Für leisere Schienenfahrzeuge bzw. weniger Schienenverkehrslärm können Maßnahmen an den Strecken oder am Schienenfahrzeug getroffen werden. Die höchste Wirkung erzielen Maßnahmen im Bereich von Rad und Schiene. Die Hauptschallquelle ist das Schienenlaufrad. In der Arbeit wurde ein Gestaltungs- und Fertigungskonzept für ein Schienenlaufrad in FVK-Bauweise (Faserverbundkunststoff) entwickelt. Ziele waren dabei Masse- und Lärmreduzierung sowie eine wirtschaftliche Fertigung der Räder. Ausgehend von einer Analyse des Standes der Technik zur Gewichts- und Lärmreduzierung von Laufrädern wurden zunächst die Grundlagen für die Gestaltung von Laufrädern in FVK-Bauweise erarbeitet. Dazu erfolgte eine Analyse der Funktionsträger und eine funktionale Gliederung der Radkomponenten. Verschiedene Gestaltungsvarianten wurden gegenübergestellt und bewertet. Es zeigte sich, daß das Einlegen in eine offene Bauteilform zum Laminieren und der Einsatz von Prepregs als Halbzeug Voraussetzungen für ein Fertigungskonzept mit ausreichendem Materialdurchsatz darstellen. Als konstruktive Gestaltung wurde deshalb die Scheibenbauweise ausgewählt, die diese Verfahren begünstigt. Für verschiedene Gestaltungskonzepte der Scheibenbauweise wurden FEM-Analysen des Verformungsverhaltens der Radscheibenvarianten durchgeführt. Es wurde deutlich, daß Laufräder aus FVK nur in einer Zwei-Scheiben-Bauweise in der Lage sind, die hohen Belastungen aufzunehmen. Im Gesamtkonzept wurde ein FVK-Laufrad vorgestellt, das bei einer axialen Seitenbelastung am Laufkranz von 70 kN mit einer Verschiebung von 1,62 mm am Kraftangriffspunkt die Anforderungen im Pflichtenheft erfüllt. Dieses Gesamtkonzept wurde im Labormaßstab umgesetzt und eine Serie von acht Laufrädern gefertigt. In der Erprobungsphase sind die Laufräder einer Betriebsfestigkeitsprüfung unterzogen worden, wie sie für Stahlräder mit einer Einsatzdauer von mehreren Millionen Kilometern nachgewiesen werden muß. Die Zeitfestigkeit bei Hochgeschwindigkeitsfahrten erwies sich als ausreichend. Im akustischen Vergleich mit Laufrädern herkömmlicher Bauart zeigte sich ein ausgezeichnetes Dämpfungsverhalten. Die Gewichtsersparnis zum Stahlrad beträgt 32 %.


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    Title :

    Gewichts- und Lärmminderung von Laufrädern für Schienenfahrzeuge durch Einsatz von Faserverbundwerkstoffen


    Contributors:
    Warmuth, F. (author)


    Publication date :

    1998


    Size :

    130 Seiten, 110 Bilder, 113 Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German