ARNITEL® TPE E SICHERT DAUERHAFTE UND GLEICHBLEIBENDE LEISTUNGSFÄHIGKEIT VON DUREL® FEDERN FÜR SCHIENENFAHRZEUGE

In Zusammenarbeit mit DSM Engineering Plastics hat die Durel GmbH eine Reihe von Seitenpuffern, Zug- und Stoßeinrichtungen sowie Crashpuffern für Schienenfahrzeuge entwickelt. Letztere werden bei erhöhten Sicherheitsanforderungen eingesetzt. Alle drei Produktreihen bieten hohe Energieabsorption und vereinen in ihrer Bauweise Metall mit Arnitel® thermoplastischem Polyetherelastomer (TPE E). Dabei sorgt Arnitel® TPE E in Form spritzgegossener Federn über eine lange Nutzdauer hinweg für eine berechenbare Aufnahme und Abgabe der Stoßenergie im Betrieb der Schienenfahrzeuge, was zu deren sanftem Anfahren, Abbremsen und Stoppen beiträgt. Im Gegensatz zu Metallfedern rosten, verwittern und brechen die Federn aus Arnitel® TPE E nicht und verlieren auch nicht ihre Federwirkung. Dies gilt auf Dauer ebenso im Vergleich der Federeigenschaften des thermoplastischen Materials mit denen von Kautschuk, dessen Einsatzdauer - 5 bis 10 Jahre - Arnitel® TPE E mit mindestens 20 Jahren deutlich übertrifft.

Stoß- und Zugeinrichtungen und Puffer dienen zum Ruck- und Stoßausgleich im Betrieb von Schienenfahrzeugen, um den Komfort der Bahnpassagiere zu erhöhen und Frachtgut vor Schäden beim Beschleunigen und Abbremsen zu schützen. Crashpuffer bieten darüber hinaus erhöhten Schutz bei Kollisionen und sind gemäß der Verordnung über die internationale Eisenbahnbeförderung gefährlicher Güter (Gefahrguttransport, RID) an allen ab 1. Januar 2005 gebauten Kesselwägen, die Gefahrgut transportieren, vorgeschrieben. Das UIC/RID-Mandat (Blatt 573) verlangt außerdem die Nachrüstung älterer europäischer Kesselwagenbestände bis zum Jahr 2010.

„Bei der Konstruktion unserer elastomeren Federn haben wir drei Ziele verfolgt,“ sagt Michael Schnaufer, Geschäftsführer der Durel GmbH. „Erstens galt es natürlich, die Energieaufnahme gemäß den Systemspezifikationen und Kundenanforderungen zu erfüllen. Zweitens wollten wir bei der Wirksamkeit neue Maßstäbe setzen, und zwar unter Beibehaltung der Baugröße früherer Systeme. Abmessungen, Gewicht und Kostenerwägungen sind für die Ausrüstung neuer ebenso wie bestehender Schienenfahrzeuge in einem Markt mit immer höheren Anforderungen von größter Bedeutung. Drittens schließlich mussten wir einen Produktlebenszyklus gewährleisten, der nicht in Jahren sondern in Jahrzehnten gemessen wird – denn Lokomotiven und Bahnwägen bleiben über sehr lange Zeiten im Dienst.“

Die Durel® Federbauteile werden in Zugeinrichtungen und Hydraulikpuffern der SHB Saalfelder Hebezeugbau GmbH sowie in Puffern der SMW Spezialmaschinen und Werkzeugbau GmbH & Co. KG eingesetzt. Hinzu kommen Produkte zahlreicher weiterer Zulieferer für den Schienenfahrzeugbau.

Crashpuffer der EST Eisenbahn-Systemtechnik GmbH kombinieren Arnitel® TPE E mit Stahlbauteilen in einer außergewöhnlichen Konstruktion, die ihre Geometrie und Funktionsfähigkeit als Puffer im normalen Betrieb beibehält, bei einem Crash jedoch äußerst energie- verzehrend „abmantelt“, um Menschen, Güter, das rollende Material und die Lokomotive vor Schäden zu schützen.

