Stahl-Innovationspreis
Gewinner 2018 – Sichere Züge dank Stahl
Forschung und Entwicklung

Crashmodul eines NGT-Mittelwagens (Grafik: DLR)

Zusammenstöße im Zugverkehr können aufgrund der hohen bewegten Massen gravierende Folgen haben. Passive Sicherheitsmaßnahmen wie crashgerechte Fahrzeugstrukturen mindern die Folgen, wenn aktive Maßnahmen versagen. Für die Entwicklung neuartiger Crashmodule, die Fahrgäste und Zugpersonal von Personenzügen künftig besser schützen, wurde das Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt mit dem Stahl-Innovationspreis 2018 in der Kategorie „Forschung und Entwicklung“ ausgezeichnet. In dem von verschiedenen Instituten des Stuttgarter Forschungszentrums interdisziplinär bearbeiteten Projekt „Next Generation Train“ (NGT) hat sich das Institut für Fahrzeugkonzepte der Fragestellung angenommen, wie sich die Crashsicherheit der Doppelstock-Mittelwagen eines Hochgeschwindigkeits-Personenzugs verbessern lässt.

Bei dem neu entwickelten Konzept sind die Crashkomponenten – anders als bei den meisten konventionellen Systemen – vollständig in die Wagenkastenstruktur integriert. Zentrale Komponenten sind mehrere auf der Höhe von Untergestell, Mittelboden und Dach in Längsrichtung angeordnete Crashabsorber, die jeweils aus einem zylindrischen Rohr und einer Matrize bestehen. Im Crashfall werden die Rohre durch die sich verjüngenden Querschnitte der Matrizen gepresst. Hierbei wird eine umlaufende plastische Verformung der Rohre erzeugt und das Energieaufnahmevermögen des verwendeten hochmanganhaltigen Stahls bestmöglich ausgenutzt.

Zentrale Komponenten des Crashmoduls: Crashabsorber aus hochmanganhaltigem Stahl (Foto: DLR)

Dieser Werkstoff weist eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig außerordentlich hoher Verformbarkeit auf. Das durch Simulation ermittelte Energieumwandlungsverhalten der Crashabsorber wurde durch reale Komponententests bestätigt, die Wirksamkeit der Deformationszonen und die spezifizierte Energieaufnahmekapazität durch den erfolgreichen Crashtest eines Crashmodul-Demonstrators im Maßstab 1:1. Die realisierte Lösung zeigt, wie sich sichere, leichte, platzsparende und strukturell mittragende Crashmodule in Stahlbauweise umsetzen lassen. Das Projekt schafft damit neue Impulse für die Entwicklung von crashoptimierten Strukturen künftiger Schienenfahrzeuge mit modernen hochfesten Stahlwerkstoffen.

Michael Zimmermann, Institut für Fahrzeugkonzepte, DLR Projekt: Crash-Konzept NGT-Mittelwagen (© Wirtschaftsvereinigung Stahl / Dirk Heckmann)

*Die Abbildungen dürfen nur im Zusammenhang mit einem Bericht über den Stahl-Innovationspreis und mit Angabe der Quelle genutzt werden. Im Falle der Berichterstattung bitten wir um einen Beleg.