In der Kurve liegt die Kraft

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-Institut für Betriebs­festig­keit und System­zu­ver­lässig­keit LBF hat jetzt die Achter­bahn „X-Train“ in der chine­sischen Hafen­stadt Ningbo genau unter die Lupe ge­nommen, bevor der dortige Vergnü­gungs­park er­öffnet wurde. Das er­brachte wert­volle Daten auch für künftige Produkt­ent­wick­lungen, so die Forscher.

Der „X-Train“ wird nicht klassisch per Aufzug, sondern von einem 3000 Kilo­watt starken elek­trischen Linear­motor ange­trieben. Der be­schleunigt den etwa zwölf Tonnen schweren Achter­bahn­zug aus dem Stand heraus in wenigen Sekunden auf rund achtzig Kilo­meter pro Stunde. Der Mega-Coaster bietet bis zu 24 Plätze pro Zug. Er wird bis zu 130 Kilo­meter pro Stunde schnell und erreicht die höchsten g-Kräfte in seiner Klasse. Die Achter­bahn ist rund 450 Meter lang und erreicht eine maximale Höhe von dreißig Metern.

Die LBF-Forscher haben den Achter­bahn­zug mit Rad­last­sensoren ausge­rüstet. Während die Bahn im Betrieb war, er­mittelten sie so die auf­tretenden Rad­kräfte und er­fassten mit Hilfe von Dehnungs­mess­streifen die lokalen Dehnungen. Darüber hinaus wurden Beschleu­nigungen, Geschwindig­keiten und Wege ge­messen. Die Bedin­gungen am realen 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“, sagt Johannes Käsgen, der die Unter­suchungen leitete. 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.

Fh.-LBF / RK