Forschung und Entwicklung

Vossloh gehört zu den technologisch führenden Anbietern in der Bahninfrastruktur. Um den spezifischen Erwartungen der Kunden in den einzelnen Marktregionen nachhaltig gerecht zu werden und die eigene Marktposition weiter zu stärken, investiert das Unternehmen kontinuierlich in die Weiterentwicklung und Optimierung seiner Produkte und Dienstleistungen. Ziel dabei ist es, innovative Bahntechniklösungen zu erarbeiten und diese zum Vorteil des Kunden umzusetzen.

In regelmäßigen Innovationsforen erhalten die Experten der Geschäftsbereiche Raum, losgelöst vom Tagesgeschäft kreative und innovative Entwicklungsansätze zu generieren, ganzheitlich zu analysieren und zielgerichtet weiterzuentwickeln. Dies hat einen entscheidenden Vorteil: Durch die enge Zusammenarbeit der verschiedenen Geschäftsfelder im Vossloh-Konzern werden Produkte und Dienstleistungen mit klarem Fokus auf eine optimale Gesamtlösung entwickelt. Konzernübergreifend beschäftigten sich die F&E-Experten mit den Folgen der steigenden Gleisbelastungen und dem daraus resultierenden Verschleiß von Oberbaukomponenten ebenso wie mit den Auswirkungen hochfrequenter Vibrationen. Die Zielsetzung der Entwicklungstätigkeiten im Vossloh-Konzern konzentriert sich somit im Wesentlichen auf drei übergeordnete Kernthemen: Verlängerung des Lebenszyklus, Verbesserung der Streckenverfügbarkeit und Lärmreduktion.

Lärmreduzierung

Die Reduzierung von Lärm und eine verbesserte Schienenakustik spielen für die gesellschaftliche Akzeptanz des Schienennah- und -fernverkehrs eine immer größere Rolle. Das F&E-Team des Geschäftsbereichs Core Components hat sich 2016 primär dieser Anforderung gewidmet. Im Zentrum der Entwicklungsarbeit standen dabei die Entwicklung neuer sowie Optimierung bestehender Produkte durch Einsatz neuartiger Materialen für Befestigungskomponenten und -gesamtsysteme. Dank eigener Teststände – im Werk in Suzhou, China, wurde 2016 ein Systemprüfstand für Schienenbefestigungssysteme in Betrieb genommen – und der engen Zusammenarbeit mit externen Partnern konnten zusätzliche Erkenntnisse zur Vereinheitlichung von Komponenten, zur Verlängerung der Produktlebensdauer sowie zur Optimierung der CO2-Emissionen der Produkte gewonnen werden. Die im Jahr 2014 begonnenen Untersuchungen von Schienenbefestigungen unter Extrembelastungen des Schwerlastverkehrs wurden 2016 ebenfalls weitergeführt und vertieft, ebenso wie neue Ansätze zur Oberflächenbeschichtung von Metallteilen.

F&E Aktiviäten im Geschäftsbereich Core Components

Forschung und Produktentwicklung
Im Rahmen unserer Forschungs- und Produktentwicklungsaktivitäten werden von uns u.a. folgende Aufgaben wahrgenommen:
  • Durchführung von Spannungs- und Dehnungsanalysen mittels FEM-Berechnung an den Komponenten des Schienenbefestigungssystems
  • Untersuchung der schwingungstechnischen Eigenschaften der Systemkomponenten und des Gesamtsystems
  • Analyse des Alterungsverhaltens von dynamisch belasteten Bauteilen
  • Analyse der Elastizitätseigenschaften von dynamisch beanspruchten Bauteilen
  • Untersuchung der Wirkung der Umwelteinflüsse auf das Betriebsverhalten
  • Untersuchung der schalltechnischen Eigenschaften - Luftschall und Körperschall (Erschütterungen und Vibrationen) - der Schienenbefestigungssysteme
  • Untersuchung der elektrischen Isoliereigenschaften der Systeme
  • Entwicklung von speziellen Schienenbefestigungsystemen und Schalldämmelementen (Schienenstegbedämpfung) zur Reduktion von Lärm und Erschütterungen
  • Entwicklung von Schienenbefestigungen für neue schotterlose Bauweisen des Schienenweges (Feste Fahrbahn)
  • Entwicklung von Schienenbefestigungssystemen für Weichen
  • Erprobung und Weiterentwicklung neuer Materialien
  • Durchführung von Schallmessungen im Betriebsgleis (insitu)
  • Durchführung von Spannungs-und Bewegungsmessungen im Betriebsgleis (insitu)
  • Durchführung von akustischen Berechnungen

Diese Aufgaben werden hauptsächlich in den eigenen Entwicklungsbüros bzw. Labors und mit eigenen mobilen Messeinrichtungen durchgeführt. Zudem arbeiten wir eng mit namhaften Universitäten, Instituten und Ingenieurbüros zusammen:
Universität
  • Technische Universität Berlin - Institut für Straßen- und Schienenverkehr
  • Technische Universität Dresden - Institut für Verkehrswegebau
  • Technische Universität Graz - Institut für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft
  • Technische Universität Innsbruck
  • Technische Universität München - Lehrstuhl und Prüfamt für Verkehrswegebau

Kundenspezifische Produktadaption
Für Produktweiterentwicklung und Adaption unserer Produkte auf spezifische Anforderungen unserer Kunden hin setzen wir 2- und 3D-CAD - Systeme (Autocad und Catia) ein.
Spezielle Anforderungen in Bezug auf Montageelemente, Abmessungen, Anpassung an spezielle Schienengeometrien, Schwellenformen oder Teiladaption an schon vorhandene Systemkomponenten werden so in enger Absprache mit den technischen Abteilungen unserer Kunden umgesetzt.

