Auslegung eines angetriebenen Fahrwerks im Schienengüterverkehr

Kurzfassung

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Auslegung eines selbstfahrenden, angetriebenen Fahrwerks für den Schienengüterverkehr im Rahmen des ASINO-Projekts (Advanced Self-propelled Fully Integrated Bogie). Ziel war es, ein Drehgestell zu entwickeln, das die bestehenden Güterwagendrehgestelle einfach ersetzen kann, dabei jedoch die Fähigkeit besitzt, den Wagen selbstständig über kurze Strecken, insbesondere im Bereich der "Letzten Meile" und bei Rangierarbeiten, zu bewegen. Die Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung und Analyse des Drehgestellrahmens, der den gesamten Bauraum des Y25-Hüllraums gemäß UIC 510-1 einhalten muss. Die Methodik kombiniert Topologieoptimierung und Finite-Elemente-Methode (FEM). Zunächst wurde ein Topologieoptimierungsmodell erstellt, um ein strukturell effizientes Konzept für den Drehgestellrahmen zu finden, wobei die Zielsetzungen Maximierung der Steifigkeit und Einhaltung einer Spannungsgrenze von 355 N/mm² untersucht wurden. Auf Basis der Optimierungsergebnisse wurde der Drehgestellrahmen im CAD-System konstruiert, wobei die Platzierung und Integration aller Bauteile, einschließlich Antrieb, Getriebe, Batterie, Wechselrichter, Bremse (Metrobremse), Kühlung und Hilfsrahmen, berücksichtigt wurde. Die strukturelle Integrität des Rahmens wurde anschließend mittels FEM-Berechnung unter Berücksichtigung der relevanten Lastfälle gemäß DIN EN 13749 und DIN EN 15827 analysiert. Der entwickelte Drehgestellrahmen wird als Erfolg gewertet, da er die grundlegenden Anforderungen der Austauschbarkeit und Bauteilunterbringung erfüllt und die Basis für die weitere Entwicklung eines zulassungsfähigen, selbstfahrenden Drehgestells bildet.