ADD – Idee und Wirkungsweise

In engen Gleisbogen treten Zugkraftverluste am vorlaufenden Drehgestell auf. Durch eine aktive Beeinflussung des Ausdrehwinkels des vorlaufenden Drehgestelles können diese Zugkraftverluste minimiert werden. Der ADD entwickelt in engen Gleisbögen eine Stellkraft, die das Drehgestell und damit den führenden Radsatz von der Außenschiene wegdreht und damit die am Spurkranz angreifenden Führungskräfte verringert.

Neben der Reduzierung der Zugkraftverluste in Gleisbögen ist jedoch der Hauptvorteil des ADD in der Reduzierung der Wartungskosten der Räder und Schienen zu sehen. Im Sinne möglichst niedriger Wartungskosten wurde zudem ein wartungsfreies System entwickelt, das diese Wirkung in der Praxis nachweisbar erzielt, aber auch im Fehlerfall nicht zu Nachteilen führt. Im Fehlerfall wirkt der ADD wie ein ganz normaler passiver Drehdämpfer.

ADD in Stichpunkten

  • Höhere Zugkraft im Gleisbogen

  • Längere Standzeiten der Radscheiben und Schienenbögen

  • Gegebenenfalls geringere Netzzugangskosten


Technologische Aspekte

  • Konventioneller Drehdämpfer und zugleich Aktuator hochintegriert in einem Bauteil

  • Einfaches Fail-Safe Konzept mit Rückfallebene auf den konventionellen Drehdämpfer

  • Autarkes komplett abgeschlossenes Hydrauliksystem

  • Wartungsfrei

  • Aufbau aus erprobten Einzelkomponenten

  • Keine Regelung - robuste Steuerung generiert ausdrehwinkelabhängige Stellkraft

  • Tieftemperatureinsatz bei Umgebungstemperaturen bis -40°C


Aufbau des Aktiven Drehdämpfers (ADD)

Jeder ADD besteht jeweils aus einem doppelt wirkenden Zylinder, der mit einem 4/3 Wege-Ventil hydraulisch verbunden ist. Dieses Ventil realisiert bei Fahrt in der Geraden und in großen Gleisbogen in seiner Mittelstellung die Kennlinie des bisherigen Drehdämpfers. Die Funktion als aktiver Drehdämpfer wird in engen Gleisbogen ab einem voreingestellten Bogenradius wirksam.

Funktionsweise des Aktiven Drehdämpfers (ADD)

Bei kleineren Bogenradien erkennt eine zentrale elektronische Steuereinheit aus den individuellen Längen-Änderungen des ADD, ob ein enger Links- oder Rechtsbogen befahren wird. Dann steuert sie das 4/3 Wegeventil in die entsprechende Endlage. Dadurch wird wahlweise die Kolbenfläche oder die Kolbenringfläche mit Drucköl einer elektrisch betriebenen Zahnradpumpe beaufschlagt. Der ADD erzeugt eine dem Ausdrehwinkel proportionale Druck- oder Zugkraft. Durch das zwischen Lok-Kasten und Drehgestell entstehende Kräftepaar wird die Ausdrehbewegung des vorauslaufenden Drehgestells verstärkt und die des nachlaufenden Drehgestells verringert. Das Niveau der Führungskräfte im Gleisbogen wird hierdurch reduziert.

Einfache Nachrüstbarkeit

Der Aktive Drehdämpfer (ADD) ist ein komplett abgeschlossenes, wartungsfreies Hydrauliksystem mit Zylinder, Steuerventil, Ventilblock, Hydraulikventilen, Wegsensor, Elektromotor, Pumpe und Ölspeicher. Er wird an die vorhandenen Dämpferkonsolen angebaut und ist mit dem Wagenkasten lediglich über steckbare elektrische Leitungen für Pumpenantrieb, Ventilsteuerung und Sensorik verbunden. Das nachrüstbare Bauteil ADD ersetzt den konventionellen Drehdämpfer und wird zweimal pro Drehgestell (= viermal pro Lok) benötigt.

Testergebnisse

Fahrversuche mit dem System zeigen eine Reduzierung der quasi-statischen Querkraft Y1,qst um 10 kN sowie eine Erhöhung der Zugkraft im Bogen.