„Arnitel® thermoplastische Elastomere hatten ihre Leistungsfähigkeit schon in anderen Bahnanwendungen unter Beweis gestellt,“ sagt André Oosterlaken, Leiter Anwendungsentwicklung & Technischer Service für Arnitel® TPE E. „So werden sie im Gleisbau für dämpfende Auflagerplatten zwischen den Schienen und Betonschwellen eingesetzt, wo sie auf anspruchvollen Strecken, wie für Hochgeschwindigkeitszüge und den Schwergüterverkehr, die Haltbarkeit und universelle Klimatauglichkeit von Wettbewerbsmaterialien übertreffen. Diese Leistungsfähigkeit wird von der außergewöhnlichen Kombination des Arnitel® Rohmaterials und der Durel® Federfertigungstechnologie noch überboten. Im Tandem mit Durel haben wir den Markterfolg dieser Federn im Schienenfahrzeugbau vorangetrieben.“

Elastomere Federn aus Arnite® TPE E zeichnen sich gegenüber anderen im Lauf der Jahre getesteten Lösungen durch eine Reihe überlegener Eigenschaften und Vorteile aus, darunter:

• Ausgezeichnete Biegewechselfestigkeit

• Hohe Belastbarkeit bei niedriger Kriechneigung

• Einsatztemperaturbereich 60°C bis +80°C

• Gute Beständigkeit gegen Chemikalien, Fett, Öl und Lösemittel

• Gute Ozon- und Strahlungsbeständigkeit

• Allwetter-Eignung dank guter UV- und Hydrolysebeständigkeit

Durel hat sich bei seinen patentierten Durel® Federn für Arnitel® TPE E als bestes Material dieser Klasse entschieden. Durel® Federn sind bekannt für ihre Haltbarkeit und halten bei Schienefahrzeugpuffern den ungeschlagenen Rekord höchster Energieabsorptionsfähigkeit bei gegebenem Systemgewicht oder Volumen. Damit bieten sie auf dem nicht selten begrenzten Raum und Federweg von Kupplungssystemen die bessere Energieabsorption gegenüber Wettbewerbsprodukten bei gleichzeitig höherem Leistungsvermögen.

Im Vergleich zu Federsystemen aus Metall korrodieren die Arnitel® TPE E-basierten Durel® Federn nicht und zeigen auch keine sprunghaften Ausfälle, wie sie durch Metallermüdung entstehen. Elastomere sind zwar nicht so beständig gegen bleibende Verformung wie Metalle, doch dieser potenzielle Nachteil wird die innovative Konstruktion der Durel® Federpakete mit ihrer mittleren Stange, den Zwischenplatten und dem Gehäuse minimiert.

Im Gegensatz zu Systemen mit metallischer Grenzreibung schließlich führt Verschleiß bei der Durel® Bauweise nicht zu nachlassender Wirksamkeit. Mit einem Gewichtsverhältnis von 1:6 bei gleicher dynamischer Kapazität übertrifft Durel® bei weitem jedes Stahlfedersystem. Durel® Federn arbeiten schmierungsfrei.

Für höchste Energieabsorptionswerte, wie sie für die immer höheren Ladekapazitäten von Schwergüterzügen erforderlich sind, können Durel® Federn können außerdem auch mit traditionellen metallischen Grenzreibungssystemen (wie beispielsweise für Zug- und Stoßeinrichtungen) und mit Hydrauliksystemen kombiniert werden. Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Arnitel® und die Fertigungstechnologie für die Durel® Federn führen zu äußerst wartungsarmen Produkten, die das Leistungsvermögen und die Haltbarkeit traditioneller Federsysteme auf Metall-, Kautschuk- und/oder Hydraulikbasis übertreffen.

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