Rad Schiene

Question 1

Was ist Aufgabe der Schiene?

Answer 1

• ebene Fahrbahnfläche

* Kräfte aufnehmen

Question 2

Welche Kräfte wirken auf die Schiene ein?

Answer 2

• Tragen (Gewichtskraft)
• seitliche Führung
• Traktion (Beschleunigung, Bremsen)

Question 3

Welche Bestandteile hat eine Schiene (in alter Bauweise)?

Answer 3

• Lauffläche
• Kopf
• Steg
• Fuß
• Laschen (alt)

Question 4

Was sind die Anforderungen an das Schienenprofil?

Answer 4

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

Question 5

Was sind die Standardprofile für Schienen?

Answer 5

Vignolschiene
• meistverwendet: UIC 60
• S 49
• S 54
-> Zahl gibt kg/m an
-> Profile unterscheiden sich u.a. auch in der Höhe

Rillenschiene
• Verwendung insb. für Straßenbahnen

Question 6

Nenne Beispiele für Schienenfehler!

Answer 6

• Nierenbruch
• Head Checks (Oberflächenrisse)
• Aus-/Abplatzungen

Question 7

Auf welche Längen werden Schienen hergestellt?

Answer 7

• auf 60/120m Regellänge gewalzt

* im Werk zu 120/180/360m zusammengeschweißt

Question 8

Was gibt es für Möglichkeiten zur Schienenverbindung?

Answer 8

• verschraubt (Stoßlückengleis)

* geschweißt (lückenloses Gleis)

Question 9

Warum können Schienen nur zwischen 20-26°C geschweißt werden?

Answer 9

wegen Kälte-/Wärmelängenveränderung der Schienen

Question 10

Aus welchen Teilen besteht ein Eisenbahnrad?

Answer 10

• Lauffläche (1:40 geneigt)
• Spurkranz
• (ggf. Radreifen)
• Radscheibe

Question 11

Welche Arten von Eisenbahnrädern gibt es?

Answer 11

• bereiftes Rad

* Vollrad

Question 12

Was sind die Standardmaße für die Spurweite und wie viel Abweichung wird toleriert?

Answer 12

• 1435mm (kleinster Abstand zwischen Schienenköpfen)
• Toleranz: 1430-1470mm
• im Bogen: Erweiterung

Question 13

Welche Maße gibt es neben der Spurweite und was sind die Standardwerte?

Answer 13

• Spurweite 1435mm (kleinster Abstand Schienenköpfe)
• Spurmaß 1426mm (Abstand Außenkanten Spurkränze)
• Stützweite 1500mm
• Spurspiel 9mm (Differenz Spurweite-Spurmaß)

Question 14

Was für Kräfte treten an Radsatz und Schiene auf und bis wann sind sie zulässig?

Answer 14

-> senkrechte Radkraft (Q)
• max. 25 t pro Radsatz zulässig
• 3 cm² Kontaktfläche je Rad
• 42 kN/cm² = 4200 bar Druck

-> waagerechte Querkräfte (Y)

Question 15

Wodurch können (zusätzliche) dynamische Kräfte, die auf die Schieneninfrastruktur einwirken, verursacht werden?

Answer 15

• Bewegung des Fahrzeugs
• Fahrwegkonstruktion (z.B. Weichen, Schienenstöße)
• Fehler der Gleislage

Question 16

Was für Bewegungen können im Fahrzeug auftreten?

Answer 16

längs:
• zucken

seitlich:
• wanken
• schieben

auf/ab:
• wogen
• nicken

Question 17

Was für Fehler bzw. Spezifikationen der Gleislage oder der Fahrwegskonstruktion können dynamische Kräfte verursachen?

Answer 17

• Stoßknicke
• Stoßstufen
• Höhenbuckel
• Schläge auf die Anlaufschiene durch minimalen Ablenkwinkel zwischen Ab- und Anlaufschiene wegen der Bewegung des Gleisrosts

Question 18

Wie laufen Eisenbahnräder auf einer Geraden?

Answer 18

Sinuslauf (durch konische Räder und schräg gestellte Schienen)

Question 19

Was ist die Wellenlänge des Sinuslaufs?

Answer 19

L=2pi(r*e/y)^0,5 [m]

mit
r=Laufkreishalbmesser
e=halber Laufkreisabstand
y=1/m Radreifenneigung

-> kleine Frequenzen werden als unangenehm empfunden

Question 20

Was ist unter Laufkreisdurchmesser und Laufkreisabstand zu verstehen?

Answer 20

• Laufkreisdurchmesser ist der Raddurchmesser (gegeben)

* Laufkreisabstand ist die Stützweite (Normalspur 1500mm)

Question 21

Wie wird die Frequenz f des Sinuslaufs berechnet?

Answer 21

f=v/L [Hz]

mit
L=Wellenlänge in [m]
v=Fahrgeschwindigkeit in [m/s]

Question 22

Wie verhält sich der Sinuslauf in Bögen?

Answer 22

• kein Sinuslauf (in engen Bögen)

Question 23

Wie verhält sich der Fahrzeuglauf im Gleisbogen?

Answer 23

• Räder starr mit Achse verbunden
• Radsatz starr im Rahmen gelagert
• abhängig u.a. von Bogenradius, Laufkreisabstand, Achsabstand, Spurspiel, Haftreibungsbeiwert

• unterschiedlich lange Wege des bogenäußeren bzw. -inneren Rades
==> Längsgleiten (Schlupf)
• Radsatz will geradeaus laufen
==> Quergleiten