Prüfstände

Einzelrad-Rollprüfstand

Die Rollprüfstandsanlage ist derzeit zum Testen des Rad/Schiene-Kontaktes mit Einzelrädern eingerichtet. Die Schiene wird durch ein Treibrad mit 1,3 m Durchmesser dargestellt. Auf diesem Prüfstand können Versuche zum Gleitschutz sowie Anfahr- und Bremsversuche durchgeführt werden. Die Antriebseinheit verfügt über eine rotierende Masse, welche die Masse eines Schienenfahrzeugs ersetzt. Über Zusatzeinrichtungen kann Flüssigkeit, Sand oder auch feuchtes Laub auf die Schienenoberfläche gegeben werden.

Einzelachs-Rollprüfstand

Neben dem für Gleitschutz- und Bremsversuche eingerichteteten Rollprüfstand existiert am Institut dieser Prüfstand für Einzelachsen zum Testen von Effekten in der Spurführung. Mittels einer Verdreheinrichtung kann der auf dem Prüfstand laufende Radsatz radial eingestellt und somit u.a. das Anlaufen des Spurkranzes provoziert werden. Auch für Versuche, die der Flachstellenentstehung und -erkennung dienen, wird dieser Prüfstand eingesetzt.

Katapultanlage

Im Bereich des Schienenverkehrs kommt es, insbesondere bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten regelmäßig zu Beschädigungen von Fahrzeugen und Infrastruktur durch Schotterflug oder Eisschlag.
Die Katapultanlage wird hauptsächlich zum Beschuss von Bauteilen mit Schottersteinen oder Eismassen genutzt. Beispiele für Testobjekte sind Verkleidungsteile von Schienenfahrzeugen, sowie Radsatzwellen und ETCS-Balisen. Mit dem Katapult können Projektil­geschwindigkeiten von bis zu 280 km/h erreicht werden.  Durch Beobachtungsfenster können die Versuche mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet werden.
Da das Materialverhalten oft stark temperaturabhängig ist, können Versuchsobjekte auf die zu erwartende Einsatztemperatur aufgeheizt bzw. abgekühlt werden. Untersucht wurden z. B. Radsatzwellen-Schutzbeschichtungen, Unterbodenverkleidungen und Leittechnikgehäuse.
Aber auch für branchenfremde Anwendungen können Einschlag-Versuche durchgeführt werden. Sollten höhere Geschwindigkeiten benötigt werden, so käme in Betracht, die Anlage zu ertüchtigen. Bei Vorversuchen konnten bereits Massen von 10 kg auf bis zu 500 km/h beschleunigt werden.

Akustikkammer

Die Akustikkammer wird für vergleichende schalltechnische Untersuchungen genutzt. Sie ist dazu mit schallisolierenden Elementen ausgestattet. So können beispielsweise die von mit mechanischer Beaufschlagung angeregten Schienenfahrzeugbauteilen ausgehenden Lärmemissionen untersucht werden.

Nebenstehende Abbildung zeigt die Untersuchung eines Schienenrads ohne und mit Schallabsorber. Dieses Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Bochumer Verein Verkehrstechnik GmbH durchgeführt.

Messgleise

Am Institut befindet sich ein neun Meter langes Messgleis, welches sich für Untersuchungen zu quasistatischen Rad-Schiene-Kontakten (Y- und Q-Kräften) ebenso eignet wie für Untersuchungen von Flachstellen beim langsamen Überrollen. Mittels einer hydraulischen Drückvorrichtung können Y- und Q-Kräfte in den Schienenkopf eingeleitet werden und somit die Funktionen eines Messgleisbogens annähernd nachgebildet werden. Das Messgleis besteht aus einem Holzschwellen-Gleis mit Schienen des Profils 49 E 1 (S 49), Oberbau K.

 

Es existiert ein weiteres Gleiselement mit Betonschwellen B 70 und dem Schienen-Profiltyp 60 E 1 (UIC 60) mit Oberbau W. Diese Anlage wird zur Untersuchung von infrastrukturellen Einrichtungen im Hochgeschwindigkeitsverkehr genutzt, beispielsweise zur Ermittlung der Güte der Befestigung von Haltesystemen von ETCS-Eurobalisen.

Messausrüstungen

Mobiles Profilmesssystem Rad/Schiene

Seit 2015 verfügt das Institut über ein modernes, kontaktfreies Profilmesssystem. Dieses dient sowohl zur Ermittlung der relevanten Maße an Rädern und Radsätzen, sondern auch zur Messung von Schienenoberflächen und Spurweiten. Allgemein können beliebige Spaltprofile und Körperkonturen ausgewertet werden.

Das kalibrierte System ist für Werkstätten der Deutschen Bahn AG zugelassen.

Stationäres und mobiles Messequipment

Am Institut werden neben bewährten Messsystemen mit Trägerfrequenz-Messverstärkern auch hochmoderne, kompakte Messsysteme eingesetzt.

Für stationäre Einsätze werden HBM- und RMP-Trägerfrequenz-Messverstärker mit nachfolgenden Analog/Digital-Wandlern extern (USB/Geitmann) und intern (integrierte Messkarten/National Instruments) genutzt.

Für mobile Anwendungen stehen z. B. mehrere Universalmessverstärker von HBM „QuantumX“ zur Verfügung, die auch als Master/Slave-Einheiten verwendet werden können.

Im Erprobungsträger und am Rollprüfstand werden Echtzeit-Mess- und Regelaufgaben von dSpace-Rechnern übernommen.

Für diverse Messaufgaben und Versuchsaufbauten wird eine Vielzahl von Sensoren sowie Messkabel für unsere besonderen Anwendungsfälle im Schienenfahrzeugbereich vorgehalten und laufend auf den neuesten Stand gebracht. Die Ausrüstung wird je nach Anforderungen eines Projektes zusammengestellt und ggf. ergänzt.

Mobiles Schwingungsmesssystem

Häufig muss der normale Fahrgastbetrieb während dynamischer Schwingungsmessungen innerhalb des Fahrgastraums eingeschränkt werden, um sperriges Messequipment darin unterzubringen. Aus diesem Grund wurde am IFS eine mobile und platzsparende Lösung zur messtechnischen Erfassung der dynamischen Bewegungsgrößen von Fahrzeugen entwickelt. Diese ist nicht auf eine externe Stromversorgung angewiesen und kann in wenigen Minuten fest am Fahrzeugboden angebracht werden.

Bei fahrzeugdynamischen Studien sind vor allem die Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten des Wagenkastens von Interesse, wobei die Messdaten nicht selten mit Fahrweginformationen verknüpft werden müssen. Aus diesem Grund lässt sich eine georeferenzierte Trassierung durch Fusion der gemessenen Sensordaten abschätzen, sodass alle erfassten Sensordaten kartiert bzw. verortet werden können.

Institut für Schienenfahrzeuge und Transportsysteme

Seffenter Weg 8

52074 Aachen

Tel.: (0241) 80-255 63

Fax: (0241) 80-22145

Email: sekretariat@ifs.rwth-aachen.de

Institutsleitung: Prof. Dr.-Ing. Christian Schindler

Institut für Schienenfahrzeuge und Transportsysteme

Seffenter Weg 8

52074 Aachen

Tel.: (0241) 80-255 63