Die Vorlesung behandelt vornehmlich die Beschreibung des Einflusses vertikaler Anregungen auf das Schienenfahrzeug als Schwingungsfähiges Starrkörpersystem und der Beurteilung der Schwingungsantwort in Bezug auf Fahrsicherheit, Fahrwegbeanspruchung, Federungsauslegung und Schwingkomfort.

Nach einer Einführung wird erläutert wie und unter welchen Voraussetzungen Schwingungsersatzmodelle gebildet und vereinfacht werden können. Am einfachsten Ersatzmodell des gedämpften Einmassenschwingers werden die aus der Mechanik bekannten Lösungsansätze freier und erzwungener Schwingungen wiederholt. Vertieft wird das Verständnis über zahlreiche fahrzeugtechnische Beispiele. Es folgt die Beschreibung der Fahrbahnanregung bevor die für die o.g. Kriterien die gängigen Beurteilungsmethoden vorgestellt werden. Danach wird das Modell auf den Zweimassenschwinger erweitert, bevor auf Schwingungssysteme mit nichtlinearer Kennung und Verbesserungen von Fahrkomfort und Fahrsicherheit eingegangen wird.

Zum Schluss folgt ein kurzer Einstieg in die Längsschwingungen.

Ansprechpartner: Martin Rakowitsch, M.Sc.

Die Vorlesung behandelt die Funktion des mechanischen Spurführungssystems Rad/Schiene. Dabei werden insbesondere die Aspekte „Sicherheit gegen Entgleisen“, „Fahrstabilität“ und „Rad/Schiene-Verschließ“ untersucht.

Zunächst werden die Geometrien und Lagen von Rad und Schiene, Radsatz und Gleis sowie Weichen und Kreuzungen vorgestellt. Die erste Beschäftigung mit der Entgleisungssicherheit erfolgt aus geometrischer Sicht. Dann werden die Kräfte und Momente im Rad/Schiene-Kontakt hergeleitet inklusive verschiedener Kraftschlusstheorien. Danach kann die Ermittlung der Entgleisungssicherheit bei langsamer Bogenausfahrt behandelt werden. Das horizontale Bewegungsverhalten des Radsatzes wird zunächst rein kinematisch beschrieben.

Bevor die dynamische Beschreibung des Radsatzlaufs vorgestellt wird, müssen noch die Begriffe „äquivalente Konizität“ und „wirksames Radprofil“ eingeführt werden. Mit der Analyse des Bewegungsverhaltens des frei rollenden Radsatzes kann auch hier ein Entgleisungsaspekt behandelt werden, nämlich der der kritischen Fahrgeschwindigkeit. Das gleiche erfolgt anschließend für das Losradpaar. Danach wird der Bogenlauf des Radsatzes behandelt, bevor dann qualitativ das Bewegungsverhalten verschiedener Zweiachsfahrwerke in Gerade und Bogen diskutiert wird.

Zum Schluss erfolgt eine Einführung in die Methode der Mehrkörpersystemsimulation.

Ansprechpartner: Pascal Gil, M.Sc.

Ab Wintersemester 2018/19 wird das Modul „Angewandte Schienenfahrzeugtechnik“ angeboten.

Das Modul  beinhaltet die folgenden zwei Teile:

Diese Veranstaltung beschäftigt sich mit der konstruktiven Ausführung und Funktion der wichtigsten Subsysteme und Komponenten von Schienenfahrzeugen mit Schwerpunkt Lokomotiven und Personenfahrzeuge. Ausgehend vom größten Subsystem, dem Wagenkasten, für den es eine Reihe von Bauweisen gibt und der Auslegung kurz beschrieben wird, erfolgt eine Übersicht über die wichtigsten Anbauten, wie Zug-/Stoßeinrichtungen, Übergänge und Front-Ends. Das Fahrwerk als mechanisch wichtigstes und komplexestes Subsystem des Schienenfahrzeugs wird dann sehr ausführlich besprochen. Es werden die unterschiedlichsten Ausführungen nach Einsatzfall und aus spurführungs- und antriebstechnischer Sicht behandelt. Anschließend werden wichtige Fahrwerksbaugruppen und -komponenten, wie der Rahmen, die Federungen, die Radsatzführung, die Antriebsanbindung und die Anbindung zum Wagenkasten vorgestellt, bis schließlich der Radsatz und das Losradpaar diskutiert werden. Die Vorlesungsreihe schließt mit der Antriebs- und Bremsausrüstung als weiteren wichtigen Subsystemen.

Ansprechpartner: Paul Schneider, M.Sc.

