Damit Eisenbahnzüge optimal eingesetzt werden können, müssen alle beweglichen mechanischen Teile anspruchsvolle Vorgaben zur Leistung und Wartung erfüllen. Robuste korrosionsgeschützte Bauteile sind das A und O für dauerhaft zuverlässiges Funktionieren des rollenden Materials. Das große Rollon Produktportfolio mit korrosionsgeschützten Linear- und Teleskopführungen sowie Führungen aus Edelstahl bietet für die gesamte Bahntechnik passende Lösungen. 

Eisenbahnbauteile unterliegen Feuchtigkeit, Bremsabrieb, Schmutz und korrosiven Stoffen, welche die Bauteile der Züge beschädigen können. Selbst scheinbar unauffällige Substanzen wie menschliche Haare können sich mit der Zeit ansammeln und den reibungslosen Betrieb der Zugkomponenten gefährden.

Zu den empfindlichsten Komponenten in diesem Zusammenhang gehören die teleskopischen Linearführungen der Türen, Zugangsrampen für Rollstühle und Kinderwagen sowie der Wartungszugänge zu Generatoren, Batteriefächern und HVAC-Systemen. Diese Komponenten sind besonders stark durch Korrosion gefährdet, da die Führungen geschlossen bleiben müssen, während die Züge fahren oder abgestellt sind. Schmutz und Feuchtigkeit sind dann innerhalb der Mechanismen eingeschlossen und können schleichend dauerhaften Schaden verursachen.

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Salzsprühnebeltest um 44 % übertroffen

Erschwerend kommt hinzu, dass die Wartung oft nur sporadisch und in großen Abständen erfolgt. Damit Teleskopführungen und andere Linearführungen während der garantierten Lebensdauer zuverlässig arbeiten, müssen die Metallteile mit haltbaren Korrosionsschutzbeschichtungen versehen sein. Tatsächlich erfordern die anspruchsvollsten Anwendungen im Bahnbetrieb Komponenten, die dem in der Industrie üblichen Salzsprühnebeltest nach ISO 9227 NSS (neutraler Salzsprühnebel) bis zu 500 h standhalten. Die dafür angewandte Oberflächenbehandlung „Rollon Aloy“ wird bei den Führungen von Rollon angewandt. Sie hat unlängst diese Norm um 44 % übertroffen: Die Komponente hat den Salzsprühnebeltest während einer Dauer von 720 h ohne das geringste Anzeichen von Korrosion überstanden.

Oberflächenbehandlung gegen Korrosion

Rollon Aloy ist eine RoHS-konforme Behandlung mit dreiwertigem Chrom, die ursprünglich in der Automobilindustrie als Ersatz für Behandlungen mit umwelt- und gesundheitsschädlichem sechswertigem Chrom eingesetzt worden war. Nach der Galvanisierung entsprechend ISO 2081 wird Rollon Aloy in einem umfassenden Passivierungsprozess aufgebracht. Das Aufbringen der Passivierungsschicht schafft im Wesentlichen eine Barriere, die den Korrosionsschutz von Metallteilen wesentlich verbessert.

Diese Schutzschicht widersteht Verschleiß, Reibung und korrosiven Stoffen denen bewegliche Teile ausgesetzt sind. Sie hält das Grundmetall intakt und verlängert dessen Lebensdauer. Rollon Aloy eignet sich für alle Arten der Linearführungen und wird für Anwendungen in der Bahntechnik empfohlen, wo bewegte Metallteile regelmäßig schwierigen Umgebungsbedingungen wie hoher Feuchtigkeit, Schmutzpartikeln, Bremsabrieb und vielen anderen korrosiven Stoffen ausgesetzt sind. Der Lineartechnikspezialist bietet außerdem Oberflächenbehandlungen an, die sich für weniger anspruchsvolle Anwendungen in der Bahntechnik eignen, beispielsweise bei Teilen, die seltener bewegt werden oder gegen schädliche Umgebungseinflüsse besser abgeschirmt sind.

