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2024 | OriginalPaper | Chapter

5. Radsatzführung, Federung und Dämpfung

Author : Joachim Ihme

Published in: Schienenfahrzeugtechnik

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die in Kap. 1 getroffenen Aussagen zur Spurführung werden in diesem Kapitel vertieft. Zunächst wird kurz auf das Schwingempfinden des Menschen eingegangen. Die Schwingungsanregung von Schienenfahrzeugen durch Gleisunebenheiten und die Möglichkeiten der Simulation von Schwingungen werden dargestellt. Dazu wird auf die Berührgeometrie zwischen Rad und Schiene eingegangen und die Bewegungsgleichungen von Radsätzen werden hergeleitet. Eingegangen wird auch auf die Stabilität des Radsatzlaufs und auf Resonanzen zwischen Radsatz und Fahrzeug. Breiten Raum nimmt die Darstellung der verschiedenen Laufwerks- und Drehgestellbauarten anhand zahlreicher Beispiele aus dem Eisenbahn- und Straßenbahnbereich ein. Zum Schluss wird auf die Theorie und die konstruktive Ausbildung der bei Schienenfahrzeugen verbreiteten Luftfederung eingegangen.

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Footnotes
1
VDI e. V.(Hrsg.): Einwirkung mechanischer Schwingungen auf den Menschen – Ganzkörper‐Schwingungen. VDI‐Richtlinie 2057, Blatt 1, Beuth‐Verlag, Berlin (2017).
 
2
DIN e. V. (Hrsg.): Bahnanwendungen – Fahrkomfort – Messung und Auswertung. DIN EN 12299, Beuth‐Verlag, Berlin (2009).
 
3
UIC (Hrsg.): Richtlinien zur Bewertung des Schwingungskomforts des Reisenden in den Eisenbahnfahrzeugen. Union Int. des Chemins de Fer, Paris (1994).
 
4
ISO (Hrsg.): Mechanical Vibration and shock – Evaluation of Human Exposure to Whole‐body Vibration. ISO 2631, parts 1–5, Int. Standard Org., Genf (1997–2010).
 
5
Sperling, E.; Betzhold, C.: Beitrag zur Beurteilung des Fahrkomforts in Schienenfahrzeugen. Glasers Annalen ZEV 89(1956)H. 10, S. 314–317.
 
6
DB (Hrsg.): DB Wz‐Verfahren. Deutsche Bundesbahn, Bundesbahn‐Zentralamt München (1973).
 
7
Siehe hierzu z. B.: Abdelfattah, B.; Dellmann, T.: Vergleich der dynamischen Eigenschaften von Radsatz und Losradpaar – Ein theoretischer Beitrag zu einer fast vergessenen Technik. ZEVrail 136(2012)H. 10, S. 380–390.
 
8
Zuckschwingungen können durch Zug- und Bremskräfte im Zugverband hervorgerufen werden.
 
9
Nach: Wickens, A. H.: Neue Untersuchungen über Querschwingungen an Eisenbahnfahrzeugen für Hochgeschwindigkeiten. Monatsschrift der Int. Eisenbahn‐Kongreß‐Vereinigung 45(1968)H. 4, S. 1–25.
 
10
Siehe z. B.: Strothmann, W.: Horizontale Störfunktion eines Gleises. Archiv für Eisenbahntechnik, Folge 35(1980), S. 7–18.
 
11
Allerdings kann nicht die ursprüngliche Unebenheitsfunktion erzeugt werden, da bei der Berechnung von Spektren die Information über die Phasenwinkel verloren geht. Bei der Fourier‐Synthese müssen daher die Phasenwinkel anhand einer Verteilungsfunktion berechnet werden.
 
14
Theoretisch muss für den Effektivwert von ω1 = 0 bis ω2 = \(\infty\) integriert werden. Wegen der Gültigkeit der Ersatzmodelle ist das hier aber nicht sinnvoll.
 
