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Conicity and track geometry

Die Frage nach dem Einfluss der Schienengeometrie auf das Fahrverhalten kann auf unterschiedliche Weise beantwortet werden. Für eine umfangreiche Analyse sind zeitintensive Simulationsrechnungen mit geeigneten Programmen nötig. Der nötige Rechen- und Datenaufwand lässt nur die Betrachtung in kleineren Abschnitten zu. Die einfachere Fragestellung nach den geometrischen Zusammenhängen der Berührung zwischen Radprofil und Schienenquerschnitt lässt sich leichter systematisch einsetzen.

Die wichtige Tragfunktion wird hauptsächlich durch den Formschluss der Laufflächenprofile von Rad und Schiene übernommen. Schon vor ungefähr hundert Jahren erkannte Klingel den grundlegenden Einfluss der Laufflächenprofile auf die Bewegung eines rein rollenden Radsatzes. Diese rein geometrische Betrachtung stellt somit den ersten Versuch dar, einen wesentlichen Aspekt des Verhaltens von Eisenbahnfahrzeugen zu untersuchen. Die konische Form des Radprofils und die starre Verbindung der Räder über die Achswelle bewirken einen Selbstzentrierungseffekt des Radsatzes. Der Vergleich des Laufes bei realer Profilpaarung mit dem Lauf eines Doppelkegels liefert als Maßzahl die äquivalente Konizität.

Die mit dem Oberbaumesswagen der Österreichischen Bundesbahnen gemessenen Schienenquerschnittsdaten müssen zu diesem Zweck zuerst geglättet werden und können danach geometrisch untersucht werden. Mit einem neu entwickelten raschen Algorithmus zur Berechnung der Berührlagen zwischen Rad und Schiene kann diese Frage auch während der Messung (online) geklärt werden.