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Die Zulassung von Schienenfahrzeugen in Italien gilt aufgrund erhöhter Brandschutzvorschriften als besonders herausfordernd für Fahrzeughersteller und Systemlieferanten. Durch die Notwendigkeit einer Brand­be­kämpfungs­anlage in Fahrgast- und Technik­bereichen werden die Komplexität und Verfügbarkeit moderner Schienen­fahrzeuge wesentlich beeinflusst. Der vorliegende Artikel erläutert die Herausforderungen des Italienbetriebs in Bezug auf den Brandschutz am Beispiel der neuen Tag- und Nachtzüge von Siemens Mobility für die Österreichischen Bundesbahnen, welche über ein innovatives Brandschutz­system verfügen. Der Artikel unterstreicht zudem die Notwendigkeit einer engen Zusammenarbeit zwischen Fahrzeughersteller, Systemlieferant sowie Zulassungsstellen im Entwicklungs- und Zulassungsprozess, wodurch wesentlich zur Verbesserung der Sicherheit in modernen Schienen­fahrzeugen beigetragen werden kann.

Bei Schienenfahrzeugen werden seit ca. 15 Jahren hydraulische Achslenkerlager in Buchsenform verwendet, welche sich durch eine frequenzabhängige Längssteifigkeit auszeichnen. Mit diesen verbessert sich das Einstellverhalten des Radsatzes im Bogen signifikant, wodurch sich zahlreiche Vorteile ergeben, wie ein reduzierter Verschleiß an Rad und Schiene, damit ggf. eine erhebliche Reduktion der Strecken­nutzungs­gebühren, eine Verringerung der Lärmemission sowie eine Reduktion an benötigter Traktionsenergie.
In einer gemeinsamen Entwicklung von Alstom und Trelleborg wurde hierauf aufbauend das hydraulische Rahmenstützlager Flexx ^TM Curve entwickelt. Dieses hat die weitere Besonderheit, dass die hydraulische Verbindung nicht nur innerhalb eines Lagers erfolgt, sondern auch zwischen verschiedenen Lagern im Drehgestell erfolgen kann. Damit kann das Einstellverhalten weiter verbessert werden. Die entwickelte Komponente ist nach einer ausgiebigen Fahrerprobung ab 2021 im zugelassenen Fahrbetrieb im Einsatz.

Am Beispiel eines Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnradsatzlagers wird ein CAE gestützter Ansatz zur Designoptimierung vorgestellt. Sowohl mit den Standard Berechnungs- als auch etablierten Validierungs­methoden konnte eine deutliche Reibungsreduzierung dieses Ansatzes nachgewiesen werden. Zusätzlich wurde eine EN 12082 Leistungsprüfung durchgeführt und die grundsätzliche Performance unter betriebsnahen Bedingungen nachgewiesen. Der Abgleich der in dieser Leistungsprüfung gemessenen Temperaturen mit Ergebnissen aus einem nachgelagerten Aufheizversuch im identischen Prüfaufbau deutet darauf hin, dass sich unter den Bedingungen einer Leistungsprüfung ein noch niedrigeres Lagerreibmoment einstellen kann als zunächst angenommen. Als theoretischer Effekt wird die optimale Schmierstoffversorgung des Rollen-Laufbahnkontakts durch Schmierfett identifiziert. Abschließend wird ein Prüfstandskonzept vorgestellt, welches eine direkte Reibungsmessung unter betriebsnahen Bedingungen ermöglicht.

Die Weiterentwicklung des Hochgeschwindigkeits-Schienenverkehrs erfordert die Entwicklung von Bremssystemen, die bei höheren Rotationsgeschwindigkeiten effektiv funktionieren können. Diese Geschwindigkeiten führen zu erhöhten mechanischen Belastungen auf die Bremsscheibe zusätzlich zu thermischen Belastungen. Traditionelle Bremssysteme stoßen unter diesen Bedingungen aufgrund der kombinierten thermischen und mechanischen Belastungen durch hohe Geschwindigkeiten an ihre Grenzen, was Sicherheit und Effizienz beeinträchtigt. Dieses Papier stellt die Entwicklung eines innovativen Bremssystems vor, das für hohe Rotationsgeschwindigkeiten der Bremsscheibe konzipiert ist. Das System positioniert die Bremsscheibe auf das Niveau der Rotationsgeschwindigkeit der Eingangswelle. Es arbeitet mit Geschwindigkeiten von bis zu 7000 U/min und nutzt das Getriebeuntersetzungsverhältnis, um die erforderliche Klemmkraft zu reduzieren. Dieser Ansatz verringert die ungefederte Masse und verbessert die Fahrzeugdynamik. Detaillierte Gleichungen und Berechnungen werden bereitgestellt, um das Systemdesign zu klären, einschließlich Überlegungen zur kinetischen Energie, Anforderungen an das Bremsmoment und thermische Analyse. Die Auswirkungen hoher Reibungsgeschwindigkeiten auf den Temperaturanstieg werden mit fortschrittlichen Wärmeübertragungsmodellen untersucht. Materialmodellierung und zyklische Analyse werden durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Bremskomponenten die Betriebsbelastungen aushalten, wobei der Schwerpunkt auf den Spannungs-Dehnungs-Beziehungen unter verschiedenen Temperaturen liegt. Die Studie analysiert kritisch die beteiligten Parameter, um deren Bedeutung und Einfluss auf die Systemleistung zu demonstrieren. Darüber hinaus wurde ein fortschrittlicher Prüfstand entwickelt, um die theoretischen Modelle zu validieren und die praktische Wirksamkeit des vorgeschlagenen Bremssystems zu bewerten. Der Prüfstand simuliert Hochgeschwindigkeitsbedingungen und ermöglicht eine präzise Messung der Bremsleistung unter verschiedenen Szenarien, wodurch wertvolle Daten zur Optimierung der Materialzusammensetzung und Verbesserung der Systemleistung beigetragen werden.