TU Berlin

Fachgebiet SchienenfahrzeugeFahrzeugdynamik

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Dynotrain

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Die Zulassung von Hochgeschwindigkeitszügen wird derzeit sowoh nach EN-Normen als auch nach der TSI High-Speed durchgeführt. Diese beinhalten eine Vielzahl verschiedener Prüfdiziplinen.
Die Tests können aber nur bestimmte Bedingungen abbilden. All real auftretenden Bedingungen können damit nicht nachgebildet werden, so dass zwischen den Tests und der Realität immer noch eine gewisse Abweichung vorhanden ist.
Speziell um verschiedene nationale Randbedingungen zu erfüllen, sind eine vielzahl von Testversuchen nötig.
Das Projekt Dynotrain verfolgt das Ziel Zeit und Kosten der Zulassung durch gezielten Einsatz von Simulationstechnik zu reduzieren.

http:// www.europeanrailwayreview.com.7design/PDFupload/TrioTrain.pdf

Automatische Entgleisungsdetektion

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Bei einer Entgleisung eines Wagens innerhalb eines langen Güterzuges (z.B. 600m) wird dies aufgrund der hohen bewegten Massen nicht sofort vom Lokführer bemerkt, was dann zur Zerstörung von mehreren km Gleis oder zu anderen Katastrophen führen kann. Eine automatische Notbremsung ohne Detektion würde nur bei der Trennung der Hauptluftleitung erfolgen, was auch nicht zwangsläufig sofort bei einer Entgleisung eintreten muss. Ein in das Bremssystem integrierter pneumatischer Entleisungsdetektor an jedem Wagen soll im Ernstfall eine Notbremsung auslösen und den Schaden möglichst gering halten. Grundlage für die technische Auslegung eines solchen Detektors sind Beschleunigungsmessungen und die geeignete Position am Güterwagen, welche bei realen Entgleisungs-Versuchen gewonnen wurden.
Das FG Schienenfahrzeuge hat bereits 2003 eine kontrollierte Entgleisung eines Kesselwagens in Frankfurt(M) durchgeführt und die grundlegenden Parameter für solche Sensoren ermittelt. Im Oktober 2007 wurde in Berlin-Schöneweide erneut ein Kesselwagen im unbeladenen (30 t) und beladenen (80 t) Zustand kontrolliert entgleist und der Nachweis für die sichere Funktionalität des pneumatischen Entgleisungsdetektor EDT-101 von Oerlikon-Knorr erbracht. Dies war die Grundlage für den RID-Fachausschuss (Internationales Gefahrgutregelwerk), den Entgleisungsdetektor für bestimmte Gefahrgutklassen und neue Kesselwagen ab dem Jahr 2011 verpflichtend einzuführen.

Neuentwicklung eines Güterwagendrehgestells

Der Schlüssel zur Erhöhung der Produktivität und Reduzierung des Lärms im Schienengüterverkehr liegt im Drehgestell, das in diesem Vorhaben vollständig neu entwickelt wurde. Erreicht werden diese Ziele durch eine optimale gewichtssparende Konstrukion, Verschleißreduzierung, dem Einsatz von Diagnosetechniken und Telematik sowie eine sichere Fahrstabilität bei hohen Geschwindigkeiten. Akustikdesign soll die Lärmemission um 18 dB gegenüber heutiger Technik senken. In Bogenfahrten kann zudem durch die mitlenkenden Achsen 30% Energie eingespart werden, da dies mit deutlich weniger Kraftaufwand möglich ist.

Spurführungsoptimierung durch Profilmessungen

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Die Kräfte und Bewegungen in der nur wenige Quadratmillimeter großen Schnittstelle zwischen Rad und Schiene bestimmen maßgeblich das Fahrverhalten eines Schienenfahrzeugs.

Detektion von Schienenbrüchen

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Schienenbrüche stellen eine große Gefahr für den Betrieb dar und können im Extremfall auch zu Entgleisungen führen. Bisher werden diese Brüche erst sehr spät bemerkt und durch Wartung und Abgehen des Gleises gefunden. Die Fahrzeuge könnten mit Beschleunigungssensoren an einem Radsatz und einer entsprechenden Signalverarbeitung diese Schienenbrüche im Gleisnetz deutlich früher erkennen oder Hinweise für die Wartung geben. Andere Unstetigkeiten wie Weichen und Schienestöße müssen dabei ausgeschlossen werden.

Längsdynamik von Schienenfahrzeugen

Bei Zugverbänden im Schienenverkehr treten mitunter sehr hohe Zuglängskräfte und Pufferkräfte auf. Diese können das Fahrverhalten negativ beeinflussen und im Ernstfall zu Beschädigungen der Bauteile oder zu Entgleisungen führen. Messungen und Untersuchungen zu diesem Bereich werden am FG Schienenfahrzeuge durchgeführt. Dafür werden spezielle Kraftmessdosen und Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet, welche die jeweiligen Spannungen und Verformungen abbilden.
Für die Zulassung von Fahrzeugen werden Lastkollektiv-Nachweise gefordert, die oftmals durch parallele Messungen von über 100 Kanälen bei statischer und dynamischer Lasteinwirkung aufwändig ermittelt werden.

Fahrdynamik und Schwingungsoptimierung

Der für die Fahrzeugdynamik und stabilem Lauf relevante Frequenzbereich geht von 0-20 Hz und ist hier akustisch nicht wahrnehmbar. Es gibt jedoch auch höher frequente Schwingungsformen, die z.B. durch Bogenfahrten ausgelöst werden und durch ungünstige Resonanzen vom Fahrwerk oder Wagenkasten als Vibration oder Dröhnen vom Fahrgast wahrgenommen werden. Hier wurden mit den vorhandenen MKS-Berechnungsprogrammen Modelle erstellt, welche Laufdynamik und Akustik gleichermaßen betrachten, um das Problem damit möglichst nah an der Quelle zu bekämpfen.

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