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Alternative Federungsprinzipien für Schienenfahrzeuge im Hochgeschwindigkeitsverkehr

Hintergrund

DLR Next Generation Train (NGT)

NGT-Fahrwerk (Entwurf - noch mit Luftfederung)

In nahezu allen aktuell produzierten Schienenfahrzeugen für den Personenverkehr werden Luftfedern in der Federungsstufe zwischen Fahrwerk und Wagenkasten verwendet. Luftfedern bieten eine Vielzahl von Vorteilen, wie eine niedrige Steifigkeit, konstante Federhöhe bei unterschiedlichen Beladungszuständen, nahezu lineare Steifigkeit um den Arbeitspunkt und eine gute Körperschallisolation. Dabei sind Luftfedern vergleichsweise günstig, solange die benötigte Druckluftversorgung im Fahrzeug bereits vorhanden ist – z.B. für die Bremse. Sobald ein Fahrzeug keine weiteren, mit Druckluft betriebenen Systeme aufweist, stellen Luftfedern aufgrund der dann extra benötigten Druckluftversorgung eine weniger optimale Lösung dar. Da zukünftig vermehrt Schienenfahrzeugen, in denen Systeme elektrisch betrieben werden, zu erwarten sind, wird eine Federung benötigt, die einerseits alle Vorteile einer Luftfeder bietet, anderseits aber nicht auf eine zentrale Druckluftversorgung angewiesen ist.

Aufgabenbeschreibung

Im Rahmen der Master- bzw. Diplomarbeit sollen Alternativen zu einer Luftfeder mit zentraler Druckluftversorgung für Schienenfahrzeuge erarbeitet werden - vorrangig im Bereich der Sekundärfederung. Dazu sollen zunächst die Anforderungen an die Federung zusammengetragen werden und der aktuelle Stand der Technik, sowie mögliche Federungsprinzipien (mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektromechanisch oder magnetisch) recherchiert werden. Darauf aufbauend sollen verschiedene Alternativen vorgeschlagen werden, deren dynamische Eigenschaften die Anforderungen an die Federung der Fahrwerken im DLR Next-Generation-Train erfüllen. Dabei sind durchaus kreative und futuristische Lösungen erwünscht, zu deren Umsetzung noch zusätzlicher Forschungsbedarf nötig ist.

Anforderungen

• Technisches Studium (Mechatronik, Maschinenbau, Verkehrswesen)
• Grundkenntnisse Schienenfahrzeugtechnik