GFK-Energieabsorber: Einsparungen bei Gewicht und Bauraum

Front Ends sind bei Unfällen höchsten Belastungen ausgesetzt und benötigen deshalb spezielle Struktur- und Energieverzehrelemente. Der neue GFK Energieabsorber von Voith besteht aus einem Faserverbundrohr sowie einem Aufkletterschutz und Flanschtopf aus Aluminium. Alle Teile sind korrosionsarm, extrem langlebig und feuerresistent gemäß der Brandschutzklasse R7/ HL3 nach EN 45545-2:2013.

Vor allem sein gleichmäßiges Absorptionsverhalten, hohe gewichtsspezifische Energieaufnahme und ein niedriges Gesamtgewicht zeichnen den neuen Voith Absorber aus. Mit einem Gewicht von 70 bis 95 Kilogramm wiegt er lediglich ein Drittel des vergleichbaren Stahlmodells. Das ergibt bei vier Absorbern bis zu 600kg weniger Gewicht pro Fahrzeug.

Die Leichtbaulösung bietet nicht nur wirtschaftliche und ökologische Vorteile, sondern überzeugt auch bei Größe und benötigtem Einbauraum. Der Faserverbundstoff zerfasert im Crashfall und kann so leicht umgelenkt und platzsparend unter das Fahrzeug abgeführt werden. Dadurch benötigt er nur einen geringen Bauraum von 30 cm hinter dem Absorber. Für Kraftniveaus zwischen 600 und 1600 kN auf einer maximalen Verbrauchslänge von 1000 Millimetern kann er exakt an Kundenbedürfnisse angepasst werden.

Fahrzeugkopf Galea und Frontsysteme: modular und individuell

Der neue Energieabsorber ist Teil des variablen Voith Fahrzeugkopfkonzepts Galea. Es ist für Schienenfahrzeuge im Personennah- und -fernverkehr entwickelt und besteht vorwiegend aus glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK). Somit wird das Galea-Frontsystem unter anderem leichter als vergleichbare Fahrzeugköpfe aus Stahl und sorgt für einen geringeren Kraftstoffverbrauch. Die Leichtbaustruktur minimiert außerdem die Radsatzlasten sowie den Verschleiß an Zug und Strecke oder erhöht alternativ die Nutzlast des Fahrzeuges. Modular und flexibel bietet das Konzept eine Standardplattform, auf die unterschiedliche Designs aufgesetzt werden können. Zudem verkürzt die Modulbauweise Montage- und Austauschzeiten und reduziert so mögliche Stillstände auf ein Minimum. Für höchste Sicherheit konstruiert Voith die Fahrzeugköpfe der Galea-Serie mit integriertem Energieverzehrkonzept gemäß der Crash-Norm EN 15227 sowie weiteren Anforderungen wie dem Brandschutz in Schienenfahrzeugen (prEN 45545-2:2013).

Neben dem Galea-Konzept zeigt Voith auf der InnoTrans die Bugnase der neuen ICx-Züge für den Fernverkehr der Deutschen Bahn. Sie werden ab 2016 die bisherigen Intercity/Eurocity sowie später die ICE 1 und ICE 2 Fahrzeuge ersetzen. Dabei sorgen Entwicklungen im aerodynamischen Design und Nutzflächenoptimierungen für Gewichts- und Energieeinsparungen.

Über die Leichtbauweise hinaus erlauben Faserverbundwerkstoffe auch die Gestaltung komplizierter Geometrien und Freiformflächen. Damit können aerodynamische Außenkonturen einfacher und kostengünstiger hergestellt und spezifische Fahrzeuggeometrien berücksichtigt werden.

CFK-Übergangskupplung: kompakt und einfach zu montieren

Bei Abschlepp- oder Rangierarbeiten kommen Übergangskupplungen zum Einsatz, die nach gesetzlicher Vorgabe in jedem Fahrzeug mitgeführt werden müssen. Der Spielraum des konventionellen Leichtbaus mit Stahl ist bei dieser Form der Kupplung jedoch heute bereits ausgereizt. Daher beschreitet Voith mit einer Übergangskupplung aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) neue Wege. Das bis heute vor allem in der Luft- und Raumfahrt verwendete Hochleistungsmaterial reduziert das Gewicht der Kupplung auf nahezu die Hälfte des bisherigen stählernen Minimums. Mit ihren lediglich 23 Kilogramm lässt sich die Kupplung von nur einer Person tragen und montieren. Dies spart Zeit und Aufwand, da die Kupplungen in der Regel kurzfristig vom Zugpersonal angebracht werden müssen. Zudem erfordert CFK bei gleicher Stabilität eine deutlich geringere Wanddichte – ein Vorteil sowohl bei dem eingeschränkten Bauraum der Fahrzeugfront als auch für den Aufbewahrungsbereich der Kupplung.