An modernen Eisenbahnzügen, wie z.B. dem ICE-1, werden im oberen Geschwindigkeitsbereich zum Teil starke Brummgeräusche (50 bis 100 Hz) im Fahrgastraum beobachtet, die durch Abweichungen der Räder von ihrer runden Sollform verursacht werden. Es treten meist polygonartige Radiusabweichungen an den Rädern auf, die mit steigender Laufleistung dramatisch zunehmen und so neben Komforteinbußen im Fahrgastraum hohe Unterhaltskosten verursachen. Ziel des Teilvorhabens 1 im Rahmen des vom BMBF und der Deutschen Bahn AG geförderten Projektes UNRA war die simulationstechnische Untersuchung der Verschleißvorgänge, die zunächst zu einer ersten Schädigung des Rades und während des weiteren Betriebs zu einem starken Anwachsen der Radiusabweichungen führen. Ferner sollten mögliche Abhilfemaßnahmen aufgezeigt werden. Zur simulationstechnischen Nachbildung der beschriebenen Phänomene wurde ein Modell des ICE-1 Mittelwagens auf elastischem Fahrweg entwickelt und validiert, das sowohl die kurzfristige Systemdynamik als auch die mittel- und langfristigen Verschleißvorgänge beschreibt. Die Untersuchungen ergaben, daß bereits bei sehr geringen Radunreinheiten auf den heute üblicherweise sehr steifen Fahrwegen extrem hohe Normalkraftschwankungen zwischen Rad und Schiene auftreten. Diese verschieben das Rad vertikal und regen so die Radsatzwelle an. Infolge dieser Biegung schwingen die Räder um die Fahrzeuglängsachse und verursachen seitlichen Materialabrieb innerhalb der Radlauffläche. Es wurde gezeigt, daß in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit, Trasse und Radkonstruktion jeweils genau eine Form von Radabweichungen auftritt, die sich während des Betriebes vergrößert. Andere Formen führen nur zu einer weniger kritischen langsamen Verriffelung des Rades. Die Modell- und Analyseergebnisse zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit Meß- und Erfahrungswerten. Als Abhilfemaßnahmen wurden zum einen Vorschläge für die Auslegung künftiger Trassen erarbeitet. Zum anderen wurde eine fahrzeugseitige Mechatronikkomponente konzipiert, die die Ausbildung von Radiusabweichungen unterdrücken soll, und diese anhand von Simulationsrechnungen getestet.


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    Title :

    BMBF-Vorhaben 'Unrundheiten und Abhilfemaßnahmen bei Eisenbahnrädern (UNRA)', Arbeitspaket 1:'Rechnerische Untersuchungen', Schlußbericht


    Additional title:

    BMBF project 'out of round phenomena at wheels of train wheels and measures of its compensation (UNRA)', work package 1: 'simulation studies', final report


    Contributors:
    Kuntze, H.B. (author) / Morys, B. (author)


    Publication date :

    1997


    Size :

    12 Seiten, 5 Bilder, 31 Quellen


    Remarks:

    S. Anhang


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German