Aluminiumschaum in der Bahnindustrie & Infrastruktur
Das Energieeinsparpotenzial von bis zu 30 Prozent im Vergleich zu reinen Stahlplatten kommt besonders im Schienenverkehr zum Tragen. Mittels des Sandwichbaus werden schwere Lokomotiven leichter: Weniger Gewicht bedeutet weniger Energie, die aufgewendet werden muss, um etwas zu bewegen. Das senkt den Energieverbrauch, steigert die Effizienz und führt zu weniger Emissionen. Aluminiumschaum-Sandwiches sind dabei nicht brennbar (DIN EN 45545-2: Eingruppierung in HL3) und bringen 18 % Gewichtseinsparung.
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Welche Vorteile bringt Aluminiumschaum im Schienenfahrzeugbau?
Aluminiumschaum-Sandwiches wirken im Rohbau als selbsttragende Elemente – Spanten können entfallen, was Platz spart. Der Werkstoff ist formbar und schweißbar, reparaturfähig und bietet eine hohe Crashabsorption. Zusammen mit 18 % Gewichtseinsparung und dem Energieeinsparpotenzial von bis zu 30 Prozent gegenüber reinen Stahlplatten ergibt sich ein Materialsystem, das Effizienz, Sicherheit und Instandhaltung zugleich adressiert.
- Rohbau: selbsttragende Sandwiches
- Formbar / schweißbar
- Reparaturfähig
- Platzersparnis / Wegfall von Spanten
- Hohe Crashabsorption
- 18 % Gewichtseinsparung
Wie ist Aluminiumschaum für den Bahneinsatz nach DIN EN 45545-2 geprüft?
Die Materialprüfung von AAS und SAS nach DIN EN 45545-2, also von beiden Sandwich-Bauweisen (AAS mit Aluminium-Decklagen, SAS mit Stahl-Decklagen), ergab eine Eingruppierung in HL3. Ein Zertifikat hat Havel metal foam dazu nicht beantragt. Der Grund für das Prüfergebnis ist der Aufbau selbst: Die Sandwiches sind rein metallisch, ohne Kunststoffe und ohne Klebstoffe, tragen also nicht zur Brandlast bei. Eingesetzt wird der Werkstoff in Schienenfahrzeugen u. a. für Fußbodenplatten, Decken- und Wandelemente, Tür-Systeme und Toiletteneinhausungen. Den Prüfbericht stellt Havel metal foam auf Anfrage bereit.
Welche Elemente eines Schienenfahrzeugs werden aus Aluminiumschaum gefertigt?
Aluminiumschaum-Sandwiches decken im Fahrzeug flächige wie funktionale Elemente ab: Fußbodenplatten mit einschäumbaren Elementen (Rohre, Heizsysteme etc.), Decken- und Wandelemente, Tür-Systeme, Sitze und Tische, Toiletteneinhausungen und Rampenauffahrten für Krankenfahrstühle. In Radkästen reduzieren Aluminiumschaum-Sandwiches den Lärm; auch Güterwagen zählen zu den Anwendungsbereichen.
- Fußbodenplatten mit einschäumbaren Elementen (Rohre, Heizsysteme etc.)
- Decken- und Wandelemente
- Tür-Systeme, Sitze, Tische
- Toiletteneinhausungen
- Rampenauffahrten für Krankenfahrstühle
- Aluminiumschaum-Sandwiches in Radkästen (Lärmreduktion)
- Güterwagen
Was leisten die neuen Bodenelemente aus Aluminiumschaum für Personenzüge?
Gerade in Eingangsbereichen – ob U-Bahn, Regional- oder Fernverkehr – sind die Anforderungen hoch: Breite Türen mit ausfahrbaren (Rollstuhl-)Rampen erfordern große Stützweiten bei wenig Bauraum. Sandwichplatten mit Aluminiumschaumkern lassen sich einfach und schnell einbauen. Die Fertigung im Schäumverfahren direkt auf die Endkontur minimiert Nachbearbeitung und Verschnitt und ermöglicht fließende Übergänge zwischen unterschiedlichen Materialstärken, um Höhenunterschiede stufenlos auszugleichen – für maximalen Komfort beim Ein- und Aussteigen.
