Bereits bei geringen Geschwindigkeiten kann ein Zusammenstoß von Bahnzügen verheerende Folgen haben. Die Zugwagen schieben sich aufeinander oder entgleisen. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben bei ein neuartiges Crashkonzept entwickelt, das mit speziellen Deformationszonen arbeitet, die außerhalb des Fahrgastbereichs liegen. Bei einem Zusammenstoß verformen sie sich kontrolliert und nehmen dabei einen Großteil der Energie aus dem Aufprall auf.
„Unsere grundlegende Idee war es, eine sehr effiziente Crashstruktur zu entwickeln, die gleichzeitig integraler Bestand des Zugwagens ist – also eben nicht ein zusätzliches Teil, das konstruktiv und gewichtstechnisch dazu kommt wie bei Konzepten, die aktuell im Einsatz sind“, erklärt der Verantwortliche für das Crashkonzept Michael Zimmermann. Die DLR-Forscher wollen bei ihren Forschungsarbeiten am Next Generation Train (NGT) mit möglichst wenigen Bauteilen möglichst viele Funktionen abdecken. Im NGT befinden sich die Crashzonen im Türenbereich am Anfang und Ende jedes Mittelwagens. Eine Verformung ist dort weniger kritisch, als eine Deformation im Sitzplatzbereich. „Ziel unseres Ansatzes ist es, nicht nur das Crashkonzept hocheffizient und möglichst leicht zu machen, sondern auch die nachfolgenden Wagenstrukturen – also das Fahrwerk- und Fahrgastmodul. Durch das Crashkonzept wirken bei einer Kollision geringere Kräfte auf diese Bereiche. So können wir signifikant leichter bauen“, fasst der Wissenschaftler zusammen.
Die Crashelemente bestehen aus einem Metallrahmen und mehreren in Längsrichtung verbauten Metallrohren, die beim Aufprall durch einen enger werdenden Querschnitt geschoben werden. Dieser kontrollierte Verformungsvorgang nimmt einen großen Teil der Bewegungsenergie auf. Der Rahmen und die dahinter liegenden Bereiche bleiben weitgehend intakt.
Erfolgreicher Praxistest: Prototyp im Crashversuch
Ihre Bewährungsprobe hat die Konstruktion bereits bestanden: Das Forscherteam montierte den Prototyp an einen stehenden 80 Tonnen schweren Güterkesselwagen. Auf diesen Versuchswagen prallte dann mit der Geschwindigkeit von 18,5 Stundenkilometern ein weiterer Güterwagen. Das Ergebnis: Keiner der Wagen erlitt eine Beschädigung, der stehende Wagen bewegte sich mit verringerter Geschwindigkeit auf den Schienen nach hinten.
Nächster Schritt wird eine Unfallsimulation des gesamten NGT-Zuges ein, die auch die Crashzonen an den beiden Endwagen berücksichtigt. So soll die Crashtauglichkeit des ganzen Zuges vollständig virtuell nachgewiesen werden, als wichtige Grundlage für weitere Forschungsarbeiten und den Technologietransfer in die Industrie.