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Neben Rollon Aloy sind das elektrolytische Galvanisieren und das chemische Vernickeln Korrosionsschutzmethoden, die für den Einsatz in der Eisenbahnindustrie empfohlen werden. Beim elektrolytischen Galvanisieren, auch als Verzinken bekannt, wird auf das Grundmetall mit einem Verfahren zur elektrischen Beschichtung eine dünne Zinkschicht aufgebracht. Hauptvorteile dieser Oberflächenbehandlung sind die Korrosionsbeständigkeit und die Tatsache, dass die behandelten Oberflächen leicht lackiert werden können.

Das chemische Vernickeln verbessert die Korrosionsbeständigkeit, indem bewegten Metallteilen, z. B. den Schienen von Linearführungen, eine dünne Schutzschicht aus chemisch behandeltem Nickel hinzugefügt wird. Weitere Vorteile dieses Prozesses, über den Korrosionsschutz hinaus, sind eine verbesserte Härte und Verschleißfestigkeit sowie ein äußerst enger Toleranzbereich für die Dicke der Beschichtung, wodurch die lineare Präzision der bewegten Teile verbessert wird. Die Dicke der Oberflächenbehandlung wird durch die Dauer des Vernickelungsprozesses bestimmt.

Oberflächenvorbehandlung für Leistung wichtig

Die Vorbereitung der Oberflächen ist ein weiterer Faktor, der wesentlichen Einfluss auf die Qualität und Leistung beschichteter Metallteile hat. Falls die Oberflächen des Grundmetalls vor dem Aufbringen der Beschichtungen nicht korrekt vorbehandelt werden, erbringt auch die beste Beschichtung nicht die erwartete Leistung. Die korrekte Vorbehandlung des Metalls

beinhaltet die strenge Einhaltung eines Prozesses in mehreren Schritten, der die Festigkeit des Grundmetalls und die Oberflächenbeschaffenheit bereits verbessert, bevor die abschließende Korrosionsschutzbeschichtung aufgebracht wird. Auch wenn einige Hersteller bei der Vorbereitung der Oberfläche die eine oder andere Abkürzung nehmen, hält Rollon bei den Prozessen zur Endbearbeitung der Schienen ein umfangreiches Verfahren mit einer Reihe von Schritten ein, um immer die gewohnte Qualität zu garantieren.

Lineare Führungsschienen an Zügen

An Eisenbahnzügen werden verschiedene Arten dieser robusten Komponenten eingesetzt, darunter sowohl Linearführungen als auch Teleskopschienen. Sie finden sich an verschiebbaren Sitzen, Türen und Tischen in den Fahrgastbereichen und ermöglichen die Bewegung von Zugangstüren für die Fahrgäste sowie Rampen für Rollstühle, Kinderwagen und Gepäck. Auf der technischen Seite kommen ausziehbare Behälter für die Wartung von Batterien oder HVAC-Systemen hinzu.

Barrierefreier Zugang zum Fahrgastraum setzt ausfahrbare Schiebetritte im Eingangsbereich der Türen voraus. Hier hat sich die „Compact Rail“ mit ihren vielen Bauformen und der Selbstausrichtung in zwei Ebenen bewährt. Sie erreicht hohe Verfahrgeschwindigkeiten und ist schmutzunempfindlich – ein wichtiges Kriterium für Anwendungen am Fußboden und am Übergang zum Außenbereich. Prägerollierte X-Rail Führungsschienen eignen sich für verstellbare Tische. Die Produktfamilie "X-Rail" kann sehr gut in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis und hohe Widerstandfähigkeit gegen Korrosion gefordert werden. Sie gibt es auch mit Führungsschienen aus Edelstahl.

Die Spitze der Zugfront wird für Wartungszwecke oder um die Kupplungseinheit zu versenken, oft verschiebbar eingebaut – genau der richtige Einsatzort für den Vollauszug „Opti Rail LTH“. Dank des hohen Flächenträgheitsmoments ist dieser Teleskopschienentyp äußerst kompakt und sehr biegesteif bei hohen Tragzahlen. Besondere Lasten müssen auch ausziehbare Batteriekästen tragen. Dafür empfehlen die Anwendungsingenieure zum Beispiel Teleskopauszüge vom Typ DSS. Sie haben die nötige Steifigkeit bei schlanker Bauweise. Daraus resultiert eine hohe Belastbarkeit mit geringer Durchbiegung im ausgefahrenen Zustand.

