Das mechatronische Prinzip, ein System in einem integrierten Entwurfsprozess zu definieren und dabei schon zu Beginn eine Aufgabenteilung zwischen Mechanik und geregelter Aktuatorik vorzunehmen, wurde von Bombardier Transportation mit dem mechatronischen Drehgestell in die Fahrwerkstechnik von Schienenfahrzeugen übernommen. Der modulare Ansatz ist von vornherein für die kundenspezifische Ausstattung mit aktiver Radsatzlenkung, aktiver Querfederung und Neigetechnik als Optionen ausgelegt. Dieses als Aktive Radialsteuerung und Stabilisierung (ARS) bezeichnete System löst den Konflikt zwischen Stabilität bei hohen Geschwindigkeiten und Gleisfreundlichkeit bei Bogenfahrt, d.h. zwischen steifer und weicher Radsatzanlenkung, auf. Das Grundprinzip ist eine sehr weiche Primärfederung, welche den Radsätzen die Einstellung im Bogen ohne hohe rücktreibende Kräfte ermöglicht, sowie an jedem Radsatz zusätzlich eine hochdynamische aktive Lenkeinrichtung. Jeder Radsatz wird hierzu an einem Ende längssteif gehalten, während am gegenüberliegenden Achslager ein in Längsrichtung angeordneter Lenker angreift, der dieses durch Übertragung des von einem quer im Drehgestellrahmen eingebauten rotatorischen Aktuator über den Ausgangsflansch von dessen Untersetzungsgetriebe gelieferten Drehmoments als Längskraft bewegt. Dabei wird der Aktuator von einer Echtzeitregelung in Abhängigkeit von der durch eine laterale Gleislageabweichung bewirkten Störung des Radsatzlaufs beaufschlagt. Die aktive Stabilisierung der Radsätze erlaubt den Verzicht auf Schlingerdämpfer bzw. Reibdrehhemmungen zwischen Fahrwerk und Wagenkasten, welche im Fall konventioneller Drehgestelle den Sinuslauf dämpfen. Die aktive Lenkung der Radsätze bei Bogenfahrt verringert den Verschleiß an Rädern und Schienen im Vergleich zu herkömmlichen Fahrwerken erheblich. Zusätzlich wird die Schallerzeugung, das berüchtigte Kurvenquietschen, praktisch eliminiert. Die Reduzierung der Fahrzeugmasse schlägt sich im Energieverbrauch nieder und der verringerte Radverschleiß in erhöhten Standzeiten der Räder und somit vermindertem Wartungsaufwand - beides Effekte, die dem Fahrzeugbetreiber durch verringerte Betriebskosten zugute kommen.
Das mechatronische Fahrwerk - durch Gleisschonung zu reduzierten Streckenzugangskosten
2008
3 Seiten, 2 Bilder
Conference paper
German
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