Eisenbahnrad

TGVFan · Beitrag von **TGVFan** » 26 Mär 2011, 15:32

Hey

Mit wieviel mm liegt eigentlich ein Eisenbahnrad auf der Schiene auf?

Kenne da nur die Vorschrift >60mm Flachtstelle Wagen ausstellen. Aber wieviel mm sind normal??

Hoffe auf gute Antworten

Luchs · Beitrag von **Luchs** » 26 Mär 2011, 20:48

mm ist hier die falsche Einheit. Es sind nur wenige Quadratmillimeter. Ein Prof hat uns mal den Abdruck auf einem Papier gezeigt - das war maximal 10*10.

Luchs.

143 · Beitrag von **143** » 26 Mär 2011, 20:51

hab mal was gehört von Auflagefläche so groß wie ein 10 Cent-Stück, kann aber auch ein 20 Cent-Stück sein. Aber auf jeden Fall ziemlich große Flächenpressung.

TGVFan · Beitrag von **TGVFan** » 26 Mär 2011, 21:21

Mhm, es stehen also nun wenige Quadratmilimeter sowie 20 mm eines Cent Stücks im Raum.

Gehen ganz schön weit auseinander eure Schätzungen

In Eisenbahn-Fachbüchern finde ich keine Antwort auf diese Frage <_<

OttoIV · Beitrag von **OttoIV** » 26 Mär 2011, 21:38

Ein 20ct Stück hat nen Durchmesser von 22,25 mm (laut Kiwipedia), das macht nach Adam Riesling einen Radius von 11,125mm. Das quadriert mal pi macht 388,82mm²

Jetzt ist nur noch zu klären wieviel "wenig" ist. (Diese Frage beschäftigt auch einen bekannten bayerischen Liedermacher häufiger, aber auch dort ist keine genaue Antwort zu finden.)

Daniel Schuhmann · Beitrag von **Daniel Schuhmann** » 26 Mär 2011, 21:47

OttoIV @ 26 Mar 2011, 21:38 hat geschrieben: Diese Frage beschäftigt auch einen bekannten bayerischen Liedermacher häufiger, aber auch dort ist keine genaue Antwort zu finden.

Du meinst die »geringe Menge«?

Ich find aber auch die 22 Millimeter Durchmesser nicht wirklich viel, wenn man sich die Größe eines Eisenbahnrads mal anschaut.

Beitrag von **Boris Merath** » 26 Mär 2011, 21:47

Man könnte es von hinten versuchen abzuschätzen aus absoluter Haftreibung sowie Reibbeiwerte von Stahl.

Luchs · Beitrag von **Luchs** » 26 Mär 2011, 21:58

Das hängt natürlich auch vom Gewicht des Fahrzeuges ab. Ansonsen passen die Aussagen schon zusammen ...

Luchs.

TGVFan · Beitrag von **TGVFan** » 26 Mär 2011, 22:04

Oder "Luchs" könnte ja seinen Prof fragen.

Denn irgendwie findet man nirgends eine Antwort :ph34r:

Einsamer_Wolf86 · Beitrag von **Einsamer_Wolf86** » 27 Mär 2011, 03:00

Mir hat mal ein Tf des MNE erzählt, die Auflagefläche des Rades auf der Schiene sei so groß wie ein Daumennagel, also kommt das mit den 20 Cent schon hin

Mühldorfer · Beitrag von **Mühldorfer** » 27 Mär 2011, 11:35

Theoretisch-geometrisch die Fläche Null, real ergibt sich das aus der Radlast, dem Raddurchmesser und Elastizitätswerten von Rad und Schiene.

Vermutlich lässt sich das in recht guter Annährung aus der Brinnelhärte auch errechnen.

TGVFan · Beitrag von **TGVFan** » 16 Apr 2011, 20:55

So, es sind ca. 3mm² Mal mehr mal weniger.
Aber im Normalfall nie mehr als 1cm², schwank immer. Je nach Material, äusere Einflüsse etc.

Quelle: DB Ausbilder

Ade

hmmueller · Beitrag von **hmmueller** » 23 Apr 2011, 14:33

Wolfgang Schiemann, Schienenverkehrstechnik (Teubner 2002) rechnet auf S.315 und 316 ein Beispiel für eine BR 103 auf UIC-60-Schienen durch und kommt auf eine Aufstandsfläche von 18 * 12 = 216mm² = 2,16cm².

Die Radlast der 103 ist 98,5 kN, es wird aber (S.300) eine "wirksame Radlast Q" herangezogen mit einem Zuschlag für Schrägstellung und Fliehkraft von 10...20%. Daher rechnet er mit 98,5 * 1,2 = 118,2 kN und kommt damit auf einen mittleren Schienendruck von 547,2 N/mm².

