Home | Impressum | Datenschutz | Sitemap | Fakultät Maschinenbau | KIT

Lenkbares Fahrwerk - Sensorik

Eine essentielle Baugruppe im Schienenfahrzeugbau bleibt nach wie vor das Fahrwerk. Sei es als Einzelachse am Güterwagen oder im Drehgestell an modernen Triebzügen - die konstruktive Umsetzung hat maßgeblichen Einfluss auf Laufverhalten, Verschleiß, Komfort und Geräuschentwicklung. Neue Fahrzeugkonzepte brauchen neue Ideen in der Lauftechnik, welche am FAST systemisch untersucht werden um somit gestiegenen Anforderungen aus der Gesellschaft und von Betreibern Rechnung zu tragen.
Gerade Straßenbahnen gewinnen im städtischen Nahverkehr zunehmend an Bedeutung. Die derzeitige konventionelle Spurführungstechnik ist für den Einsatz in engen Gleisbögen, wie sie in Straßenbahnnetzen unvermeidbar sind, jedoch wenig geeignet. Der Anlauf des Spurkranzes an die Schiene führt neben Geräuschemissionen auch zu hohem Verschleiß an beiden Kontaktpartnern. Die mechatronische Spurführung eröffnet die Möglichkeit, den Spurkranzanlauf zu vermeiden und so Verschleiß und Fahrgeräusch wirkungsvoll zu verringern. Am Teilinstitut wird der der Ansatz eines aktiv gelenkten Radpaares, welcher durch eine robuste Regelstruktur den Spukranzanlauf effektiv vermeiden kann, untersucht.
Aktiv gelenktes Radpaar
Co-Simulation

 

Es konnte bereits simulativ gezeigt werden, dass ein Regler nach der µ-Synthese alle Anforderungen erfüllen kann und dabei die gewünschte Performance liefert. In einer Co-Simulation zwischen der Mehrkörpersimulation des Radsatzes in SIMPACK und der Reglerstruktur in MATLAB/SIMULIK wurde die prinzipielle Machbarkeit dargestellt.

 

Allerdings ergibt sich für die praktische Umsetzung die Problematik, dass die relative Position zwischen Schiene und Rad zu jeder Zeit an der fahrenden Tram gemessen werden muss. Eine neu zu entwickelnde Sensorik basierend auf Magnetfeldern soll im Betrieb die nötigen Reglereingangsgrößen wie Lateralversatz und Anlaufwinkel zuverlässig bestimmen können. Hierzu wurde ein neuartiges Sensorkonzept auf Basis des Halleffekts in ANSYS Maxwell simuliert und ausgelegt. Derzeit wird ein solcher Sensor auf einem institutseigenen Schienensensorikprüfstand tiefgreifenden Tests unterzogen und soll damit die Umsetzung eines prototypischen Fahrwerks in der Zukunft ermöglichen.

 Schienensensorikprüfstand