punkt 3.2.1.1 - Seite 4 durchgeführt werden. 1. Graugusssohle P10 mit zwei Sohlen von 320 mm (1 Sohle auf jeder Radseite). Durchmesserbereich [mm] a a. Diese Grenzwerte für die Radsatz lasten entsprechen den im UIC-Merkblatt Nr. 510-2 angegebenen Werten und gelten nur für die thermomechanische Bewertung. 1 000 bis 920 und 920 bis 840 840 bis 760 760 bis 680 Pauschalleistung 50 kW 42,5 kW 38 kW Bremszeit 45 min 45 min 45 min Fahrgeschwindigkeit 60 km/h 60 km/h 60 km/h Anmerkung: Die angesetzten Pauschalleistungen entsprechen Höchstleistungen bei Brems- störungen mit Graugusssohlen 510-5 V 6 3.2.2 - Stoppbremsung Das thermomechanische Verhalten wird durch die maximale Bremsenergie der Stoppbremsungen, die durch die Reibung der Bremssohlen auf der Lauffläche erzeugt wird und vom zuzulassenden Rad abzuführen ist, bestimmt. 3.2.2.1 - Allgemeines Die abzuführende Energie stellt die Summe einer Folge von Bremszyklen (Index i) mit der Gesamt- leistung Pa 1= ΣPi dar. Die Leistung Pi wird wie folgt definiert: Pi = mϒi (Vini,i-Vfin,i) wobei: Sie ist abhängig von: - der Bremszeit Tapp,i - der Haltezeit zwischen zwei Bremszyklen Tarr,i 3.2.2.2 - Güterwagen mit Graugusssohlen Das thermomechanische Verhalten wird nicht bei Stoppbremsungen geprüft, sondern lediglich bei Dauerbremsungen (vgl. Punkt 3.2.1.2 - Seite 5). 3.2.2.3 - Güterwagen mit Verbundstoff-/Sintersohlen Das thermomechanische Verhalten wird nicht bei Stoppbremsungen geprüft, sondern lediglich bei Dauerbremsungen (vgl. Punkt 3.2.1.2). 3.2.2.4 - Sonstige Fahrzeuge (Triebfahrzeuge und Reisezugwagen) In Erwartung der Ergebnisse der laufenden Arbeiten des Arbeitsgruppes B 169.10 soll die Überprü- fung des thermomechanischen Verhaltens bei Stoppbremsung entsprechend Punkt 3.2.2.1 durchge- führt werden. - Geschwindigkeit am Anfang der Bremsung: Vini,i [m.s-1] - Geschwindigkeit am Ende der Bremsung: Vfin,i [m.s-1] - Verzögerung des Zuges ϒi [m.s-2] - Gesamtfahrzeugmasse pro Rad [kg] 1. Im Falle einer gemischten Bremse ist nur der Anteil der Bremsleistung Pa, der in die Räder eingeleitet wir, zu berücksichtigen. Vini,i V Vfin,i, t Vini, i+1 Vfin, i+1 Tapp,i Tarr, i Tapp, i +1 Tarr, i + 1 Cycle i Cycle i + 1 510-5 V 7 3.2.3 - Bremsung unter außergewöhnlicher Belastung Das thermomechanische Verhalten wird durch die maximale Bremsenergie beim Bremsen unter au- ßergewöhnlicher Belastung, die durch die Reibung der Bremssohlen auf der Lauffläche erzeugt wird und vom zuzulassenden Rad abzuführen ist, bestimmt. 3.2.3.1 - Allgemeines Zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit müssen die Räder den Bremsungen unter außergewöhn- licher Belastung standhalten (u.a. Bremsstörungen). 3.2.3.2 - Güterwagen mit Graugusssohlen Die Überprüfung des thermomechanischen Verhaltens unter außergewöhnlicher Belastung (entspricht einer Bremsstörung, d. h. dem Schmelzen der Graugusssohle) erfolgt gemäß Punkt 3.2.1.2 - Seite 5. Hinweis: Für Sonderverkehr ist die außergewöhnliche Belastung zu definieren. 3.2.3.3 - Güterwagen mit Verbundstoff-/Sintersohlen vorbehalten. 3.2.3.4 - Reisezugwagen des Nahverkehrs Bei der Bremsung mit Graugusssohlen erfolgt die Überprüfung des thermomechanischen Verhaltens unter außergewöhnlicher Belastung (entspricht einer Bremsstörung, d. h. dem Schmelzen der Graugusssohle) gemäß Punkt 3.2.3.2. uploads/Geographie/ uic-510-5-wyd-2-v-2007-niem.pdf