aquivlenet koniitet esperanto usetful not regular

Über die Spurweite
Berührverhältnisse Rad/Schiene
Herausforderungen und Lösungen aus Sicht der Praxis
CTO DB AG & Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik GmbH | Hans Peter Lang | 17.09.2019

Instabilität in der Praxis
2
Ein Beispiel – Das Fahrzeug

Spurweite
3
1435 mm
1430 mm
Trassierung
1435 mm
Ein Beispiel – Die Gleislage und die Trassierung

4
HY1
HY2
HY3
HY4
Y*Ι
Y*M
Y*ΙΙ
Ein Beispiel – Die Fahrzeugreaktion

Spurweitenkorrektur behebt nicht alle Probleme
5
Öffentlichkeitswirksame Vorfälle

Die äquivalente Konizität
6 CTO DB AG & Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik GmbH | Hans Peter Lang | 17.09.2019
y[m m]
mittl. Laufkreisrad ius
460.000 [m m]
-1 0
-5
0
5
10 -10
-5
0
5
10
y[mm]
-5 5
r1-r2
[mm]
5
-5
delta-r = f(y)
L [ m ]
2 4 6 8 1 0
- 3
- 2
- 1
1
2
3
y = f ( L )
0 , 0 0 0
5
0.5
yo [mm]
äquivalente
Konizität
[-]
äquivalente Konizität = f(yo)
0.180
3.0
Ermittlung der Kontaktpunkte bei
Querverschiebung
Bestimmung der
Rollradien-
differenz bei
Querverschiebung
Berechnung des Radsatz-
Wellenlaufes im Gleis
ist ein Maß für die Kombination der Profile von Rad und Schiene,
welche die Stabilitätsanforderungen an die Fahrwerkskonstruktion beschreibt

Radprofillaufleistung [km]
0,3
0,2
0,1
0,025
Bandbreite der äquivalenten Konizität
äquivalente
Konizität
[-]
7
Die Fahrwerksauslegung erfolgt üblicherweise für eine Bandbreite der äquivalenten Konizität

8
Das Standardradprofil S1002 mit
Spurmaß 1425 mm
Grundlagen für die Einführung des Verschleißprofiles
Umfangreiche Untersuchungen der Deutschen Bundesbahn unter den damaligen
Betriebsbedingungen (Fernverkehrsreisezugwagen, geringe Anteile Ausbaustrecken,
keine Neubaustrecken)
Schienenformen S49, S54, UIC 60 mit stark unterschiedlichen Verschleißzuständen
und Spurweiten
Nachweis der Formstabilität über die berührgeometrische Größe äquivalenter
Konizität
galt als formstabiles Verschleißprofil für alle Verkehrsarten

9
Formstabile Entwicklung der Konizität über die
Laufleistung
äquivalente
Konizität
CTO DB AG Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik GmbH | Hans Peter Lang | 17.09.2019
reale Abzeichnungen, ICE 1 Mittelwagen, Schienenprofil UIC 60 E1, Radprofil S1002

Radprofil S1002, reale Profilabzeichnung
Randbedingungen
Radprofilentwicklung ICE 1 Mittelwagen, starre Radsatzführung,
mechanische Drehhemmung
Laufleistung mit annähernd konstanten Berührbedingungen bis zu 800 Tkm
10 CTO DB AG Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik GmbH | Hans Peter Lang | 17.09.2019
Formstabile Profilentwicklung, ICE 1 Mittelwagen

äquivalente
Konizität
[-]
0,3
0,2
0,1
0,025
Anregung von Strukturschwingungen
des Wagenkastens;
Anregung des Wellenlaufes
Veränderung der Konizität über der Laufleistung
Niedrigfrequente Anregung von
Eigenformen des Fahrzeuges
11
Fahrtechnische Effekte

