Untersuchung der Ursache von Radverdrehungen an Schienenfahrzeugen unter Berücksichtigung des Einflusses von Torsionsschwingungen

Von:

Fritz Felix Trimpe

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Torsionsschwingungen sind seit mehr als einem Jahrzehnt Thema in Deutschland, da sie als Ursache gleichzeitig auftretender Radverdrehungen identifiziert wurden. Um dennoch Sicherheit für die Zulassung von Schienenfahrzeugen zu gewährleisten, hat der Sektor auf Basis empirischer Daten sehr schnell eine Vorschrift erarbeitet, die in leicht angepasster Form bis heute Gültigkeit hat. Dieses auf Messfahrten basierende Zulassungsverfahren stellt Hersteller und Betreiber allerdings immer wieder vor große Herausforderungen bei der Durchführung der Messfahrten selbst sowie bei der Interpretation der Ergebnisse. Eine zuverlässige Vorhersage der aus den Torsionsschwingungen resultierenden Zusatzbelastungen für die Radsätze würde das Verfahren erleichtern, ist aber ohne eine wissenschaftlich fundierte Beschreibung zur Berechnung der dynamischen Vorgänge nicht möglich. Um diese Lücke zu schließen, werden in der vorliegenden Arbeit umfassende messtechnische sowie weiterführende simulative Untersuchungen vorgestellt. Mithilfe dieser Untersuchungen werden die kritischen Entstehungsbedingungen von Torsionsschwingungen im Rad-Schiene-Kontakt charakterisiert. Auf Grundlage der erarbeiteten Untersuchungsergebnisse möchte die vorliegende Arbeit eine Vereinfachung des gegenwärtigen Zulassungsprozesses ermöglichen. Des Weiteren wird mit dem vorgestellten Simulationsverfahren ein Tool zur Vorhersage der maximalen Torsionsbelastungen angeboten, mit dem es möglich wird, den Zulassungsprozess grundlegend weiterzuentwickeln.