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Aktiv geregelte Losradfahrwerke, die eine optimale radiale Einstellung im Bogen ermöglichen, sind seit Längerem in der Diskussion. Von solchen Fahrwerken wird vor allem in engen Bögen eine erhebliche Minderung des Verschleißes an Rad und Schiene erwartet. Diese Idee wird im DLR-Projekt „Next Generation Train“ (NGT) aufgegriffen und in das Konzept eines gewichtsoptimierten Doppelstockfahrzeugs mit voller Durchgängigkeit auf beiden Ebenen integriert. Nach Analyse der Anforderungen wird die Verwendung von angetriebenen Einzelrad-Einzel-Fahrwerken favorisiert und derzeit umfassend untersucht. Bei Mehrkörpersimulationen zeigt sich neben dem erwarteten Verschleißminderungspotenzial in Gleisbögen überraschend auch ein geringerer Verschleiß bei Fahrt auf gerader Strecke im Vergleich zu einem Referenzfahrzeug mit konventionellen Radsätzen. Nach der Erläuterung des Fahrwerkskonzepts des NGT mit den aktiv geregelten Losradpaaren und einer Darstellung der Simulationsergebnisse, beschäftigt sich dieser Beitrag mit diesem unerwarteten Verschleißminderungspotenzial.

Die Methode der Dimensionsreduktion (MDR) ist eine Methode zur analytischen Berechnung und numerischen Simulation der Kontakte von elastischen und viskoelastischen Körpern. Verglichen mit den bekannten Programmen CONTACT und FASTSIM von Kalker ist sie extrem schnell und kann daher als „Kontakt-Interface“ für dynamische Simulationen benutzt werden. Die MDR besteht im Wesentlichen aus zwei einfachen Schritten: (a) Ersetzen des dreidimensionalen Kontinuums durch eine streng definierte eindimensionale Winklersche Bettung und (b) Transformation der dreidimensionalen Form in eine eindimensionale mittels der MDR-Transformation. Trotz der Einfachheit sind alle Ergebnisse für rotationssymmetrische Einzelkontakte exakt. Für nicht rotationssymmetrische Kontakte kann die Methode als gute Näherung angewendet werden.

In einem Teilprojekt des Forschungsvorhabens „Leiser Zug auf realem Gleis“ (LZarG) wurde ein Versuchsradsatz auf Basis rechnerischer Simulationen entwickelt, der aufgrund seines strukturellen Aufbaus ein deutlich niedrigeres Rollgeräusch als ein vergleichbarer Referenzradsatz aufweisen sollte. Akustische Vergleichsmessungen auf einem Rollenprüfstand konnten das Erreichen dieses Zieles zwar nicht belegen, aber wichtige Hinweise für eine verbesserte Simulationsmethode und Radkonstruktion geben. Nach wie vor müssen alle wissenschaftlichen, technischen und auch finanziellen Anstrengungen unternommen werden, um das Rollgeräusch der Bahnfahrzeuge zu mindern und die bisherige Umweltfreundlichkeit des Verkehrsträgers Eisenbahn auch für die Zukunft zu sichern.

Die Modifikation der Combinos ist eines der bisher umfangreichsten, technisch anspruchvollsten und komplexesten Entwicklungsprojekte in der langen Geschichte der Siemens-Bahntechnik. Es wurde unter einem erheblichen öffentlichen Druck in den Jahren 2003 bis 2011 abgewickelt und umfasste neben einer Schadensanalyse und Maßnahmen der Stabilisierung des laufenden Betriebs bei 13 Kunden auf drei Kontinenten, die Erarbeitung eines Umbaukonzepts und die Einführung des Betriebsfestigkeitsnachweises als rechnerisches und experimentelles Nachweiskonzept für die Wagenkästen. In der Spitzenzeit arbeiteten 180 Mitarbeiter aus allen Konzernbereichen an der Lösungsfindung. Dieses Projekt hat nicht nur bei Siemens, sondern auch in der ganzen Bahnbranche vieles in Bewegung gebracht. Die durchgeführte Nachweismethodik hat Eingang in verschiedene Regelwerke gefunden und die Entwicklung von Wagenkästen für Schienenfahrzeuge bei Siemens, wie zum Beispiel die der neuen Straßenbahn-Plattform Avenio, beeinflusst. Dieser Aufsatz stellt noch einmal die Entwicklungsschritte dar und zeigt die daraus gewonnenen Erkenntnisse für die Nachweismethodik und für zukünftige Entwicklungen.