Sinuslauf
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Der Sinuslauf ist eine Beschreibung des Laufverhaltens von Eisenbahn-Radsätzen mit konischem Radprofil.
Durch den Sinuslauf wird in der Geraden und auf Kurven mit großen Radien eine Selbstzentrierung des Radsatzes auf dem Fahrweg erzeugt, ohne dass es zum Anlaufen des Spurkranzes kommen muss. Dadurch wird ein besseres Laufverhalten und ein geringerer Verschleiß erreicht als bei Radsätzen mit zylindrischem Radprofil, die keinen Sinuslauf aufweisen.
Zum Sinuslauf kommt es dadurch, dass bei einem Radsatz mit konischem Radprofil, der außermittig steht, die Radradien an den beiden Berührpunkten am Gleis unterschiedlich sind. Da die beiden Räder des Radsatzes über die Achse starr verbunden sind, bewegt sich das Rad mit dem größerem Radius am Berührpunkt schneller nach vorne als das Rad mit dem kleineren Radius. Daher lenkt ein zu weit rechts stehender Radsatz nach links, weil der Radradius am rechten Berührpunkt größer ist als am linken Berührpunkt; entsprechend lenkt ein zu weit links stehender Radsatz nach rechts. Hierdurch kommt es zu einer Längsbewegung des Radsatzes in Forme einer Sinuskurve.
Durch die geringe Reibung, die der Berührung Rad-Schiene innewohnt, wird diesem (mechanischen) Schwingkreis ständig Energie entzogen, so dass die Amplitude der Sinusbewegung immer mehr abnimmt. Dadurch erreicht man, dass ein Radsatz, der beispielsweise durch einen Fehler in der Gleislage oder durch eine Kurve in eine außermittige Lage geraten ist, nach einigen Sinusschwingungen wieder in die mittige Lage zurückkehrt.
Zu einem exakt sinusförmigen Lauf kommt es nur im vereinfachten Modell; in der Realität ist noch zu berücksichtigen, dass heutige Radsätze in der Regel keine exakt konischen Radprofile aufweisen, dass die Profilpaarung zwischen Rad und Schiene zu berücksichtigen ist und dass die Radsätze nicht frei laufen, sondern Kräfte vom Drehgestell beziehungsweise Wagenkasten eingeleitet werden.
Bei Eisenbahnstrecken mit vielen engen Radien kommen die Vorteile eines konischen Radprofils mit Sinuslauf kaum zum Tragen. Daher werden bei vielen Straßenbahn-, Standseilbahn- und U-Bahnstrecken Fahrzeuge mit zylindrischem Radprofil eingesetzt.
Wird der Sinuslauf durch die Trassierungselemente gehemmt, kann es zur Riffelbildung kommen.
