Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

In der Kurve liegt die Kraft: Was muss eine Achterbahn aushalten?

05.04.2016

Fühlbare Beschleunigung, Kurvenlagen, die am Körper zerren - Achterbahnfahren ist Adrenalin-Kick und Genuss. Konstrukteure der oft als Unikate entwickelten Spaßmaschinen stehen vor der Herausforderung, den Fahrgästen größtmögliche Sicherheit zu bieten und gleichzeitig eine optimal leichte Bauweise zu verwirklichen. Um bei der Planung das richtige Maß zu finden, benötigen sie detaillierte Kenntnisse über die Systembeanspruchung. Das Fraunhofer LBF hat die Achterbahn „X-Train“ des Herstellers Maurer Söhne in der chinesischen Hafenstadt Ningbo genau unter die Lupe genommen, bevor der Vergnügungspark Romon World eröffnet wurde. Das erbrachte wertvolle Daten für künftige Produktentwicklungen.

Die Eckdaten beeindrucken und die mechanischen Beanspruchungen für die Bahn sind beachtlich: Der untersuchte „X-Train“ wird nicht klassisch per Aufzug, sondern von einem 3000 Kilowatt starken elektrischen Linearmotor angetrieben.


Achterbahn unter der Lupe: Mobile Messdatenerfassung im Einsatz.

Foto: Fraunhofer LBF


Kombinierter In- und Outdoor-Vergnügungspark Romon World im chinesischen Ningbo.

Foto: maurer.eu

Der beschleunigt den etwa 12 Tonnen schweren Achterbahnzug aus dem Stand heraus in wenigen Sekunden auf rund 80 Stundenkilometer. Dieser sogenannte Mega-Coaster bietet bis zu 24 Plätze pro Zug. Er wird bis zu 130 Stundenkilometer schnell und erreicht die höchsten g-Kräfte in seiner Klasse. Die Achterbahn ist rund 450 Meter lang und erreicht eine maximale Höhe von 30 Metern.

Achterbahnzüge optimieren und leichter bauen

In dem chinesischen Vergnügungspark haben die Wissenschaftler des Fraunhofer LBF den Münchener Achterbahnhersteller Maurer Söhne mit allen Untersuchungen und Analysen komplett aus einer Hand unterstützt und beraten. „Dazu gehörte die Planung, der Versand der Ausrüstung, die Instrumentierung und die Durchführung der Messungen inklusive der Datenaufbereitung“, erläutert Johannes Käsgen, der die Untersuchungen verantwortete.

Im Vergnügungspark wurde der Achterbahnzug mit Radlastsensoren ausgerüstet. Während die Bahn im Betrieb war, ermittelte das Fraunhofer LBF die auftretenden Radkräfte und erfasste mit Hilfe von Dehnungsmessstreifen die lokalen Dehnungen. Mit den Messdaten ermittelten sie synchron die genaue Position des Zuges auf der Bahn. Darüber hinaus wurden Beschleunigungen, Geschwindigkeiten und Wege gemessen.

Die Bedingungen am „lebendigen“ Objekt stellten die LBF-Wissenschaftler vor verschiedene Herausforderungen. Sie mussten beispielsweise viele Messkanäle von unterschiedlichen Sensortypen zeitsynchron erfassen. Dazu nutzten sie eine batteriebetriebene mobile Datenerfassung. Gesammelt wurden sowohl Daten für die Analyse der Fahrdynamik als auch zur Bewertung der Betriebsfestigkeit. Obwohl der Linearantrieb große elektrische Störfelder verursachte, gelangen genaue Messungen.

„Mit den von uns im realen Einsatz gewonnenen und anschließend interpretierten Messdaten kann der Achterbahnhersteller seine berechneten Bauteilbeanspruchungen bei der Auslegung mit den tatsächlich gemessenen Beanspruchungen im Betrieb abgleichen. Das hilft ihm, seine Modelle zu optimieren und zu verfeinern“, betont Käsgen. Darüber hinaus verfügt der Hersteller nun über den Nachweis der betriebsfesten Auslegung der Struktur. Da er detailliert über die Systembeanspruchung informiert ist, kann der Hersteller zukünftige Achterbahnzüge weiter optimieren und eine leichtere Bauweise realisieren.

Neben diesen Betriebsmessungen am Objekt können Hersteller im Fraunhofer LBF auch Prüfstandsversuche und Bauteiloptimierungen vornehmen oder Simulationsmodelle erstellen lassen. Damit ist der gesamte Produktzyklus aus einer Hand abgedeckt.

Weitere Informationen:

http://www.innovationsforum.fraunhofer.de/2016/03/optimierter-mega-coaster-im-ve...

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexiblere Turbomaschinen entwickeln
23.05.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht WHZ erhält hochmodernen Prüfkomplex für Schraubenverbindungen
23.05.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten