Stardamp Ein deutsch-französisches Kooperationsprojekt zur Verminderung des Schienenlärms DB Systemtechnik GmbH Maria Starnberg Akustik und Erschütterungen - T.TVI32(1) Darmstadt, 21.03.2012
Situation heute Verlagerung von Verkehr auf der Schiene. Erhöhte Belastung der Bevölkerung durch Schienenlärm. Ein zentrales Anliegen der DB ist, es Anwohner vor Schienenlärm zu schützen. Schienenlärm soll bis zum Jahr 2020 halbiert werden. Herkömmliche Maßnahmen wie Schallschutzwände sind mit hohen Kosten verbunden. Große Nachfrage nach innovativen Maßnahmen 2
Wie entsteht Rollgeräusch? Glatte Räder und Schiene Dämpfung von Rad und Schiene Abschirmung Rauheit Rad Schwingungen des Rades Schallabstrahlung des Rades Kombinierte Rauheit Kontaktkräfte Rollgeräusch Rauheit Schiene Schwingungen der Schwelle und der Schiene Schallabstrahlung der Schwelle und der Schiene 3
Motivation Dämpfer für Rad und Schiene werden von verschiedenen Herstellern angeboten. Bisher waren zeit- und kostenintensive Feldversuche notwendig um die Wirkung von Dämpfer zu bestimmen. Da es kein einheitliches Verfahren gibt, sind verschiedene Produkte nicht miteinander vergleichbar. Ohne eine standardisierte Methode zur Bestimmung der Wirkung wird die Zulassung für den regulären Einsatz erschwert. 4
Ziele von Stardamp Den Schritt von der Entwicklungsphase in die Phase des regulären Einsatzes zu beschleunigen. Die Kosten für Entwicklung und Zulassung zu senken. Den Markteintritt neuer Anbieter zu fördern. Ein neues praxistaugliches Verfahren für die Bewertung von Dämpfern für Rad und Schiene zu erarbeiten. Kombination von Laborversuchen und Computersimulation Objektiver Vergleich unter verschiedene Dämpfer-Produkten. Berechnung der resultierende Pegelminderung des Gesamtgeräusches. Bewertung der Kombination von Rad- und Schienendämpfer. 5
DEUFRAKO-Kooperation Laufzeit 2011-2012 Konsortium: Benutzer SNCF DB Alstom Hersteller Schrey & Veit Valdunes GHH-Radsatz Tata Steel Forschungsinstitute Vibratec TU Berlin ISVR 6
Warum Laborversuche? 90 90 Rollgeräusch Beispiel 21 1.0E+4 0.E+0 85 85-2,6 db -4,5 db -1.0E+4-2.0E+4-3.0E+4 80 80 75 75 Rad -10 db Schiene Gesamt Rad Schiene Gesamt Force (N) -4.0E+4-5.0E+4 70 70 65 65 ohne ohne Dämpfer mit Dämpfer 7
Schwingungsamplitude der Schiene fällt exponentiell mit zunehmender Entfernung vom Anregungspunkt ab. v(0) z e β Schiene Schwelle Unterbau Von der Schiene abgestrahlte Schallleistung: W 1 β Abklingrate (TDR): Δ = 8.686 β db/m (frequenzabhängig) 8
Laborversuche zur Bestimmung der Wirkung von Schienendämpfern Schiene Weiche Lagerung Boden 100 Freie Schiene: TDR ~ 0 Frei Schiene mit Dämpfer: TDR >> 0 vertikale TDR (db/m) 10 1 0,1 100 1000 10000 Frequenz (Hz) 9
TDR am realen Gleis TDR Dämpfer an freier Schiene 100 100 vertikale TDR (db/m) 10 1 vertikale TDR (db/m) 10 1 0,1 100 1000 100 10000 Frequenz (Hz) 0,1 100 1000 10000 Frequenz (Hz) vertikale TDR (db/m) 10 1 0,1 100 1000 10000 Frequenz (Hz) Summe: TDR Dämpfer am realen Gleis 10
Beispiel Laborversuch ohne Dämpfer mit Dämpfer S & V STARDAMP Software (TWINS-basiert) Valdunes 11 Δ L
Mi. 14:00 Palladium 2.05 Assessment of the efficiency of rail dampers using laboratory methods within the STARDAMP project H.Venghaus Mi. 18:10 Spectrum A Assessment of the efficiency of railway wheel dampers using laboratory methods within the STARDAMP project B.Betgen Workshop in München 18 Oktober 2012 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 12