Effiziente Linearführung mit Schmierzustandsüberwachung

Die Edelstahlvariante der Bogenführung „Curviline“ wird für alle nichtlinearen Spezialbewegungen eingesetzt. Die Führung besteht hierbei aus AISI 316L mit Rollen aus AISI 440. Die Varianten mit konstanten oder variablen Radien werden speziell nach Kundenzeichnungen gefertigt. Die Läufer verfügen über vier paarweise angeordnete Rollen und halten die Vorspannung über die gesamte Schienenlänge.

Müssen besonders schwere Lasten getragen werden, bieten sich die besonders robusten und widerstandfähigen Teil-, Voll- und Überauszüge und Teleskope der Produktfamilie „Hegra Rail“ an.

Ergebnisse der Salzsprühnebeltests

Die Haltbarkeit der Rollon-Komponenten mit und ohne Korrosionsschutz wurde im Salzsprühnebeltest überprüft. Nach ISO 9227 werden mehrere Schienen von Linearführungen in eine Testkammer eingebracht und einer fünfprozentigen Natriumchloridlösung (NaCl) mit einem pH-Wert von 6,5 ausgesetzt. Die neutrale NaCl-Lösung wird als kontinuierlicher Nebel bei 35 °C mit einer Vernebelungsdüse während der Dauer des Tests eingesprüht. Die Bewertung der Prüflinge erfolgt in vorgegebenen Zeitintervallen:

Die Prüfer führen Messungen durch, um die Qualität des Oberflächenschutzes und die Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Prüflinge zu bestimmen. Die Ergebnisse der Salzsprühnebeltests haben ergeben, dass die mit Rollon Aloy beschichteten Linearführungen 720 h ohne erkennbare Anzeichen von Korrosion überstanden haben. Rollon Linearführungen, die mit zwei Vernickelungsverfahren behandelt worden waren, hielten beim Test rund 360 h lang stand. Ein Prüfling, der elektrolytisch galvanisiert worden war, wies im Salzsprühnebel weniger als die Hälfte der Beständigkeit des Rollon Aloy auf. Andere Vergleichsführungen schnitten noch schlechter ab. Nach nur 120 h im Salzsprühnebel hatten sich die Korrosionsschutzbeschichtungen eines Mitbewerbers bereits vollständig zersetzt. Zu den geprüften Schienen gehörte eine mit einer Standardverzinkung und eine weitere mit einer nitrocarburierten Beschichtung.

Schmieren oder nicht schmieren?

Beschichtungen sind nicht die einzige Möglichkeit, um die Lebensdauer von Linearführungen in der Bahntechnik zu verlängern. Auch die Schmierung spielt eine Rolle, obwohl zu diesem Thema keine Einigkeit herrscht. Einige Eisenbahnen verzichten auf die Anwendung externer Schmiermittel an den Komponenten von Linearführungen. Sie nehmen zu Recht an, dass bei den Schmiermitteln die Gefahr besteht, dass sie Partikel aufnehmen, die die Führung mit der Zeit verkleben. Andere Betreiber sehen dieses Risiko der Verschmutzung nicht und setzen Schmiermittel ein, um die Lebensdauer der Linearführungen zu verlängern. Beide Varianten haben, je nach Anwendung, ihre Vor- und Nachteile. Die Betreiber sollten jedoch im Auge behalten, dass der sparsame Einsatz eines externen Schmiermittels die Lebensdauer der Linearführungen wesentlich verlängern kann: Tests ergaben eine Lebensdauerverlängerung um den Faktor 10 oder mehr, wenn eine Schmierung eingesetzt wird. Die Betreiber sollten Hochtemperaturfette bevorzugen.

Bild oben: In dieser Kammer wurde der Salzsprühnebeltest nach ISO 9227 durchgeführt.

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