Grundlagen des Schienenverkehrs at TU Berlin

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Tunnelwiderstand

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Zusatzwiderstände

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Beschleunigungswiderstand

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Wie wirkt Zugbeeinflussung?

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ETCS (European Train Control System)

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Rillenschiene

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Fahrdynamik

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Verfahren bei unterschiedlichen Spurweiten

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Impulswiderstand

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Kraftschlussgrenze;

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Anforderungen an das Profil der Schiene

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Grundlagen des Schienenverkehrs

Tunnelwiderstand

• maßgeblich:
• Tunnellänge
• Versperrmaß 𝑊 = A_Fzg/A_Tunnel
• Rauigkeit

Grundlagen des Schienenverkehrs

Zusatzwiderstände

• Lagerreibungswiderstand
• Reibung in Wälz- oder Gleitlagern
• Rollwiderstand
• verursacht durch Radlast
• beim Rollen entsteht Walkarbeit
• Sehr klein, Faktor 0,002 zur Gewichtskraft
• Beides proportional zum Gewicht des Fahrzeugs, aber unabhängig von
der Geschwindigkeit

• Stoßwiderstand
• Fasst alle geschwindigkeitsabhängigen Anteile des Laufwiderstands
zusammen
• Widerstand aus Schwingungsbewegung eines Fahrzeugs quer zur
Fahrtrichtung herrührt

Grundlagen des Schienenverkehrs

Beschleunigungswiderstand

• Beschleunigung translatorischer und rotatorischer Massen
• Berücksichtigung durch einen Drehmassenzuschlagsfaktor
• 1,03…1,30
• Umso größer, je höher der Anteil und je höher die Drehzahl rotatorischer
Massen

Grundlagen des Schienenverkehrs

Wie wirkt Zugbeeinflussung?

punktförmig oder kontinuierlich

Grundlagen des Schienenverkehrs

ETCS (European Train Control System)

• Ziel: Harmonisierung der europäischen LST-Lösungen
• Komponenten:
• Eurobalise (punktförmige Datenübertragungseinrichtungen)
• Euroloop (Kabellinienleiter)
• Eurocab (Fahrzeugrechner)
• Euroradio (GSM-R-Schnittstelle)
• schrittweise Einführung in verschiedenen Levels
• Förderung durch EU
• einheitliche Hardware, unterschiedliche Software
• Zur Zeit ca. 90.000 km Strecke, 15.000 ETCS Fahrzeuggeräte

Grundlagen des Schienenverkehrs

Rillenschiene

Verwendung insbesondere für Straßenbahnen

Grundlagen des Schienenverkehrs

Fahrdynamik

 beschäftigt sich mit
       • zur Ortsveränderung notwendigen Bewegungsvorgängen
       • verursachenden Kräften
       • auftretenden Naturgesetzen
Grundlage für
       • Fahrzeitermittlung
       • Grenzwerte für Trassierung
       • Energieverbrauch

Grundlagen des Schienenverkehrs

Verfahren bei unterschiedlichen Spurweiten

• Umladen (Aufenthaltsdauer ca.
2,5 Tage)
• Austausch der Radsätze und
Drehgestelle (einige Stunden
pro Zug)
• Einsatz von Fahrzeugen mit
Spurwechselradsätzen
(während der Fahrt)
• Umspuren der Strecke (teuer
und zeitintensiv)

Grundlagen des Schienenverkehrs

Impulswiderstand

• Aufgrund von Kühlluftansaugung und –ausblasung
• Luft wird senkrecht zum Fahrzeug ausgeblasen

Grundlagen des Schienenverkehrs

Kraftschlussgrenze;

- übertragbare Reibungskraft begrenzt maximal übertragbare Zugkraft
- Die maximale Leistung kann nicht ausgenutzt werden, sonst wird Haftreibung zu Gleitreibung
- Räder drehen durch/schleudern
- kann konstant angenommen werden

Grundlagen des Schienenverkehrs

Anforderungen an das Profil der Schiene

• Abstimmung Kopfprofil ↔ Rad
• Lastabtragung
• Widerstandsmomente
(Durchbiegung, Torsion…)
• Fußbreite (zulässiger
Auflagedruck)
• Kippsicherheit
• walz- und schweißtechnisch
günstige Form
• minimaler Stahlbedarf

Grundlagen des Schienenverkehrs

Zugkraft 𝐹_z

vom Motor erzeugte Antriebskraft zur Beschleunigung und
Widerstandüberwindung

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