Faserverbund-Werkstoffe sind ideale Leichtbau-Werkstoffe. Der vorgestellte Federlenker hat den Innovationspreis der Arbeitsgemeinschaft Verstärkte Kunststoffe Technische Vereinigung E.V. 2002 erhalten. Die Chancen zur Entwicklung eines neuartigen GFK-Federlenker-Konzepts zur Achsanlenkung von Zug-Drehgestellen ergaben sich vor allem durch die hohe Schwingfestigkeit von GFK bei gleichzeitig hohen Dehnungen. Am Fachgebiet 'Konstruktiver Leichtbau und Bauweisen' der TU-Darmstadt, (D), wurde ein neues Federlenker-Konzept entwickelt und zum Patent angemeldet, das selbst den extremen Belastungen eines Hochgeschwindigkeitszugs stand hält. In dem Lösungskonzept sind jeweils 2 GFK-Federlenker in Parallelogrammschaltung übereinander angeordnet. Im Gegensatz zur Stahl-Gummilösung ist die Biegesteifigkeit von GFK im Betriebsbereich nahezu temperaturunabhängig. Das verschleißanfällige Scharniergelenk der Stahl-Gummilösung wurde zum verschleißfreien Biegegelenk. Darüber hinaus bietet sich der Vorteil, dass GFK gutmütig versagt. Durch Aufteilung der vorgegebenen Gesamtsteifigkeit auf mehrere Lenker lassen sich die pro Lenker angreifenden Kräfte reduzieren. Aufgrund des begrenzten Bauraums beträgt die Anzahl der Federlenker 4 pro Rad. Die Belastung ist im Einspannbereich aufgrund der Biegespannungen und der zusätzlich auftretenden Torsions-Schubspannungen deutlich höher als im Mittenbereich des Lenkers. Die durch eine Vergrößerung des Querschnitts im Einspannbereich erhöhte Biegesteifigkeit kann durch Reduktion des Querschnitts im Mittenbereich vollständig kompensiert werden. Da der Mittenbereich des Lenkers überwiegend mit Querkraftschub belastet wird und die Biegespannungen in diesem Bereich nahezu gleich Null sind, werden die Fasern in diesem Bereich zur Maximierung der Schubfestigkeit überkreuzt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den Mittenquerschnitt weiter zu reduzieren, um den Querschnitt des Einspannbereichs im Gegenzug vergrößern zu können. Orientiert man die Fasern entsprechend der parabelförmigen Außenkontur des Querschnitts, so reduziert sich im Vergleich zu einem Lenker mit in Längsrichtung orientierten Fasern die Querkraftschubspannung zusätzlich um die Hälfte. Nach Absolvierung aller Fahrversuche erscheint eine Umsetzung des neuen GFK-Federlenker-Konzepts in eine Serienfertigung durchaus realistisch.


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    Title :

    Faserverbund verleiht ICE "Flügel"


    Contributors:
    Schürmann, H. (author) / Franke, O. (author)

    Published in:

    SMM Schweizer Maschinenmarkt ; 104 , 1-3 ; 34-35


    Publication date :

    2003


    Size :

    2 Seiten, 2 Bilder



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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