Die metallische Bindung zwischen Schaum und Deckblech ist auf eine Lebensdauer ausgelegt, die jene des Fahrzeugs erreicht.
Wie schützen Dachelemente aus Aluminiumschaum empfindliche Komponenten?
Aluminiumschaum-Sandwichplatten wurden auf der INNOTRANS 2024 als neuer Lösungsansatz für den Schutz empfindlicher Dachaggregate auf Triebwagen vorgestellt. Sie bieten robusten Schutz vor äußeren Einwirkungen wie herabfallenden Ästen, Eisbrocken von Bäumen, Masten oder Brücken – und verbessern zugleich die akustischen Eigenschaften der Fahrzeuge: Im Gegensatz zu herkömmlichen Blechelementen schirmen die Platten Geräusche der Aggregate effektiver ab, was Fahrkomfort für Passagiere und Arbeitsumfeld für Zugpersonal spürbar verbessern kann.
Lassen sich auch komplexe Strukturbauteile wie eine Triebkopfhaube umsetzen?
Ja – als Projektstudie wurde die Triebkopfhaube eines Schnellzugs aus Aluminiumschaum untersucht. Beteiligt waren das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, BlueS, KUKA Systems GmbH, MFPA Leipzig GmbH und Voith Engineering Services GmbH Road & Rail. Der Werkstoff erlaubt dabei verschiedene Fügetechniken, Schweißen und individuelle Formgebung.
Wofür wird Aluminiumschaum in der Verkehrsinfrastruktur eingesetzt?
An Autobahnen und Baustellen kommen Aluminiumschaum-Dämpfungselemente zwischen Leitplanke und Befestigungspfosten zum Einsatz: Die Aufnahme der Crashenergie führt zur Schadensminimierung an Fahrzeugen und erspart Reparaturkosten an den Leitplanken. Darüber hinaus sind die Aluminiumschaum-Produkte als Crashschutz, Sichtschutz, Lärmschutz sowie Brand- und Explosionsschutz einsetzbar – etwa als Schnellschutz bei sicherheitsrelevanten Einsätzen, Sichtschutz bei Unfällen, an mobilen Kontrollpunkten oder als Lärmschutz bei mobilen Baustellen.
Brandverhalten und Nachweis
Welcher Brandnachweis liegt für den Bahneinsatz vor?
Auch gefragt: Ist der Werkstoff nach DIN EN 45545-2 geprüft? · Gibt es ein Brandschutzzertifikat für Schienenfahrzeuge?
Die Materialprüfung von AAS und SAS nach DIN EN 45545-2 ergab eine Eingruppierung in HL3; ein Zertifikat wurde dazu nicht beantragt. Havel metal foam hat damit einen Prüfbefund für beide Sandwich-Bauweisen und keine Konformitätsbescheinigung. Die Begründung, warum das Ergebnis erwartbar war, ist die des Aufbaus: Die Sandwiches sind rein metallisch, ohne Kunststoffe und ohne Klebstoffe, sodass kein brennbarer Bestandteil vorhanden ist und zur Brandlast nichts beigetragen wird. Nachgefragt wird die Prüfung von Kunden dennoch häufig, weshalb sie durchgeführt wurde.
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Welche Gefahrenstufe nach EN 45545 ist belegt?
Auch gefragt: Ist eine Gefahrenstufe nach EN 45545 festgestellt? · Welche Hazard Level wurde festgestellt?
HL3. Die Materialprüfung von AAS und SAS nach DIN EN 45545-2 ergab für die Sandwiches von Havel metal foam eine Eingruppierung in HL3; ein Zertifikat wurde dazu nicht beantragt. Die Gefahrenstufe ist damit ein Prüfergebnis für beide Sandwich-Bauweisen und keine Konformitätsbescheinigung. Wer die Einstufung für ein Fahrzeugprojekt belegen muss, erhält den Prüfbericht über die Anfrage.