Prüfung und Simulation
Zur Simulation des Betriebsverhaltens der Schienenbefestigungssysteme werden zum einen eigene Prüfstände und zum anderen Rechenverfahren genutzt, mit denen z.B. das dynamische Langzeitverhalten untersucht wird.
Es werden eine Reihe von Prüfständen für dynamische Belastung von Bauteilen und Systemen eingesetzt, so z.B. ein Prüfstand zur Durchführung des klassischen "Schrägversuches" (Repeated Load Test) mit dem in Zeitraffer das Betriebsverhalten eines Schienenbefestigungssystems über die Mindestlebensdauer simuliert wird.
Zur Simulation von kritischen Belastungszuständen oder Schwingungszuständen (Eigenschwingungen, Moden) an Bauteilen, wie z.B. Spannklemme und Winkelführungsplatten werden FEM-Verfahren (Ansys) und MKS-Verfahren (Simpack) eingesetzt.

Kontinuierliche Weiterentwicklung der Weichensysteme

Die personellen und technischen F&E-Aktivitäten des Geschäftsbereichs Customized Modules sind seit 2015 in dem neuen Technologiezentrum in Reichshoffen zentral gebündelt. Die Zielsetzung der Forschungs- und Entwicklungsarbeit liegt hier in der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Weichensysteme für einen optimalen Schienenkontakt, geringeren Verschleiß und damit für minimalen Wartungsaufwand und maximale Lebensdauer. 2016 arbeitete Vossloh intensiv an neu entwickelten Weichensystemen und Systembestandteilen; im Frühjahr 2016 wurde eine neue, effiziente Weichenlösung für Feste Fahrbahn zugelassen. Die Techniker entwickelten zudem eine neue Weichenzunge, die für den Einsatz im Schwerlastverkehr in Australien adaptiert wurde, eine neue Dehnungsvorrichtung mit hoher Kapazität für Nordeuropa, eine neue Beschichtung mit geringer Reibung für alle Bahnanwendungen, ein neues Material mit vielversprechenden Fähigkeiten für Tramway-, Metro- oderweitere Bahnanwendungen. Die Testphase ist bereits gestartet. Wie in den Vorjahren erfolgte der größte Teil der Entwicklungsarbeit bei Weichenüberwachungs- und Weichensicherungssystemen entsprechend spezifischen Kundenanforderungen – so unter anderem auch die 2016 initiierte Entwicklung eines neuartigen hydraulischen Antriebssystems für die französische Staatsbahn.

F&E Aktiviäten im Geschäftsbereich Customized Modules

Ständige Verbesserung des Schienen-/Radkontaktes, Steigerung der Produktlebensdauer und reduzierter Verschleiß sowie minimierte Wartungsarbeiten - das sind die Hauptziele der F&E-Teams von Vossloh Cogifer.

Komplette Labortests
  • Ermüdung
  • Statik
  • künstliches Altern
  • Steifigkeitsmessungen
  • Prozessvalidierung (Schweißen, Kleben)

Messungen durchführen
  • Verschiebung
  • Beschleunigung
  • Anstrengung
  • Stress
  • Lasergeometrie-Messwerte (Herzstück, Verriegelung)

Modellierung und Simulation
  • Verhalten von Bauteilen und Baugruppen
  • Elemente-Berechnungen für strategische Komponenten

Fokus auf Entwicklung von Produkten für die Schienen- und Weichenbearbeitung

Im Geschäftsbereich Lifecycle Solutions liegt der Fokus auf der weiteren Entwicklung von Maschinen und Systemen für die Schienen- und Weichenbearbeitung. Während in Vorstudien die Machbarkeit geklärt und der Kostenbedarf ermittelt wird, dienen die Projekte der konstruktiven Ausarbeitung und Fertigung von Maschinen und Systemen. Im Geschäftsjahr 2016 standen insbesondere die Vorentwicklung des Schleifzugs HSG-metro für China sowie die Neuentwicklung der Antriebstechnik für die Schienenfräse (High Performance Milling) im Zentrum der Entwicklungstätigkeiten. Auch die Neuentwicklung eines Klemmblocks für Schienentransportsysteme sowie verschiedene Weiterentwicklungen rund um die HSG-city- und HSG-Fahrzeuge waren Schwerpunkte der Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten im Geschäftsbereich Lifecycle Solutions.