Gewicht von Fahrwerksrahmen für Züge halbiert

Radikale Neuansätze sind in der Entwicklung von Schienenfahrzeugen sehr selten. Christian Karner und Radovan Seifried von Siemens ist es gemeinsam mit Professor Christian Moser von der Technischen Universität Graz gelungen, einen neuen Fahrwerksrahmen zu entwickeln, der statt 1,5 Tonnen nur noch 845 Kilogramm wiegt – also knapp die Hälfte. Das Team wurde dafür von Siemens in der Kategorie Open Innovation als Erfinder des Jahres 2016 ausgezeichnet.
Das Gewicht spielt bei Zügen eine immer wichtigere Rolle. Der Fahrwerksrahmen ist eine massive, geschweißte Stahlkonstruktion, die das gesamte Gewicht des Wagenkastens trägt und die Kraft von den Rädern auf den Zug weitergibt. Über eine Lebensdauer von 30 Jahren und mehr muss dieser Stahlrahmen große Belastungen aushalten. „Niemand hatte sich vor uns an ein neues Konzept für einen Fahrwerksrahmen gewagt“, erklärt Professor Moser von der TU Graz, „denn es war schwer vorstellbar, wie eine wesentlich leichtere Konstruktion diese Belastungen aushalten könnte.“ Der Spezialist für Betriebsfestigkeit und Schienenfahrzeugtechnik arbeitet bereits seit 30 Jahren eng mit dem Siemens Weltkompetenzzentrum für Fahrwerke in Graz zusammen. Am Grazer Standort werden Fahrwerke für Personenschienenfahrzeuge, Hochgeschwindigkeitszüge wie ICEs, Lokomotiven, Straßenbahnen und U-Bahnen, hergestellt. Zusammen mit den Konstrukteuren Christian Karner und Radovan Seifried bildet Moser seit Jahren ein eingespieltes Team, das ständig an Verbesserungen von Fahrwerksrahmen arbeitet.
Nachdem die ersten Prototypen und Großkomponenten gebaut waren, wussten die Experten, dass sie auf dem richtigen Weg waren. Doch auch die Zulieferer von Siemens mussten umdenken: Bisher haben die Konstrukteure die zugelieferten Teile unverändert gelassen und neue Konstruktionen daran angepasst. „Jetzt ist es so, dass die Zulieferer passend zum neuen Konzept ihre Teile fertigen“, erklärt Karner. „Sonst könnten wir die drastische Gewichtsreduktion nicht erreichen.“ So ergab sich im Laufe der rund ein Jahr dauernden Entwicklungsarbeit eine Innovation aus der anderen. Im Institut für Leichtbau im Bereich Betriebsfestigkeit und Schienenfahrzeuge der TU Graz werden die Prototypen auf Herz und Nieren geprüft. „Hier gehören wir europaweit zu den Spitzeninstituten“, erklärt Moser.