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Gewicht und Bauteile
Wie viel Gewicht spart ein Frontmodul aus Aluminiumschaum?
Auch gefragt: Was wog die Triebkopfhaube vorher und nachher? · Gibt es ein gebautes Frontmodul?
Eine Triebkopfhaube aus geformten und verschweißten Aluminiumschaum-Sandwiches von Havel metal foam, kombiniert mit GFK-Komponenten, kommt auf 1,4 t gegenüber 1,7 t in der konventionellen Bauweise aus Aluminium und Stahl. Das sind 18 % weniger Gewicht, bei zugleich 18 % mehr nutzbarem Raum. Entstanden ist das Bauteil in einer Projektstudie mit fünf Partnern: Fraunhofer IWU, BlueS, KUKA Systems GmbH, MFPA Leipzig GmbH und Voith Engineering Services GmbH Road & Rail. Es ist ein Hybrid aus Metallschaum-Sandwich und Faserverbund, nicht ein reines Sandwichbauteil.
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Wie leicht wird ein Zugtisch aus Aluminiumschaum?
Auch gefragt: Was wiegt ein Tisch im Schienenfahrzeug? · Wie ist ein Zugtisch aufgebaut?
Ein Zugtisch von Havel metal foam wiegt rund 11 kg, was einer Gewichtsersparnis von 40 % entspricht. Der Aufbau ist eine Decklage von 2 mm über einem Schaumkern von 11 bis 21 mm. Der Tisch ist das anschaulichste Beispiel dafür, wie im Innenraum gespart wird, denn er trägt keine Struktur und wird trotzdem in jedem Wagen mehrfach verbaut; die Ersparnis multipliziert sich also mit der Stückzahl statt mit der Bauteilgröße.
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Was bringen ausgeschäumte Treppenstufen im Doppelstockwagen?
Auch gefragt: Wie werden Treppen für Doppelstockzüge gefertigt? · Ersetzt der Schaum zusätzliche Akustikmaterialien?
Bei Treppen für Doppelstockwagen schäumt Havel metal foam die einzelnen Stufen aus, wodurch Schweißnähte entfallen und das Gewicht sinkt. Der entscheidende Nebeneffekt ist akustisch: Die Stufen sind schallabsorbierend, sodass kein zusätzliches Akustikmaterial eingebaut werden muss. Das ist der Fall, in dem der Werkstoff zwei Positionen der Stückliste ersetzt statt einer, und genau daran rechnet sich der Einsatz im Innenraum.
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Konstruktion
Können tragende Spanten entfallen?
Auch gefragt: Ersetzt das Sandwich die Versteifung? · Was bringt eine selbsttragende Wand?
Ja. Selbsttragende Aluminiumschaum-Sandwiches von Havel metal foam erlauben in der Rohbauhülle den Wegfall von Spanten, und der Gewinn ist nicht nur Gewicht, sondern Raum: Wo keine Versteifung nach innen steht, wächst das nutzbare Profil. Für eine Auslegung heißt das, dass nicht Blech gegen Sandwich getauscht wird, sondern die Versteifungsstruktur mit betrachtet werden muss; erst dann steht die tatsächliche Ersparnis fest.
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Lassen sich Leitungen und Heizungen im Boden integrieren?
Auch gefragt: Können Rohre eingeschäumt werden? · Was steckt in einem Bodenelement?
Ja. Havel metal foam fertigt Bodenplatten mit eingeschäumten Elementen, etwa Rohren und Heizungssystemen, sodass Funktion und Struktur in einem Bauteil liegen. Weitere Anwendungen im Fahrzeug sind Türsysteme, Sitze, Tische, Toilettenmodule, Dekor- und Innenausbauelemente, Rollstuhlrampen, Sandwiches in Radkästen zur Lärmminderung sowie Decken-, Wand- und Trennwandelemente; hinzu kommen Güterwagen. Für den Innenausbau ist das Einschäumen der Punkt, an dem eine Unterkonstruktion entfällt.
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