Der wird wiederum (S.308) mit einem Faktor (1 + 3*s*phi) multipliziert, wo s=0,1...0,3 (S.306) die Standardabweichung je nach Oberbauzustand ist; und phi der "Geschwindigkeitsbeiwert" 1 + (V-60)/140, was für 200km/h netterweise genau 2 ergibt. Daher wird der Wert oben für mittleren Oberbauzustand nun mit (1+3 * 0,2 * 2) = 2,2 multipliziert, und als maximalen Schienendruck kriegt er 1203,84 N/mm².

Das ist nun erstaunlicherweise größer als die Bruchfestigkeit des Schienenstahls von 1080 N/mm²! Der Rest des Textes ist dann eine Erklärung, wieso das wegen annähernd gleicher "Hauptspannungen" (allseitiger Druck), daher fehlender Schubspannungen, daher keiner Zerstörung des Materialgefüges kein Problem ist und wie sich dadurch Aufhärtungsbereiche im Schienenkopf bilden, "die sich günstig auswirken".

Soviel mein abgeschriebenes Lehrbuchwissen. Aber ich denke, ich glaube ihm - eine Fläche wie z.B. die genannten 3mm² würden einen 100fach höheren Druck erzeugen, der weit über den Fließgrenze von Stahl liegen würde, oder?

Systemfehler · Beitrag von **Systemfehler** » 23 Apr 2011, 21:48

OK, du scheinst haufenweise tiefgreifende Fachliteratur und das -wissen dazu zu haben.
Was machst du?!

hmmueller · Beitrag von **hmmueller** » 23 Apr 2011, 22:15

Systemfehler @ 23 Apr 2011, 20:48 hat geschrieben: OK, du scheinst haufenweise tiefgreifende Fachliteratur und das -wissen dazu zu haben.
Was machst du?!

Danke für die Blumen

Ich schreib Software in der Pharmaindustrie; und nebenbei hab ich mit 14 entscheiden, dass Eisenbahnen mein Hobby sind. Für den Rest bin ich mal so frech und schick Dich auf mein nagelneues Blog - da stehen noch ein oder zwei Kleinigkeiten und ein paar Geschichten.

Grüße
Harald

hmmueller · Beitrag von **hmmueller** » 24 Apr 2011, 23:03

Noch ein Nachschuss: In meinem (bei "Kiesnutzung" erwähnten) einen Band des Handbuchs der Ingenieurwissenschaften von 1906 habe ich folgende Fußnote gefunden:

"Über die Berührungsflächen zwischen Rad und Schiene, Railw.Eng., März 1895 [ein paar Jährchen her ...]. In den letztgenannten Mitteilungen wird über Versuche berichtet, die J.B.Johnson über die Größe der Berührungsflächen zwischen Rad und Schiene und über die Größe des auf die Flächeneinheit entfallenden Druckes anstellte. [...] Bei einer Anfangsbelastung der Räder mit 2,3 t, und dann um je 2,3 t bis zu 27 t ansteigend, betrug der mittlere Druck 5600 kg/qcm. Der Druck auf der berührten Fläche nimmt aber gegen deren Mitte zu und ist hier etwa doppelt so groß, also etwa 11200 kg/qcm."

Umgerechnet auf aktuelle Einheiten sind ergibt das für den mittleren Druck 5600 * 9,81 / 100 N/mm² = 548,8 N/mm². Das ist schon enorm nahe an den 547,2 N/mm², der 107 Jahre später (allerdings berechnet) dasteht - wenn mir jemand vorher gesagt hätte, dass zwei Schienendruckzahlen von 1895 und 2002 nur um 1,6/547,2 = 0,3% auseinanderliegen, hätte ich das nie und nimmer geglaubt ...

Die kleine Geschichte dazu: Mein Vater war in den letzten Kriegstagen und im Jahr danach auf einer Reichsbahnschule in Villach. Dort mussten sie praktische Vermessungsübungen im Freien machen - mit Theodolit einen Hang rauf triangulieren usw. Dabei werden ja Kontrollmessungen gemacht, um die Fehler zu verkleinern - und da hat er mir erzählt, dass sie es tunlichst vermieden haben, die Fehler zu klein zu machen; bzw. im Falle des Falles lieber eine Zahl etwas "verbogen" haben. Denn bei zu großer Übereinstimmung wurde das Ergebnis rot durchgestrichen mit der Anmerkung "So genau können Sie das gar nicht messen!"

143 · Beitrag von **143** » 27 Apr 2011, 14:40

So, ich habe heute offizielle Zahlen gefunden:

Bei einer Achslast von 20t hat man eine Flächenpressung von rund 900MPa (sprich 9000 bar!) auf einer Fläche von 150mm², was in etwa einem Fingernagel entspricht.