Termine für Vorlesungen 2006/2007 Datum Thema 11.10.06 G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge 18.10.06 G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge 25.10.06 G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge 01.11.06 F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik 08.11.06 F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik 15.11.06 F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik 22.11.06 F. Minde Grundlagen der Eisenbahnbremstechnik 29.11.06 P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs 06.12.06 P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs 13.12.06 P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs 20.12.06 P. Spiess Fahrdynamik des Schienenverkehrs 10.01.07 G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge 17.01.07 G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge 24.01.07 G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge Termin für Exkursion 31.01.07 G. Köhler Konstruktion der Schienenfahrzeuge
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
Fahrwerke Fahrwerkrahmen
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)
Baugruppen eines Drehgestellrahmen Konstruktion der Schienenfahrzeuge Langträger Querträger Kopfträger
Langträger Abstützung der Sekundärfeder Bremsträger Aufnahme für Primärfeder Aufhängung MG-Bremse
Querträger Queranschlag Getriebeaufhängung Motoraufhängung
Drehgestellrahmen
Verwindungsweicher Drehgestellrahmen Konstruktion der Schienenfahrzeuge
H-Rahmen mit zwei Querträgern Reisezugwagendrehgestell GP 200
H-Rahmen mit Kopfträger Güterwagendrehgestell Y25
Kastenrahmen Güterwagendrehgestell mit Lenkachse Konstruktion der Schienenfahrzeuge
O-Rahmen Triebdrehgestell ICE-V
Drehgestellrahmen Anschweißteile Konstruktion der Schienenfahrzeuge
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 + 6.67Pers/m² Stoß Faktor von 40%
Werkstoffe für Drehgestellrahmen Stahlbleche» Hauptsächlich S355J2G3 (St52-3) Re=355MPa ; Rm=490-630MPa ; A=22%» S500MC Re=500MPa ; Rm=550-700MPa ; A=14% Stahlguß» Hauptsächlich GS21Mn5V Re=360MPa ; Rm=500-650MPa ; A=24% Die Auslegung erfolgt nach» DVS 1612» DS 952 Teil 2» EN 13749
Finite Elementeberechnung eines Drehgestellrahmen Kraft Einleitung
Statische Versuche und Schwingversuche Konstruktion der Schienenfahrzeuge Dymamischer Schwingprüfstand» gemessene Spannungen werden nach ERRI B12 RP17 ausgewertet.
Fahrwerke Schnittstelle Wagenkasten Fahrwerk
Stahlschraubenfeder als Sekundärfeder Konstruktion der Schienenfahrzeuge Federtopf (wagenkastenfest) Sek. Dämpfer Schraubenfedersatz mit Innen- und Außenfeder
Luftfeder als Sekundärfeder (Prüfung im Druckstand)
Sekundärfeder eines Dieseltriebwagens Konstruktion der Schienenfahrzeuge Konsole für Schlingerdämpfer Luftfedersystem Sek. Dämpfer Anzeige für Luftfederhöhe Schlingerdämpfer
Luftfeder als Sekundärfeder Luftfederbalg Notfeder Schlingerdämpfer Sek.dämpfer Wankstütze
Luftfederregelung
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
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
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
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
Einbau einer Wankstütze Wankstützanlenkung Wankstützstab (Drehfeder) Wankstützhebel
Wankstützeinbau Luftfeder Wankstützanlenkung Wankstützlager Wankstützstab
Montage Wankstützstab
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
Anordnung eines Drehzapfens
Längsanlenkung mit Drehzapfen und Lemniskatenlenker Konstruktion der Schienenfahrzeuge Drehzapfen Lenker Traverse
Verbindung Wagenkasten-Drehgestell durch Anlenkstange
Prinzip der Anlenkung bei Jakobsdrehgestellen
Anlenkstange in einem Jakobsdrehgestell Konstruktion der Schienenfahrzeuge Queranschlag Querdämpfer Anlenkstange
Konstruktion der Schienenfahrzeuge Radentlastung durch Längskräfte
Tiefanlenkung einer Güterzuglokomotive Konstruktion der Schienenfahrzeuge
Virtuelle Tiefanlenkung für Lokomotiven
Federwege in der Sekundärfederung Konstruktion der Schienenfahrzeuge - z-richtung 30-60 mm - y-richtung 10-20 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!
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
Fahrwerke Anbauteile
Anbau der Spurkranzschmieranlage und Sandung ET 423 Spurkranzschmiergerät Sandkasten Sandstreudüse (Sandtreppe) Sandstreurohr
Anbau der Düse für Spurkranzschmierung Konstruktion der Schienenfahrzeuge
Sandstreueinrichtung S-Bahn Kopenhagen Sandkasten Konstruktion der Schienenfahrzeuge Dosiereinrichtung Sandstreurohr
Erdungskontakt für den Traktionsrückstrom Konstruktion der Schienenfahrzeuge
Anbau der Antenne für induktive Zugsicherung (INDUSI) Konstruktion der Schienenfahrzeuge
Einbau von Bremseinrichtungen in Fahrwerken
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
Güterwagen mit Klotzbremse Bremsklotzschuh Bremsklotz
Mittenbremsgestänge eines Kesselwagens Bremszugstange Gestängesteller Bremszylinder Luftbehälter
Bremsgestänge eines Standardwagens Konstruktion der Schienenfahrzeuge
Radscheibenbremse des ET 474 Radbremsscheibe Bremsbelag Bremshebel Bremszylinder
Wellenbremsscheibe Wellenbremsscheibe Bremsaufhängung Bremshebel Konstruktion der Schienenfahrzeuge
Scheibenbremse einer Straßenbahn Konstruktion der Schienenfahrzeuge Hydraulischer Bremszylinder Bremsscheibe Erdungskontakt
Sinterbremsbelag für Hochleistungsbremsen Konstruktion der Schienenfahrzeuge Bremsaufhängung Belaghalter Sinterpads
Magnetschienenbremse in Tiefaufhängung eines Dieseltriebwagens Konstruktion der Schienenfahrzeuge
Magnetschienenbremse in Tiefaufhängung für eine Straßenbahn Konstruktion der Schienenfahrzeuge Aufhängung am Radsatzlager Hubfeder Magnet
Aufbau einer Magnetschienenbremse (Hochaufhängung) Haftkraft der Elektromagnete ca. 8-10 kn pro Magnet Elektromagnet Hubzylinder Spurstange Zentrierung im Drehgestellrahmen Längs- und Queranschlag für die Kraftübertragung in Bremsstellung
Einbau einer Mg-Bremse im Drehgestellrahmen