Durch den praxisbezogenen theoretischen Vorlesungsstoff in Teil 1: „Systeme und Komponenten des Schienenfahrzeugs“ wird mit Teil 2: "Labor Schienenfahrzeugtechnik" die Verbindung von Theorie und Praxis durch Bearbeitung von Messaufgaben vom Einfachen bis zum in der Industrie üblichen Standard geschaffen. Je nach Thama, z.B. Komfortmessung oder Gleislagemessung, erfolgt zunächst eine theoretische Einführung bevor die Versuche im realen Umfeld durchgeführt werden.

Die Themen der Labore sind: Modalanalyse, Bahnübergang, Komfortmessung, Bremse, Erprobungsträger, Gleislage- und Zugkraftmessung.

Ansprechpartnerin: Paul Schneider, M.Sc.

Es werden die Besonderheiten des Produkts Schienenfahrzeug als Investitionsgut im Gegensatz zum Konsumgut Kraftfahrzeug herausgearbeitet. Dann folgt ein Überblick über den Üblichen Produktentstehungsprozess in der Schienenfahrzeugbranche, angefangen mit der europaweiten Ausschreibung durch die meist in öffentlicher Hand befindlichen Verkehrsbetriebe. Es folgt die Beschreibung der Projektabarbeitung einer Schienenfahrzeugbestellung beim Hersteller. Dabei werden insbesondere die Aspekte Projektmanagement und Produktentwicklung beleuchtet. Dabei wird häufig der Bezug zu gängigen Produktentwicklungsmethoden, wie denen nach VDI-Richtlinie 2206 und 2221, hergestellt und auf deren wichtigste Inhalte mit Bezug auf das Produkt Schienenfahrzeug eingegangen.

Im weiteren Verlauf werden die Grundlagen des Projektmanagements, wie Projektteamzusammenstellung, Projektcontrolling, Kosten- und Risikomanagement behandelt. Maßnahmen zur Effizienzsteigerung im Engineering und zur Risikoabsicherung werden ebenfalls präsentiert bevor auf die nachgelagerten aber sehr wichtigen Prozesse der Zulassung und der Inbetriebsetzung eingegangen wird.

Ansprechpartnerin: Carolina Archut, M.Sc. RWTH

Die Sicherstellung der Festigkeit der tragenden Bauteile eines Schienenfahrzeugs ist eine der wichtigsten Aufgaben bei der Entwicklung dieser Produkte. Insbesondere die Marktanforderung, dass die tragenden Strukturen mindestens 30 Jahre lang ohne nennenswerten Ausfall ihren Dienst tun müssen, stellt hohe Anforderungen an Radsätze, Fahrwerkrahmen und Wagenkasten. Erstere müssen in jedem Fall ‚safe life‘ ausgelegt werden, da keine Rückfallebene existiert. Der Wagenkasten muss zusätzlich zur Auslegung gegen seltene sehr hohe Lasten und permanent auftretende Ermüdungslasten auch noch kollisionssicher ausgelegt werden.

Diese Veranstaltung konzentriert sich zunächst auf die festigkeits- und kollisionssicherheitsgerechte Auslegung des Wagenkastens und die entsprechende Nachweisprozedur sowie die Festigkeitsauslegung von Fahrwerkrahmen und Radsätzen.

Dozenten: Dr. Burkhard Arras, Siemens Mobility GmbH, Krefeld und Dr. Alois Starlinger, Stadler Rheintal AG, St. Margarethen, Schweiz

Ansprechpartner: Praesenna Ranganatan, M.Sc.

Die Lehrveranstaltung „Digitalisierung in der Schienenfahrzeugtechnik“ beschäftigt sich mit aktuellen Trends, Herausforderungen und Perspektiven der Digitalisierung der Bahn.

Es besteht aus Vorlesungen, Gastvorträgen von führenden Industrieexperten sowie Seminaren, in denen die Studierenden ihre Ergebnisse zu einem selbstgewählten Thema mit Bezug zu den Lehrinhalten präsentieren und diskutieren. Alternativ können die Studierenden auch aus einer Handvoll vorausgewählter Themen wählen.

Zusätzlich zu den Präsentationen muss am Ende der Lehrveranstaltung eine kurze Seminararbeit über das gewählte Thema eingereicht werden. Neben der Vermittlung von Kenntnissen über die Digitalisierung im Bahnbereich haben die Studierenden die Möglichkeit, ihre Fähigkeiten hinsichtlich des Präsentierens vor einer Gruppe und des wissenschaftlichen Schreibens zu verbessern. Sowohl die Präsentation als auch die Seminararbeit fließen in die Endnote ein. Der Kurs ist für eine Gruppengröße von bis zu 20 Studenten gedacht.

Ansprechpartner: Philipp Leibner, M.Sc.