NEUE MATERIALIEN,
NEUE EINSATZFELDER.

ma design zeigt am Beispiel der Entwicklung eines Hochgeschwindigkeitszuges wie neue Materialen und außergewöhnliche Produktanforderungen zu innovativen Lösungen führen können. In Kooperation mit der TU Dresden, der EDAG Rail GmbH und Haslacher + Partner wurde durch ein neuartiges Material, dem Organoblech, eine ultraleichte, integrative Tragstruktur eines Hochgeschwindigkeitszuges mit variierendem Wagenkastenquerschnitt entwickelt.

Organobleche

Organobleche sind umformbare Platten aus faserverstärktem Kunststoff mit einer thermoplastischen Matrix. Bauteile aus Organoblech können durch das sogenannte Hybrid Moulding verschweißt und mit Steifungselementen versehen werden. Durch Funktionsintegration können diese tragenden Strukturbauteile im Interieur reine Verkleidungselemente ersetzen. Die Tragstruktur wird zum Gestaltungselement, sichtbar im Exterieur und im Interieur.

 

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Frühe Skizzen aus dem Entwurfsprozess.

 

Mehr Platz im gleichen (Licht-)Raum

Der Platz in einem Zug und somit der Reisekomfort ist limitiert durch die Länge und Breite eines Wagens. Zudem muss der Wagen durch ein bestimmtes Lichtraumprofil passen, um eine ungehinderte Kurvenfahrt zu ermöglichen.

Wir stellten fest, dass trotz der maximal möglichen Ausreizung der Wagendimensionen bisher ungenutztes Potenzial oberhalb der beiden Drehgestelle eines Wagens liegen. Das Profil des Wagens wurde oberhalb der Drehgestelle um 170 mm im Vergleich zur Wagenmitte aufgeweitet, sodass trotzdem Kurvenradien von mindestens 150 m lichtraumprofilgerecht durchfahren werden können. Ein 200 m langer Zug erlangt so 13 qm mehr Raum für komfortable Interieurkonzepte wie zum Beispiel einer privaten Lounge mit sechs zusätzlichen Sitzplätzen, einem geräumigeren WC oder Gepäckracks für große, sperrige Koffer in Türnähe.

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Mehr Raum durch bisher ungenutztes Potenzial oberhalb der Drehgestelle.

 

Highspeed

Reisen mit Geschwindigkeiten von bis zu 400 km/h bringen auch eine Reihe von Herausforderungen mit sich:

  • So zum Beispiel muss auf dem ersten Drehgestell eine gewisse Gewichtskraft lasten, um die Entgleisungsgefahr zu reduzieren. Der ICE3 besitzt über dem ersten Drehgestell ein Zusatzgewicht von 1550 kg – alles andere als Leichtbau. Wieso also nicht diese Abtriebskraft über seitliche Spoiler realisieren?
  • Bei Seitenwind und hohen Fahrgeschwindigkeiten kommt es zum Karman Vortex Effekt – einer Wirbelschleppe am hinteren Endwagen, die sich durch unangenehmes Flattern herausstellt. Diesem Problem wurde mit einem eckigen Wagenquerschnitt begegnet – so entsteht eine saubere Abrisskante.
  • Beim sehr schnellen Einfahren in einen Tunnel kommt es zum unerwünschten Tunnelknalleffekt. Eine S-Förmige Entenschnabelform der Zugfront reduziert diesen Effekt.

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Diese aerodynamischen Phänomene wurden über CFD / CFX Berechnungen analysiert und mit ästhetischem Design vereinbart.