Neues Crashkonzept für Hochgeschwindigkeitszüge

Forscher der Deutschen Luft- und Raumfahrtbehörde (DLR) haben im Rahmen des Projekts Next Generation Train (NGT) ein neues technisches System zum Schutz von Zugpersonal und zur Reduktion der Unfallfolgen bei einem Crash entwickelt. Das sogenannte neue Crashkonzept beinhaltet spezielle Deformationszonen die im Falle eines Aufpralls einen Großteil der überschüssigen Energie außerhalb des Fahrbereichs auffangen sollen. Die Züge der Zukunft sollen schneller, leichter und sicherer werden. Das Gewicht der Züge steht dabei durch den Fahrtwiderstand in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Energieverbrauch. Das Ziel der Ingenieure liegt also auch in der Konstruktion leichter Zugwagen. Doch schnellere Züge erfordern ein Mindestmaß an Sicherheit.

In der Vergangenheit haben sich die verheerenden und tödlichen Folgen von ineinander gefahrenen Zügen gezeigt. Meist entgleist ein Wagon oder mehrere Zugwagen schieben sich aufeinander. Die „effiziente Chrashsruktur als integraler Bestandteil des Zugwagons“ wie es der Verantwortliche des Crashkonzepts Michael Zimmermann bezeichnete, soll mit geringstmöglichen Bauteilen möglichst viele Funktionen abdecken. Somit wird die Konstruktion dem aus dem Leichtbau stammenden Prinzip der Funktionsintegration gerecht. Sinngemäß werden diese Crashzonen in den Einstiegsbereichen am Anfang und Ende eines jeden Mittelwagens angebracht, da die hier entstehenden Verformungen die noch geringste Gefahr darstellen. Die Vorrichtung ist eine aus Metallrahmen und längs angebrachten Metallrohren bestehende Konstruktion, die die Energie nach dem Prinzip der Verjüngung auffängt, bei dem sich die zylindrischen Rohre im Falle einer Kollision durch einen enger werdenden Querschnitt schieben.

„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“, erklärt Zimmermann. Die Funktionalität des Konzepts hat sich in einem entsprechenden Test mit einem Prototyp als wirksam erwiesen. Dabei wurde ein die Festigkeit und die Dehnbarkeit kombinierendes Hochleistungsstahl verwendet. Der Testcrash wurde auf der Anlage des TÜV Süd in Görlitz durchgeführt. Der Prototyp wurde an einen stehenden 80 Tonnen schweren Güterkesselwagen montiert. Zur Messung der Energieverteilung, Messpunkten und Auslösekontakten wurde der Wagen mit Sensoren versehen. Die erfassten technischen Daten sollen im Nachhinein Auskunft über Kraftflüsse und Verformungen geben und mit zuvor durchgeführten Simulationen verglichen werden. Auf den stehenden Prototypen prallte dann ein von einer Lokomotive auf 18,5 Km/h beschleunigter zweiter Güterkesselwagen. Die Energie des Aufpralls wurde wie errechnet aufgenommen und der stehende Wagen bewegte sich mit verringerter Geschwindigkeit nach hinten.