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Die Sandwichbauweise eignet sich in vielen Bereichen der Technik für flächige Strukturelemente. Gegenüber konventionellen Bauweisen bietet sie Gewichtsvorteile und andere funktionale Eigenschaften, welche auch im Fahrzeugbau gern genutzt werden. Bei wertanalytischen Betrachtungen, die den Einsatz einer Sandwich-Baugruppe in Form von Gesamtkosten über die Lebensdauer abdecken, sind die wirtschaftlichen Vorteile meist evident. Bei Vergleichen mit reinen Halbzeug- oder Materialkosten von konventionellen Bauweisen sind Sandwichkonzepte im Nachteil.

An Sandwichpaneelen können aber durch die Integration von Funktionen der technische Nutzwert deutlich erhöht und mit schlanken Fertigungsprozessen die Kosten gesenkt werden. Damit werden die Potenziale der Sandwichbauweise auch für den kostenfokussierten Fahrzeugbauer geöffnet.

Die Praxis der Funktionsintegration in Sandwichstrukturen und die Schaffung von aktiven Flächen ist noch jung. Der Beitrag beschreibt den aktuellen Stand und erlaubt einen Ausblick auf die Potenziale der Bauweise.

Moderne Niederflurstraßenbahnfahrzeuge werden in vielen verschiedenen Konzepten produziert und mit verschiedenen Arten von Fahrwerken ausgerüstet, die sich wesentlich in ihrer Ausdrehbarkeitsfähigkeit und Fahreigenschaften unterscheiden. Trotzdem werden oft alle Fahrwerke als Drehgestelle bezeichnet, obwohl diese Benennung nur zu einigen Fahrwerktypen gehört. VDV hat darum die Fahrwerke nach deren Ausdrehbarkeit in drei Gruppen verteilt. Die im Referat beschriebene Methodik ermöglicht ganz exakte Unterscheidung der Fahrwertypen nach deren Ausdrehbarkeit im Einklang mit der VDV Unterteilung. Außerdem kann man aufgrund dieser Methodik auch Besonderheiten im Straßenbahn-Fahrverhalten erklären und nicht zuletzt auch die neuen Fahrwerkkonstruktionen beurteilen oder sogar konzipieren.

Zur Reduzierung von Radsatz-Torsionsschwingungen wurde ein Tilger entwickelt. Als Tilgermasse werden die Radbremsscheiben verwendet. Die elastische Anbindung wird durch einen „elastischen Kulissenstein“ realisiert. Zur Erreichung der notwendigen breitbandigen Frequenzabstimmung werden die beiden Bremsscheiben eines Rades mit unterschiedlichen Steifigkeiten angebunden und zusätzlich mit einer geringen Reibungsdämpfung versehen. Damit wird eine überdeckende Tilgercharakteristik erreicht, die notwendig ist, weil sich infolge des Radverschleißes die Torsions-Eigenfrequenz ändert. Mit dem so entwickelten Tilger wurden Simulationen im Verbund mit dem Gesamtfahrzeug durchgeführt. Bei den anschließenden Laborversuchen wurde der Radsatz mit einem Hydraulikzylinder bis zu einer Frequenz von 160 Hz angeregt. Dort konnte – wie bereits bei den Simulationen – die gute Wirkungsweise des Tilgers gezeigt werden. Die danach durchgeführten Fahrversuche bestätigten die Wirkung des Tilgers. Bei diesen Versuchen wurden ein originaler und ein Radsatz mit Tilger verglichen. Die maximale Torsionsamplitude des originalen Radsatzes konnte durch den Tilger auf 26 % reduziert werden. Die Wirkungsweise des Tilgers war während der sieben Messtage stabil.

Ein wesentlicher Einflussfaktor auf die Längsdynamik von Güterzügen ist der Reibwertverlauf der Bremsklotzsohlen, der sich besonders zwischen Grauguss- und Verbundstoff-Bremsklotzsohlen deutlich unterscheidet. Mithilfe von Simulationsrechnungen der Zuglängsdynamik kann gezeigt werden, dass die auftretenden Längsdruckkräfte im Fall einer Schnell- bzw. Zwangsbremsung aus niedrigen Geschwindigkeiten um bis zu 100 % gegenüber der Verwendung von Grauguss-Sohlen oder Komposit-Sohlen ansteigen. Insbesondere bei der Zugbildung aus Wagen mit verschiedenen Bremsklotzsohlen treten je nach der genauen Wagenreihung deutlich höhere, aber auch deutlich niedrigere Längsdruckkräfte auf.