Kunststoff-Gleitlager Kunststoff-Energieketten und -Gleitlager bewähren sich in Schienenfahrzeugen

Hübner, Systemanbieter für die Hersteller von Schienenfahrzeugen, hat ein neues Geschäftsfeld und bietet nun auch Türsysteme für Schienenfahrzeuge und Busse an. In diesem rauen Einsatzfeld bewähren sich Kunststoff-Energieketten und auch schmier-freie Gleitlager von Polymerexperte igus.

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Ein Druck auf den Taster – und die Tür öffnet sich: Dieser Vorgang wiederholt sich bei den Schiebe- oder Klapptüren von S-Bahnen und Nahverkehrszüge im Minutentakt, über Jahre hinweg, bei Feuchtigkeit und Hitze ebenso wie bei Minustemperaturen. Und kaum einer der Benutzer wird sich Gedanken darüber machen, dass die Türantriebe und die beweglichen Komponenten der Türen höchst beanspruchte Bauteile sind.

Hübner, hat als international führender Systemanbieter für Schienenfahrzeuge umfassende Erfahrung in diesem Bereich. Die „Produktgruppe Schiene“ des Unternehmens entwickelt und fertigt beispielsweise komplette Fahrerarbeitsplätze, Frontscheiben- und Seitenfenstersysteme und – ausgehend von Falten- und Wellenbälgen – flexible Übergangssysteme und Fahrzeug-gelenksysteme. Straßenbahnen sowie S- und U-Bahnen sind ebenso mit Komponenten und Systemen von Hübner unterwegs wie Regional-, Fernverkehrs- und Hochgeschwindigkeitszüge.

Der Fokus liegt auf Türsysteme

Vor rund zweieinhalb Jahren entschloss sich das Unternehmen, das Produktportfolio des Geschäftsbereichs um ein wichtiges System zu ergänzen: die Türsysteme. Das ist ein logischer Schritt, wenn man eine starke Position bei Scheiben- und Übergangssystemen hat, aber dennoch eine Herausforderung, denn die Türen werden stark beansprucht. Das gilt besonders für den ersten konkreten Auftrag, den Hübner in diesem Bereich akquirierte: Für eine südeuropäische Regionalbahn sollte ein Türsystem entwickelt werden. Das bedeutete: Sehr hohe Öffnungsfrequenz und, übers Jahr gesehen, ein breites Temperaturspektrum, in dem das System über Jahre hinweg einwandfrei funktionieren muss.

Die Hübner-Konstrukteure konnten dabei auf ihre Erfahrung in der Schienenfahrzeugtechnik zurückgreifen. Dipl.-Ing. Uwe Krug, Konstruktionsleiter Fenster- und Türsysteme des Hübner-Geschäftsbereichs Schiene: „Viele Komponenten, z.B. den kompletten Antrieb, haben wir selbst entwickelten. Bei den Zukaufteilen setzen wir grundsätzlich Standard-komponenten ein, die bei uns umfassende Tests durchlaufen.“

Der Trick: Bewegliche Energieversorgung

Das gilt auch für die Energiekette, die oberhalb der Schiebetür angebracht ist. Sie gewährleistet die bewegliche Energieversorgung zum Taster, mit dem die Passagiere die Tür öffnen, und zu der Schließkantensicherung mit Einklemmschutz, die ebenfalls von Hübner hergestellt wird. Dass man für diesen Zweck eine Energiekette benötigt, stand außer Frage.

Dipl.-Ing. Oliver Rang, Konstruktion Türsysteme: „Aus unseren Untersuchungen zur Antriebsentwicklung wissen wir, dass es bei Kabeln ohne Führung schnell zum Verschleiß am Leitungsmantel kommt. Dieses Problem kennen wir von Busgelenken und Einstiegssystemen, wo wir ebenfalls Energieketten einsetzen.“

Mit wem man in diesem Bereich zusammenarbeitet, stand auch frühzeitig fest. Uwe Krug: „Wir haben von Anfang an mit igus geplant.“ Auf der Basis der Spezifikationen und anhand eines ersten Modells der Schiebetür wählte igus eine Energiekette aus und lieferte als Muster auch die flexible „Chainflex“-Leitung dazu.

Zu den Auswahlparametern gehörte die Tatsache, dass Kette und Leitung bei Temperaturen bis herab zu -40°C arbeiten müssen – und die intelligente mechanische Konstruktion hat zur Folge, dass man mit einer einzigen Energiekette auskommt, obwohl beim Öffnen der Schiebetür ja zwei gegenläufige Bewegungen ausgeführt werden.

„Ready Chain“: Kette, Kabel, Stecker

Die Kette vom Typ 06, die von igus als vormontierte „ReadyChain“ mit Leitung, einseitigem Stecker, Kabelmarkierer und Anschlusswinkel geliefert wird, bewährt sich nicht nur in Labortests, sondern inzwischen auch in der Praxis. Denn die Regionalbahn mit den neuen Türsystemen von Hübner ist schon seit Herbst 2005 im Einsatz – und es gab bislang keine Probleme oder Beanstandungen. Das ist angesichts der harten Beanspruchungen und der komplexen Kinematik mit Schiebetür und Einstiegssystem nicht selbstverständlich – und es zeigt, dass die Hübner-Ingenieure aufgrund der großen Erfahrung in diesem Anwendungsbereich ihre Entwicklungen bestens auf die Einsatzbedingungen von Schienenfahrzeugen abstimmen.

Allerdings gibt man sich mit den positiven Erfahrungen des Kunden nicht zufrieden. Markus Hühn, Elektronik-Entwicklung im Geschäftsbereich Schiene bei Hübner: „Wir haben auf dem Firmengelände ein Türsystem aufgebaut, das unter realen Witterungsbedingungen im Dauertest kontinuierlich öffnet und schließt.“ Seit 22 Monaten läuft dieser Versuch nun, und der Zählerstand ist bei 2 Millionen angekommen. Oliver Rang: „Nach rund 1,8 Millionen Hüben haben wir Kette und Leitung untersucht und keine nennenswerten Verschleißerscheinungen festgestellt.“

Gleitlager: Tribokunststoff statt Metall

Während Hübner bei der Auswahl der Energiekette von Beginn mit igus zusammenarbeitete, setzte man erst im zweiten Schritt auch igus-Gleitlager aus selbstschmierendem Tribokunststoff ein. Oliver Rang: „Wir haben in der Kinematik der Schiebetüren erst metallische Lager eingesetzt, die aber schnell Korrosion aufwiesen und auch bemerkbaren Verschleiß zeigten.“

Erst nach diesen Erfahrungen entschied man sich für Kunststoff statt Metall und bat igus, einen hochverschleißfesten Werkstoff mit „eingebautem“ Schmierstoff und sehr guten Tieftemperatureigenschaften vorzuschlagen und entsprechende Gleitlager bereitzustellen – mit gutem Erfolg, wie der Dauertest zeigt. Die iglidur-Gleitlager haben inzwischen 1,7 Mio. Doppelhübe absolviert und erweisen sich als ebenso langlebig wie die Energieketten.

igus auf der INNOTRANS: Halle 8.2, Stand 163

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