Termine für Vorlesungen 2006/2007

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1 Termine für Vorlesungen 2006/2007 Datum Thema G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge Termin für Exkursion G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge

2 Inhalt Rechtliche Rahmenbedingungen - europäische Richtlinie - nationales öffentliches Recht - wichtige Rechtsbegriffe Regelwerke und Baurichtlinien Allg. Definitionen und Begriffsbestimmungen Fahrwerke - Radsätze, Radsatzlager - Radsatzführungen - Fahrwerksrahmen - Schnittstelle Wagenkasten/ Fahrwerk - Anbauteile Einbauplanung der Bremsen Anordnung der Getriebe und Motoren Wagenkästen - Werkstoffauswahl - Baugruppen - Ausrüstung Kupplungen und Übergänge elektrische Ausrüstung Fenster,Türen und Sitze Heizung, Klimatisierung und Lüftung Brandschutz, Crash, Aerodynamik, Lärmemission

3 Fahrwerke Fahrwerkrahmen

4 Aufgaben des Fahrwerkrahmen - Aufnahme der Vertikalkräfte aus der Primärfederung und Weiterleitung zum Fußpunkt der Sekundärfederung - Übertragung der Querkräfte aus der Radsatzführung zur Querfederung bzw. den Queranschlägen - Übertragung der Längskräfte aus der Radsatzführung zur Längsanlenkung Drehgestell - Wagenkasten - Ausdrehung des Fahrwerkrahmen gegenüber dem Wagenkasten um die z-achse - Aufnahme und Abstützung für die diversen Bremsausrüstungen - Aufnahme und Abstützung für Antriebsmotoren und Getriebe - Aufnahme diverser Hilfseinrichtungen (Luftfedersteuerung, Antennen, Sandstreueinrichtung, Spurkranzschmierung)

5 Baugruppen eines Drehgestellrahmen Konstruktion der Schienenfahrzeuge Langträger Querträger Kopfträger

6 Langträger Abstützung der Sekundärfeder Bremsträger Aufnahme für Primärfeder Aufhängung MG-Bremse

7 Querträger Queranschlag Getriebeaufhängung Motoraufhängung

8 Drehgestellrahmen

9 Verwindungsweicher Drehgestellrahmen Konstruktion der Schienenfahrzeuge

10 H-Rahmen mit zwei Querträgern Reisezugwagendrehgestell GP 200

11 H-Rahmen mit Kopfträger Güterwagendrehgestell Y25

12 Kastenrahmen Güterwagendrehgestell mit Lenkachse Konstruktion der Schienenfahrzeuge

13 O-Rahmen Triebdrehgestell ICE-V

14 Drehgestellrahmen Anschweißteile Konstruktion der Schienenfahrzeuge

15 Drehgestell Auslegung: Lastannahmen Normen : Lasten :» EN13749 (Lauf- und Triebdrehgestelle)» UIC515-4 (Laufdrehgestelle)» UIC615-4 (Triebdrehgestelle)» Ermüdungslasten (z.b. RegioTram Kassel) Konstruktion der Schienenfahrzeuge alle Sitze Besetzt + 4Pers/m² dynamische Effekte: 10% wanken + 20% Tauchen» Außergewöhnliche Lasten (z.b. RegioTram Kassel) alle Sitze Besetzt Pers/m² Stoß Faktor von 40%

16 Werkstoffe für Drehgestellrahmen Stahlbleche» Hauptsächlich S355J2G3 (St52-3) Re=355MPa ; Rm= MPa ; A=22%» S500MC Re=500MPa ; Rm= MPa ; A=14% Stahlguß» Hauptsächlich GS21Mn5V Re=360MPa ; Rm= MPa ; A=24% Die Auslegung erfolgt nach» DVS 1612» DS 952 Teil 2» EN 13749

17 Finite Elementeberechnung eines Drehgestellrahmen Kraft Einleitung

18 Statische Versuche und Schwingversuche Konstruktion der Schienenfahrzeuge Dymamischer Schwingprüfstand» gemessene Spannungen werden nach ERRI B12 RP17 ausgewertet.

