Eschede - Bemerkungen zur Dauerfestigkeit von Eisenbahnradsätzen

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Eschede - Bemerkungen zur Dauerfestigkeit von Eisenbahnradsätzen

Knothe, K. / Böhmer, A.

Angesichts des Eisenbahnunglücks von Eschede, dessen Hauptursache der Bruch eines Radreifens war, wird die Frage nach der Festigkeit bei gummiringefederten Radreifen sowie Monoblocrädern gestellt. Das Problem der Materialermüdung von Stahl, der durch schnelle Radumdrehung und das Überrollen von Störungen einer schwingenden Beanspruchung ausgesetzt ist, wurde bereits im vorigen Jahrhundert durch August Wöhler mathematisch und experimentell ausgedrückt. Ergänzend werden hier Simulationsrechnungen aus Projekten des Bundesforschungsministeriums und der EU sowie das Dauerfestigkeitsdiagramm für den Stahl C60 herangezogen. Ergebnis: Bei längerer Überschreitung der angenommenen Belastung sowie Oberflächenschäden auf der Radinnenseite sind gummiringgefederte Radreifen nicht dauerfest. Monoblocräder stellen jedoch wegen der auftretenden Polygonalisierung bisher keine Alternative dar. Es ergeben sich folgende Forderungen: Zu klären ist, welche Kombination von Unrundheit, reduzierter Radreifendicke und Gleissteifigkeit zur Dauerfestigkeitsgefährdung führt. Dann ist durch entsprechende Vorschriften ein entsprechender Sicherheitsabstand zu dieser Grenze zu gewährleisten. Der Radsatzhersteller muß für die Festigkeitsberechnungen Materialwerte (mit Streuungen) zur Verfügung stellen. Korrosion an der Radreifeninnenseite muß ausgeschlossen bzw. durch Inspektion erkannt werden. Gleisseitige oder fahrzeugseitige Überwachungssysteme müssen sicherstellen, daß zulässige Kraftschwankungen nicht überschritten werden. Längerfristige Forschung zum Thema ist Gegenstand des DFG-geförderten Programms 'Systemdynamik und Langzeitverhalten von Fahrwerk, Gleis und Untergrund'.