Federlenker werden insbesondere in der Schienen-Fahrzeugtechnik zur Anlenkung der Radachsen eingesetzt. Hierbei steht die Forderung einer niedrigen Vertikalsteifigkeit bei gleichzeitig definiert hoher Seitensteifigkeit im Vordergrund. Die Voraussetzung seitens des Werkstoffs ist eine gute Schwingfestigkeit bei hohen Dehnungen. Glasfaser-Kunststoff-Verbunde (GFK) erfüllen diese Anforderungen besonders gut. Jedoch stellt vor allem bei Schienenfahrzeugen der extrem begrenzte Bauraum ein wesentliches Problem dar. Meist reicht er nicht aus, um die auftretenden Lasten dauerhaft mit der üblichen rechteckigen Variante ertragen zu können. Für den Einsatz von hochbelasteten GFK-Federlenker im Bereich des Hochgeschwindigkeits-Schienenverkehrs wird ein neues Konstruktionsprinzip vorgestellt, bei dem gezielt die besonderen Möglichkeiten von GFK genutzt werden und durch Integration von Federn und Gelenken auf zusätzliche mechanische und somit verschleißanfällige Gelenke verzichtet werden kann. Da die Lastvorgaben bei dem vorgegebenen äußerst kleinen Bauraum extrem hoch sind, kommt es zu hohen Schubbeanspruchungen im GFK-Federlenker. Diese Spannungen konnten durch eine geschickte Superposition von Maßnahmen drastisch reduziert werden. Dabei handelt es sich um eine Belastungsaufteilung sowie Geometrieanpassung und Faserwinkelanpassung an Beanspruchung. Mit Hilfe dieser drei Optimierungsmaßnahmen konnte sowohl die auf den Lenker einwirkende äußere Last reduziert, als auch die Ausnutzung des Federlenkers vergleichmäßigt und damit optimiert werden.
Federlenker für Hochgeschwindigkeitszüge - ein neues Konstruktionsprinzip mit Faserkunststoff-Verbunden
Guidance spring for high speed trains - a new design principle for polymer composites
Werkstoffe für die Systemtechnik Bahn: Anforderungen in Gegenwart und Zukunft, DVM-Tag, 2003 ; 175-187
DVM-Bericht ; 670
2003
13 Seiten, 12 Bilder, 1 Tabelle, 6 Quellen
Conference paper
German
Federlenker aus Glasfaser-Kunststoff-Verbund für Hochgeschwindigkeitszüge
Tema Archive | 2005
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