Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage das Zusammenspiel und die Wechselwirkung von Radsatz und Gleis zu erklären.
Nach der einleitenden Betrachtung der Trassierungselemente können Studierende verschiedene Schienenprofile mit den dazu passenden Radprofilen aufzählen und beschreiben. Dabei können sie auf die Maßhaltegenauigkeit sowie auf das Verschleißverhalten beider Kontaktpartner eingehen. In weiterer Folge können Absolventen der Lehrveranstaltung die Laufstabilität des Radsatzes, die Bogenfahrt und die Entgleisungssicherheit gegenüberstellen und evaluieren.
Zu den theoretischen Betrachtungen können Studierende auch die entsprechenden Berechnungsverfahren vorstellen.
1. Allgemeine Grundlagen Zur Einleitung wird die Gleisverlegung und Trassierung behandelt.Hier werden die Trassierungselemente, wie Gerade, Kreisbogen, Übergangsbogen und Weichen behandelt. 2. Geometrie von Rad und Schiene Bei der zunächst rein geometrischen Betrachtung werden verschiedene Schienen-profile vorgestellt. Es gibt die beiden Formen Rillenschienen für den innerstäd-tischen Verkehr und Vignolschienen für die Vollbahn mit den dazu passenden Radprofile. Das Zusammenspiel von Radsatz und Gleis und deren Maßhaltege-nauigkeit und das Verschleißverhalten beider Kontaktpartner werden diskutiert. 3. Berechnung der Spurführungskräfte Die Kräfte zwischen Rad und Schiene treten beidseitig in etwa 1,5cm² große Kon-taktflächen auf. Zwangskräfte und Reibkräfte zufolge von Längs-, Quer- und Bohrschlupf bilden die Basis für die Herleitung der linearisierten Bewegungsglei-chung des ungefesselten Radsatzes. 4. Laufstabilität Auf dem Phänomen des Sinuslaufes eines starren Radsatzes aufbauend wird auf die linearisierte Stabilitätsrechnung Bezug genommen. Die Lösungen der homo-genen Bewegungsgleichung werden zur Veranschaulichung als Wurzelortskur-ven dargestellt. Ergebnisse von Berechnungen an Drehgestellen zeigen die Sensi-bilität bezüglich der Auslegungsparameter. 5. Bogenfahrt Nach der kinematischen Rolllinie des Radsatzes wird die Entgleisungssicherheit hergeleitet. Hohe Querkräfte, starke Gleisverwindungen und geometrische Fehler an Rad und Schiene können zur Entgleisung führen. Hier werden zahlreiche klas-sische Methoden vorgestellt. 6. Berechnung zum Fahrzeugverhalten und zur Fahrzeugauslegung Hinweise werden gegeben, wie eine moderne Fahrzeugauslegungen mit Hilfe einer dynamische Simulationsrechnung gemacht werden. 7. Alternative Spurführungssysteme Schlussendlich wird ein Ausflug zu den nicht konventionell geführten Fahrzeugen - beginnend vom spurgeführten gummibereiften Bus über die Monorail-Systeme bis hin zur Magnetschwebetechnik - gemach