15
Bei einer höchsten Eigenfrequenz von 10 Hz (entsprechend einer Schwingdauer von 0,1 s) darf also die Schrittweite nicht mehr als ∆t = 0,01 s betragen.
 
16
Das Radprofil  1: 20/1: 40 weist einen Flankenwinkel am Spurkranz von 60° auf. Dieser Flankenwinkel soll angeblich bereits von den Konstrukteuren der ersten Schienenfahrzeuge in England Anfang des 19. Jahrhunderts willkürlich festgelegt worden sein, weil im Konstruktionsbüro ein Zeichendreieck 90° / 60° / 30° vorhanden war (Vorlesung Prof. Dr.‐Ing. K. Althammer, TU Braunschweig, Wintersemester 1972/73). Wie man in Abb. 5.13b erkennt, hat das verschlissene Radprofil einen größeren Flankenwinkel. Daher besitzt das Profil DB II einen Flankenwinkel von 70° (Abb. 5.13c).
 
17
Auf Fragen nach bestimmten Tatsachen im Schienenfahrzeugbereich hört man oft die Antwort: „Das haben wir schon immer so gemacht.“
 
18
Klingel, J.: Über den Lauf der Eisenbahnwagen auf gerader Bahn. Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens 20(1883)H. 4, S. 113–123.
 
19
Streng genommen gibt es keine Berühr „punkte“ zwischen Rad und Schiene, sondern Berührflächen aufgrund der Elastizität der beiden sich berührenden Körper. Dennoch wird meist vom Berührpunkt oder Radaufstandspunkt gesprochen.
 
20
Ältere zweiachsige Straßenbahnwagen haben z. B. bei einer Wagenkastenlänge von 10.000 mm einen Achsstand von 3000 mm; Eisenbahndrehgestelle besitzen meist Achsabstände ab 1800 über 2500 bis 3000 mm.
 
21
Kalker, J. J.: On the Rolling Contact Between Two Elastic Bodies in the Presence of Dry Friction. Dissertation TU Delft (1967).
 
22
Kalker teilt die Berührfläche in ein Haft- und ein Gleitgebiet auf und kann damit gemessene Kraftschlussfunktionen sehr gut nachrechnen. Die Linearisierung bedeutet, dass nur ein Haftgebiet in der Berührfläche existiert.
 
23
LHB: Linke‐Hofmann‐Busch GmbH, Salzgitter; inzwischen Alstom Transport Deutschland GmbH.
 
24
Die Buchstaben MD stehen für „Minden‐Deutz“. Das Drehgestell wurde in Zusammenarbeit zwischen dem Bundesbahnzentralamt Minden und der Fa. Westwaggon in Köln‐Deutz entwickelt. Die Fa. Westwaggon hat sich Anfang der 1970er Jahre aus dem Schienenfahrzeugbau zurückgezogen. Die Lizenz für die MD‐Drehgestelle ist auf die Fa. Bombardier (ab 2021 Alstom) übergegangen.
 
25
O. verf.: Konsequent modular – Siemens Vectron. Privatbahn‐Magazin (2014)H. 4, S. 16–20.
 
26
Wilhelm Jakobs, Eisenbahningenieur (1858–1942).
 
27
Die Variobahn wurde von den Firmen ABB und Adtranz entwickelt. Sie wird heute von Fa. Stadler Rail hergestellt.
 
28
Siehe dazu auch die Norm DIN EN 14.363:2016. In der Vergangenheit erfolgte die Ermittlung der Entgleisungssicherheit nach ORE‐B55‐RP08. ORE: Office des Recherches et d’Essaies – Forschungs- und Versuchsamt der europäischen Eisenbahnen.
 
29
Entwickler und Hersteller des LD 730 und des torsionsweichen Drehgestellrahmens war die Fa. Wegmann & Co, Kassel, die sich aus dem Schienenfahrzeugbau zurückgezogen hat.
 
Metadata
Title
Radsatzführung, Federung und Dämpfung
Author
Joachim Ihme
Copyright Year
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-42977-5_5

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