19 Fahrwerke Schnittstelle Wagenkasten Fahrwerk

20 Stahlschraubenfeder als Sekundärfeder Konstruktion der Schienenfahrzeuge Federtopf (wagenkastenfest) Sek. Dämpfer Schraubenfedersatz mit Innen- und Außenfeder

21 Luftfeder als Sekundärfeder (Prüfung im Druckstand)

22 Sekundärfeder eines Dieseltriebwagens Konstruktion der Schienenfahrzeuge Konsole für Schlingerdämpfer Luftfedersystem Sek. Dämpfer Anzeige für Luftfederhöhe Schlingerdämpfer

23 Luftfeder als Sekundärfeder Luftfederbalg Notfeder Schlingerdämpfer Sek.dämpfer Wankstütze

24 Luftfederregelung

25 Luftfedersteuerung 4 - Punktanordnung Konstruktion der Schienenfahrzeuge Mögliche Varianten: Unterschiedliche Differenzdrücke an den Doppel - Überströmventilen Unterschiedliche Balgbasis an den Drehgestellen Unterschiedliche Luftfederventilbasis an den Drehgestellen Kombination mit mechanischen Wankstützen an einem oder beiden Drehgestellen

26 Luftfedersteuerung 3 - Punktanordnung (Querausgleich) Mögliche Varianten: Ohne Doppelüberströmventil am Drehgestell mit nur einem Luftfederventil Ohne Doppelüberströmventil am Drehgestell mit nur einem Luftfederventil und mit mechanischer Wankstütze an diesem Drehgestell Mit Doppelüberströmventil am Drehgestell mit nur einem Luftfederventil und mit mechanischer Wankstütze an diesem Drehgestell

27 Luftfedersteuerung 3 - Punktanordnung mit Längsausgleichsleitung Konstruktion der Schienenfahrzeuge Mögliche Varianten: Mit Druckübersetzer (festes Druckverhältnis) in der Längsausgleichsleitung Mit Druckübersetzer (stufenlos einstellbares Druckverhältnis) in der Längsausgleichsleitung

28 Luftfedersteuerung 2 - Punktanordnung mit mechanischen Wankstützen Konstruktion der Schienenfahrzeuge Mögliche Varianten: Ohne Doppelüberströmventil an beiden Drehgestellen Ohne Doppelüberströmventil an einem der beiden Drehgestelle Hauptsächlicher Einsatzbereich in Doppelstockwagen und Hochgeschwindigkeitszügen

29 Einbau einer Wankstütze Wankstützanlenkung Wankstützstab (Drehfeder) Wankstützhebel

30 Wankstützeinbau Luftfeder Wankstützanlenkung Wankstützlager Wankstützstab

31 Montage Wankstützstab

32 Definition des Neigungskoeffizienten S (statisch) s η = = δ WinkelWagenkast en/gleis WinkelGleis/Horizontale Für Fahrzeuge mit Stromabnehmer: smax = 0,225 Für alle anderen Fahrzeuge: Smax = 0,4

