Optimierter Mega-Coaster im Vergnügungspark

Mobile Messdatenerfassung im Einsatz

Was muss eine Achterbahn aushalten? Um diese Frage zu beantworten, sind Wissenschaftler des Fraunhofer LBF bis nach China gereist, in den In- und Outdoor-Vergnügungspark Romon World. Dort erreicht die Achterbahn »X-Train« des Herstellers Maurer Söhne aus München die höchsten g-Kräfte ihrer Klasse.

Kombinierter In- und Outdoor-Vergnügungspark Romon World im chinesischen Ningbo.  Foto: maurer.eu

Kombinierter In- und Outdoor-Vergnügungspark Romon World im chinesischen Ningbo. Foto: maurer.eu

Allein die Eckdaten sind atemberaubend: Der »X-Train« wird nicht klassisch per Aufzug, sondern von einem 3000 Kilowatt starken elektrischen Linearmotor angetrieben. 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.

Die Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben den »X-Train« in der chinesischen Hafenstadt Ningbo genau unter die Lupe genommen, bevor dort der kombinierte In- und Outdoor-Vergnügungspark Romon World eröffnet wurde. Das erbrachte wertvolle Daten für künftige Produktentwicklungen, um diese weiter zu optimieren und eine leichtere Bauweise zu realisieren.

Der Münchener Achterbahnhersteller Maurer Söhne wurde dabei von uns 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.

Achterbahn unter der Lupe: Mobile Messdatenerfassung im Einsatz.  Foto: Fraunhofer LBF.

Achterbahn unter der Lupe: Mobile Messdatenerfassung im Einsatz. Foto: Fraunhofer LBF.

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

Das Besondere war hier die Arbeit am »lebendigen« Objekt: 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. 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 bieten wir auch Prüfstandversuche und Bauteiloptimierungen oder erstellen Simulationsmodelle. Damit ist der gesamte Produktzyklus aus einer Hand abgedeckt.

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