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Linear - 07.08.2018

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Schwingungsdämpfungssystem von NSK: Aktuator und Steuereinheit NSK hat eine aktive Schwingungsdämpfung für Hochgeschwindigkeitszüge entwickelt. Das System nutzt als Aktuator einen Kugelgewindetrieb und unterdrückt die Lateralschwingungen, die z.B. beim Einfahren in Tunnel entstehen können. Damit erhöht sich der Fahrkomfort für die Passagiere, zugleich wird die Voraussetzung dafür geschaffen, dass der Zug mit höherer Geschwindigkeit fährt. 

Im vielen Ländern wird das Hochgeschwindigkeitsnetz des Schienenverkehrs kontinuierlich ausgebaut. Dabei ist es eine Herausforderung für die Entwickler von Schienenfahrzeugen, eine wirkungsvolle Schwingungsdämpfung sicherzustellen und damit den Fahrkomfort sowie die Fahrsicherheit und Stabilität der Züge zu gewährleisten. Eine Bahntrasse mag völlig gerade aussehen, zeigt in der Praxis aber immer eine Welligkeit auf. Außerdem baut sich beim Einfahren von Hochgeschwindigkeitszügen in Tunnel ein erhöhter Luftdruck auf, der seitliche Schwingungen erzeugt. Das kann bei den Passagieren zu Unwohlsein führen.    

Um diese Schwingungen zu unterdrücken, hat NSK einen Aktuator entwickelt, der den Fahrkomfort erhöht und höhere Fahrgeschwindigkeiten erlaubt. Basis der Entwicklung ist ein Kugelgewindetrieb aus dem NSK-Programm, der sich durch hohen Wirkungsgrad und sehr schnelles Ansprechen auszeichnet. Diese Antriebskomponenten kommen in der gesamten Industrie zur Anwendung, um eine Rotationsbewegung mit minimalem Energieverlust in eine lineare Bewegung umzusetzen. 

Diese Eigenschaften werden hier genutzt, um einen elektromechanischen Aktuator (einschließlich der Steuereinheit) zu entwickeln, der sehr schnell anspricht und mit hohem Wirkungsgrad laterale Schwingungen und Schaukelbewegungen unterdrückt. Zugleich ist das System darauf ausgelegt, unter den andauernden Stoß- und Schockbelastungen, denen Fahrwerkskomponenten von Schienenfahrzeugen unterliegen, eine lange Lebensdauer zu erreichen.

Aufgrund der sehr kompakten Abmessungen lässt sich der Aktuator gut in den begrenzten Bauraum zwischen Drehgestell und Wagenkasten integrieren. Zudem ist das System bestens geschützt gegen Wasser und Verschmutzungen, denen es im Fahrgestell des Hochgeschwindigkeitszuges ausgesetzt ist.

Seit Dezember 2017 kommt der von NSK entwickelte schwingungsdämpfende Aktuator in den neuen Modellen der Hochgeschwindigkeitszüge vom Typ E353 der East Japan Railway Company (JR East) zum Einsatz, die von Kawasaki Heavy Industries gebaut werden. Diese Expresszüge fahren auf der Chuo-Linie zwischen Tokio und Nagoya. Auch beim Luxus-Panoramazug „Shiki-Shima“ der JR East, der mit nur 34 Passagieren in vier Tagen an der Ostküste Japans von Tokio bis zur Insel Hokkaido verkehrt, sorgen diese Aktuatoren für höchsten Fahrkomfort.   


Das Dämpfungssystem im eingebauten Zustand zwischen Wagenkasten und Drehgestell (Foto: Kawasaki Heavy Industries Ltd.)
 

Die Grafik zeigt die Einbausituation und die Wirkweise des Schwingungsdämpfungssystems von NSK. 
(Foto: Kawasaki Heavy Industries Ltd.)

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