33 Anordnung eines Drehzapfens

34 Längsanlenkung mit Drehzapfen und Lemniskatenlenker Konstruktion der Schienenfahrzeuge Drehzapfen Lenker Traverse

35 Verbindung Wagenkasten-Drehgestell durch Anlenkstange

36 Prinzip der Anlenkung bei Jakobsdrehgestellen

37 Anlenkstange in einem Jakobsdrehgestell Konstruktion der Schienenfahrzeuge Queranschlag Querdämpfer Anlenkstange

38 Konstruktion der Schienenfahrzeuge Radentlastung durch Längskräfte

39 Tiefanlenkung einer Güterzuglokomotive Konstruktion der Schienenfahrzeuge

40 Virtuelle Tiefanlenkung für Lokomotiven

41 Federwege in der Sekundärfederung Konstruktion der Schienenfahrzeuge - z-richtung mm - y-richtung mm freies Spiel bis 60 mm federnde Queranschlägen - x-richtung 5-15 mm - Ausdrehwinkel 4-12 je nach Dre hzapfenabstand (z-achse) und min. Bogenradius - Nickwinkel 1-2,5 - Wankwinkel siehe Wankkoeffizient Achtung: - Die Vertikalfederung und die Längsanlenkung sollten entkoppelt sein! - Die Längsanlenkung sollte im Nickpol des Dg angreifen!

42 Freiräume für die Bewegung des Drehgestells unter dem Wagenkasten Primär Federweg : Vertikal, Quer, Längs Sekundär Federweg : Vertikal, Quer, Längs Wanken Drehgestell Nicken Drehgestell Ausdrehen Drehgestell Rampenfahrt Fährboot Bogenradius Spießgang Betrachtung getrennt für Betrieb und Werkstatt

43 Fahrwerke Anbauteile

44 Anbau der Spurkranzschmieranlage und Sandung ET 423 Spurkranzschmiergerät Sandkasten Sandstreudüse (Sandtreppe) Sandstreurohr

45 Anbau der Düse für Spurkranzschmierung Konstruktion der Schienenfahrzeuge

46 Sandstreueinrichtung S-Bahn Kopenhagen Sandkasten Konstruktion der Schienenfahrzeuge Dosiereinrichtung Sandstreurohr

47 Erdungskontakt für den Traktionsrückstrom Konstruktion der Schienenfahrzeuge

48 Anbau der Antenne für induktive Zugsicherung (INDUSI) Konstruktion der Schienenfahrzeuge

49 Einbau von Bremseinrichtungen in Fahrwerken

50 Bremsen im Fahrwerk Bremswirkung über den Radaufstandspunkt: - Klotzbremse auf die Lauffläche des Rades einwirkend - Radscheibenbremse auf den Radsteg oder separate Scheiben einwirkend - Wellenbremsscheibe auf der Radsatzwelle angeordnet - Retarder im Getriebe des Antriebs - Elektrische Bremse durch Antriebsmotor Radunabhängige Bremsen - Magnetschienenbremse - Hochaufhängung - Tiefaufhängung - lineare Wirbelstrombremse

51 Güterwagen mit Klotzbremse Bremsklotzschuh Bremsklotz

52 Mittenbremsgestänge eines Kesselwagens Bremszugstange Gestängesteller Bremszylinder Luftbehälter

53 Bremsgestänge eines Standardwagens Konstruktion der Schienenfahrzeuge

54 Radscheibenbremse des ET 474 Radbremsscheibe Bremsbelag Bremshebel Bremszylinder

55 Wellenbremsscheibe Wellenbremsscheibe Bremsaufhängung Bremshebel Konstruktion der Schienenfahrzeuge

56 Scheibenbremse einer Straßenbahn Konstruktion der Schienenfahrzeuge Hydraulischer Bremszylinder Bremsscheibe Erdungskontakt

57 Sinterbremsbelag für Hochleistungsbremsen Konstruktion der Schienenfahrzeuge Bremsaufhängung Belaghalter Sinterpads

58 Magnetschienenbremse in Tiefaufhängung eines Dieseltriebwagens Konstruktion der Schienenfahrzeuge

59 Magnetschienenbremse in Tiefaufhängung für eine Straßenbahn Konstruktion der Schienenfahrzeuge Aufhängung am Radsatzlager Hubfeder Magnet

60 Aufbau einer Magnetschienenbremse (Hochaufhängung) Haftkraft der Elektromagnete ca kn pro Magnet Elektromagnet Hubzylinder Spurstange Zentrierung im Drehgestellrahmen Längs- und Queranschlag für die Kraftübertragung in Bremsstellung

61 Einbau einer Mg-Bremse im Drehgestellrahmen