Rollgeräusch

Der Schwerpunkt des Projekts lag auf der Entwicklung eines Konzepts für den Ersatz von Drehgestellen aus Stahl durch GFK-Drehgestelle sowie auf der Untersuchung der Stabilität und Festigkeit, der dynamischen Laufeigenschaften und des Lärms.

Die Herstellung eines CFK-Radsatzes kostet etwa 6 mal mehr als die Herstellung eines konventio- neller Stahl Radsatzes. Wenn die Kostenreduktion durch das tiefere Gewicht berücksichtigt wird, reduziert sich der Faktor auf 4.2.

Im Gleisbogen (hier: Bogenradius ca. 220 m) zeigen sich bei keiner der geprüften Fahrgeschwindigkeiten entsprechende Bogengeräusche. Der Nutzen der Entkoppelung der E-Behälter konnte nicht nachgewiesen werden

Für weitere Installationen gilt zu beachten, dass der Einbauort des Telematiksystems einen Einfluss auf die Detektionsfähigkeit hat. Insbesondere bei doppelwagen, aber auch bei Installationen sehr nahe an Drehgestellen, wo das nahe Drehgestell die Messwerte dominiert. Unter Umständen können aber auch hier durch eine langfristige Erfassung und Auswertung von Daten weitere Erkenntnisse gewonnen werden.

Sämtliche ausgewertete Quellen zeigen, dass es bei der Verwendung von Verbundstoffbremssohlen zu einer Erhöhung der Lebensdauer der Bremssohlen gegenüber Graugussbremssohlen kommt. Allerdings kommt es auch zu einer Verringerung der Lebensdauer der Räder, sodass die Life Cycle Costs (LCC) eines Güterwagens insgesamt bei der Verwendung von Verbundstoffsohlen gegenüber der Verwendung von Graugusssohlen steigen. Das genaue Maß dieser Steigerung hängt maßgeblich von den Betriebs- und Rahmenbedingungen des jeweiligen Güterwagens ab. Auch bei verschiedenen Güterwagen mit Graugussbremssohlen kommt es zu unterschiedlichen Verschleißraten (hier 40 % bis 60 % Abweichung), welche sich auf bis zu 9 % Abweichungen bei den Betriebskosten des Laufwerks auswirken.  Ein „quasi ss-fähiger“ Wagen1, der gemischt in einem Zug mit s-fähigen Wagen2 verkehrt, verursacht sowohl bei Graugusssohlen als auch bei Verbundstoffsohlen einen etwa 1,5-fachen Verschleiß bei den Bremskomponenten. Dies dürfte die Obergrenze für den zusätzlichen Verschleiß von ss-fähigen Güterwagen mit Knickventilen in gemischten Zügen sein.  Die im Rahmen dieser Studie ermittelten zusätzlichen Betriebskosten bei Bremsen mit Verbundstoffsohlen erstrecken sich im Wesentlichen über zwei verschiedene Kostenbereiche. Ein Kostenbereich reicht von etwa 0,017 CHF/km bis 0,024 CHF/km. Der andere Kostenbereich schließlich erstreckt sich von knapp unter 0 CHF/km bis etwa 0,010 CHF/km. In diesem Kostenbereich befindet sich auch die Scheibenbremse, die nach den durchgeführten Berechnungen ab spätestens etwa 55.000 km jährlicher Lauf-leistung mit nur einer Ausnahme wirtschaftlicher ist als alle untersuchten Verbundstoffsohlen. Ab 135.000 km jährlicher Laufleistung ist die Scheibenbremse gemäß der durchgeführten Berechnungen sogar wirtschaftlicher als die GG-Bremse. Es ist jedoch zu beachten, dass für die Daten der Scheibenbremse nur eine Quelle verwendet wurde. Maßnahmen für die Reduktion der bremsbedingten LCC von Güterwagen sind die verstärkte Nutzung der elektrodynamischen Bremsen (unter Erhöhung der zulässigen ertragbaren Längsdruckkräfte und/oder Verwendung von automatischen Kupplungen), die flächendeckende Einführung von ETCS Level 2 sowie intelligente Echtzeit-Dispositionssysteme. Außerdem könnte der Nachteil hoher Investitionskosten der Scheibenbremse durch zinsfreie Kredite abgeschwächt werden.

Die Scheibenbremse, ist ab spätestens etwa 55’000 km jährlicher Laufleistung mit nur einer Ausnahme wirtschaftlicher als alle untersuchten Verbundstoffsohlen. Ab 135’000 km jährlicher Laufleistung ist die Scheibenbremse gemäss der durchgeführten Berechnungen sogar wirtschaftlicher als die GG-Bremse.

Für die angesetzten Dämpfungsparameter verhält sich die Winzeler-Welle wie ein Losradkonzept mit dem wesentlichen Vorteil einer hohen Laufstabilität sowie dem wesentlichen Nachteil einer fehlenden Ausrichtung zur Gleistrajektorie. Für betrieblich enge Bögen der Normalspurbahn lassen sich Vorteile bezüglich der Rad/Schiene-Reibarbeit respektive der benötigten Traktionsenergie nicht aber in Bezug auf die Querschlupfvorgänge und damit auf die erwartete Geräuschemission ausmachen. Für engere Bögen z.B. einer Strassenbahn lassen sich ohne Kompensation des Schräglaufwinkels kaum Vorteile erwarten. Die vorstehende Untersuchung lässt also für die Winzeler-Welle gegenüber den bekannten lauftechnischen Vor- und Nachteilen von Radsatz und Losrad keine neuen lauftechnischen Vorzüge oder eine Eliminierung von Nachteilen erkennen.

Im Sommer 2005 wurden im Rahmen der Validierungsmessungen der neuen eigenspannungsarmen Räder auch Messungen zur Beurteilung der Wirksamkeit eines neu entwickelten Radschallabsorbers durchgeführt. Die Messungen wurden auf der Bernina-Südrampe zwischen Poschiavo und Alp Grüm durchgeführt. Die Wirksamkeit der eingesetzten Radschallabsorber gegen das Kurvenkreischen konnte klar nachgewiesen werden. Das Kurvenkreischen konnte wirksam unterdrückt werden, was eine Pegelreduktion von ca. 20 dB(A) bewirkt.  Weiterhin konnte auch eine Wirksamkeit der Radschallabsorber bei Talfahrten mit angelegter Bremse festgestellt werden, wo der Lärmpegel um etwa 7 dB(A) gesenkt wird. Im Falle eines Bremsquietschens konnte dieses ebenso wirksam wie das Kurven-quietschen verhindert werden.

Der TEL = LpAeq,T (da T = Tp) wurde gemäss prEN ISO 3095 ausgewertet. Die benötigten Zeiten wurden aus den Lichtschrankensignalen der Radsätze und der Kenntnis der Fahrzeugabmessungen berechnet, siehe Abbildung 3.  Die Geschwindigkeit wird aus den Lichtschrankensignalen der Radsätze und der Kenntnis der Radsatzabstände der Ge4/4111 berechnet.  In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse zusammenfassend aufgeführt:

Der Sanierungswert beträgt für Reisezugwagen TEL = LPAeq,T = 84 dB(A). Der Versuch wurde entsprechend prEN ISO 3095 [2] durchgeführt.  Die sanierten Wagen unterschreiten den Grenzwert mit einem Rollgeräusch von TEL = LpAeq,T = 79 dB(A) deutlich