Neben dem Wagenkasten spielt Leichtbau auch im Drehgestellbereich aufgrund der bewegten Massen und den damit verbundenen Komfort- und Verschleißaspekten eine entscheidende Rolle im Schienenfahrzeubau. Faserverbundwerkstoffe haben für den Drehgestellbereich ein hohes Anwendungspotential, da sie gegenüber metallischen Werkstoffen eine höhere Dauerfestigkeit, ein besseres Ermüdungs- und Schadensverhalten und eine bessere Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Durch das niedrige E-Modul und die hohe Festigkeit sowie durch das hohe Energieaufnahmevermögen ist GFK ein geeignetes Material für hochbeanspruchte biegeweiche Bauteile, wie Blattfedern und Achslenker. Radsatzlenker von Hochgeschwindigkeitsdrehgestellen, die konventionell meist als Stahllenker mit Elastomerlagern ausgeführt werden, sind sehr hoch beanspruchte Bauteile und entsprechend wartungsintensiv. Daher werden seit geraumer Zeit auch Lenker aus GFK entwickelt und eingesetzt. Als Weiterentwicklung wird hier ein Konzept für einen flexiblen Längsträger in Faserverbundbauweise vorgestellt, bei dem alle Anforderungen aus der Radsatzführung und der Primärfederung in den GFK-Längsträger integriert werden, so daß Radsatzlenker und Primärfeder eingespart werden können. Aufgrund der Funktionsintegration ergibt sich eine einfache, wartungsfreundliche und leichte Bauweise mit hohem Kosteneinsparungspotential. Die Konstruktion des Rahmens sieht vor, daß je zwei Längsträger die Radsatzlagergehäuse und eine metallische Mittenstruktur verbinden. An die Mittenstruktur werden über einen Rahmen die Bremsvorrichtung und sonstige Drehgestellkomponenten befestigt. Die Auslegung zeigt, daß die Steifigkeitsanforderungen von einem weitestgehend parabelförmigen Langträger erfüllt werden können. Der Langträger wurde so aufgebaut, daß die Fertigung in einer Heißpresse erfolgen kann. Gegenüber einer Fertigung im Autoklaven lassen sich so die Fertigungszeiten um über 50 % reduzieren. Aufgrund der Kosten für das Pressenwerkzeug, wird diese Fertigung aber erst ab einer Stückzahl von mehr als 350 pro Jahr kostendeckend.
Faserverstärkte Kunststoffe im Drehgestellbereich
2000
5 Seiten, 4 Bilder, 2 Quellen
Conference paper
German
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