12
Baureihenspezifische Fahreigenschaften führen in
der Praxis zu Abweichungen von Standardprofil
Fahrzeugtyp Profilform Nennspurweite [mm]
ICE 1 / ICE 2 TK S1002 1423
ICE 1 MW S1002 1425
ICE 2 MW DBS 1421
ICE 3 S1002 1423
ICE T S1002 1423
Dosto 2003 (DB Regio) S1002 1421
Dosto 2010 (DB Regio) S1002 1421
Dosto 2010 / IC2 EPS 1420
ET 422/423/430 S1002 1420
ET 424-426 S1002 1420

Konizitätsentwicklung über die Laufleistung
K-Wagen:
Fahrwerke mit
hydraulischer
Drehdämpfung
13
ICE 1, Mittelwagen eines Triebzuges, Einfluss der Fahrwerkskonstruktion

Weiterentwicklung des Schienenkopfprofils
UIC 60 - UIC60E2
Schiene UIC 60
Schiene UIC 60 E2
14
Schiene UIC 60 E2, SN 1:40
Schiene UIC 60, SN 1:40
Zielsetzung, Kontur und Berührverhältnisse
Niedrige äquivalente Konizität [tan γe = 0,17] - tan γe =0,07
Gleichmäßige Berührpunktverteilung
Zielsetzung

15
Der Einfluss konsequenter Schienenbearbeitung
auf das Berührverhalten
Schmale Berührspiegel

Radprofil S1002, reale Profilabzeichnung
Radprofilentwicklung ICE 3 Mittelwagen, hydraulische Drehdämpfung
Erhöhter Anteil Schnellfahrstrecken
Laufleistung 263 Tkm.
16
Nicht-formstabile Profilentwicklung
Randbedingungen

Nicht-formstabile Entwicklung der Konizität über die
Laufleistung
17
UnterschiedlicheSpurmaße
*
*
reale Abzeichnung, Schienenprofil UIC60E2, Radprofil S1002

Geringfügige Abweichungen von Neuprofilen haben
starken Einfluss auf die Konizität
18
äquivalente
Konizität
äquivalente
Konizität
Streckenkilometer Streckenkilometer
Strecke Ingolstadt-Nürnberg, Schienenprofil UIC60E2, geschliffen, Neuspurweite 1436 mm
Reales Radprofil (nicht formstabil)
Theoretisches Radprofil S1002

äquivalente
Konizität
[-]
0,3
0,2
0,1
0,025
Prinzipielle Konizitätsentwicklung der Radprofile auf
dem deutschen Streckennetz
Handlungsbedarf Verbesserungsbedarf
19 CTO DB AG Vorsitzender der Geschäftsführung DB Systemtechnik GmbH | Hans Peter Lang | 17.09.2019

Einflussparameter
Spurmaß und
Radprofile
Einflussparameter
Spurweite und
Schienenprofile
Einflussparameter
Fahrzeug und
Betrieb
20
Das Fahrverhalten von Schienenfahrzeugen
sicher, komfortabel, wirtschaftlich
Anforderungsgerechtes
Fahrverhalten
Angemessene Instandhaltungskonzepte für Fahrzeuge und Infrastruktur
anforderungs-
gerechte Spurweite
formstabile
Schienenkopfform
anforderungs-
gerechtes Spurmaß
formstabile Radprofile
hohes Stabilitätsniveau
der Fahrwerke
strukturdynamische
Unempfindlichkeit des
Wagenkastens
Anforderungen und konzeptionelle Möglichkeiten

21
Radprofildiagnose über ortsfeste Checkpoints im
Betriebsgleis
gemessene Profilkonturen
Radquerprofilmessung mit Streckengeschwindigkeit
(OptiPro)
Messung der geometrischen Radparameter (Sh, Sd, qR )
Messung der Radprofile und Berechnung äquivalenter
Konizität
Reproduzierbare Ergebnisse
in ausreichender Genauigkeit

22
Msim0,
2
Msim0,
1
Design Radprofil:
Verschleißsimulationmit betrieblichen Lastkollektiven
Radprofilemit Potenzial bis 400 Tkm
Erprobung im ICET
Entwicklung formstabiler Radprofile für Fahrzeuge
mit hydraulischer Drehdämpfung
Simulationsergebnisse

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