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Der Kraftschluss zwischen Rad und Schiene ist eines der Kernelemente im Eisenbahnwesen. Witterungseinflüsse können den Kraftschluss deutlich herabsetzen, was sich betrieblich negativ auswirken kann. Neben Realversuchen kommen zur Erforschung des Kraftschlusses unter anderem unterschiedlich skalierte Rollenprüfstände zur Anwendung. Während 1:1-Rollenprüfstände die Realität sehr gut wiedergeben, weisen skalierte Prüfstände durch die Verwendung kleinerer Räder eine geänderte Berührgeometrie auf. Inwieweit Kraftschlussmessungen auf unterschiedlich skalierten Rollenprüfständen übertragbar sind, ist Gegenstand der vorliegenden Forschungsarbeit. In diesem Zusammenhang wird ein methodischer Ansatz vorgestellt, um mittels Parametervariation möglichst identische Verhältnisse innerhalb der Kontaktfläche zu erreichen. Ausgewählte Messungen an einem 1:1- und 1:10-Prüfstand werden gegenübergestellt und verglichen. Die darauf basierenden Ergebnisse zeigen eine sehr gute Übereinstimmung des Kraftschlussmaximums, allerdings wird dieses am skalierten Prüfstand stets bei einem höheren Schlupfwert erreicht. Mögliche Ursachen hierfür werden erörtert.

Die Kontaktfläche zwischen Rad und Schiene unterliegt im realen Betrieb ständigen Witterungseinflüssen, die den übertragbaren Kraftschluss im ungünstigsten Fall soweit absenken, dass betriebliche Verzögerungen oder gar Gefahren entstehen können. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wird dargestellt, welche Zusammenhänge zwischen Kraftschluss und Schlupf bestehen und zu welchen Auswirkungen unterschiedliche Zwischenmedien führen. Dabei werden auch die bisher bekannten physikalischen Hintergründe erläutert. Es wird die Erweiterung eines Rollenprüfstands vorgestellt, um Kraftschlussmessungen mit unterschiedlichen naturnahen Zwischenmedien durchzuführen und so die Ursachen hinter den bekannten Phänomenen weiter zu erforschen. Die ersten Versuche zeigen vielversprechende Ergebnisse zur Nachbildung der Realität an einem Rollenprüfstand.

Zur Erfüllung der unterschiedlichen Transportaufgaben ist aktuell eine große Variantenvielfalt mit über 170 verschiedenen Typen von Güterwagen nötig. Für eine flexible Anpassung an Kundenwünsche und Marktzyklen und eine Reduzierung der Varianten wird von der DB Cargo ein Konzept erarbeitet, nach dem Güterwagen aus einem Untergestell mit Fahrwerken und tauschbaren, kundenindividuell gestaltbaren Aufbauten bestehen. Für die im Fokus stehenden Untergestelle wird eine Bauweise mit hoher Modularität konzipiert. Hierfür erfolgt eine systematische Modularisierung der Tragstruktur. Sie besteht aus Fahrwerks- und Mittenmodulen, die aus wenigen, längenunabhängigen, identischen Submodulen zusammengesetzt sind und mit denen alle gängigen Güterwagenlängen erstellt werden können. Die erarbeiteten Strukturkonzepte werden in einem weiteren Schritt optimiert und dimensioniert. Trotz hoher Modularität und großer maximaler Zuladung wird ein hoher Leichtbaugrad erreicht.

Im Rahmen des Projekts Next Generation Train (NGT) ist am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) der NGT High Speed Train (HST), ein 400 km/h schneller doppelstöckiger Triebwagenzug für den Hochgeschwindig­keitspersonenverkehr, als Zugkonzept entwickelt worden. Dieser Zug verfügt über ein leichtbau­optimiertes, radial einstellbares, angetriebenes Einzelrad-Einzelfahrwerk. Für die Konzeption, Konstruktion, Optimierung und Auslegung dieses Fahrwerks wurde eine systematische Methode zur Entwicklung leichtbau­optimierter Schienenfahrzeugfahrwerke erstellt. In dieser Methode werden unter­schiedliche Fahrwerks­­architekturen, Anordnungs­­varianten der Fahrwerks­­kompo­nenten und Struktur­aus­führungen der mechanischen Tragstrukturen generiert, analysiert und bewertet. Anschließend wird durch die Verkettung unterschiedlicher Simulations- und Konstruktionsschritte die Fahr­werks­konfiguration mit dem höchsten Leichtbaupotenzial ermittelt.