Gleitlager Warum sich Faserverbund-Gleitlager in Schienenfahrzeugen bewähren

Eisenbahnunternehmen müssen die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit ihrer Schienenfahrzeuge mit immer weniger Ressourcen steigern. Fortschrittliche Technologien und Materialien, auch bei den eingesetzten Gleitlagern, helfen dabei.

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Unsere Industrielandschaft entwickelt sich ständig weiter. Auch die Eisenbahnbranche steht vor zahlreichen Herausforderungen: Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Schienenfahrzeuge müssen steigen, um einen weltweit sicheren und effizienten Zugverkehr zu gewährleisten. Gleichzeitig sollen die Kosten sinken. Auch die Instandhaltung darf keinen großen Aufwand verursachen. Außerdem gilt es, schwierigen Umweltbedingungen zu trotzen, etwa extremen Temperaturen. Fortschrittliche Technologien und Materialien können helfen, diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Verschlissene Lager in Schienenfahrzeugen etwa können unangenehme Folgen haben: Sie führen möglicherweise zu einer unvorhergesehenen Wartung des Fahrzeugs, aber auch zu übermäßiger Geräuschentwicklung oder erhöhter Vibration. All diese Faktoren beeinträchtigen das Leistungsvermögen des Fahrzeugs und verringern den Fahrkomfort. Zusätzlich tragen verschlissene Lager zur Fahrzeugineffizienz bei, was sich sowohl in einem erhöhten Energieverbrauch als auch in einem erhöhten CO₂-Ausstoß niederschlägt.

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Abgesehen vom Verschleiß durch die allgemeine Nutzung können extreme Wetterbedingungen wie Schneestürme und hohe Temperaturen erheblichen Einfluss auf das Leistungsverhalten der Lager haben. Dabei müssem gerade die Lager wichtige Fahrzeugsysteme funktionsfähig halten, wenn diese nicht resistent gegen derartige Bedingungen sind.

FVK-Werkstoffe spielen ihre Stärken aus

Typische Anwendungen von Gleitlagern in Schienenfahrzeugen sind das Drehgestell- oder Lkw-System (Bremsgestänge, Gleitstücke und Achszapfenbuchsen), Türöffnungssysteme, Stromabnehmer, Waggonkupplungen, Hakenführungsplatten oder Scharniere für umklappbare Sitze, Passagierrampen und Bahnschranken, um nur einige zu nennen. Bei diesen Anwendungen tragen Gleitlager von GGB dazu bei, Lärm und Vibrationen zu reduzieren, die Energieeffizienz zu erhöhen und die Wartungsintervalle zu verlängern. Beeindruckend daran: Es sind ausschließlich Faserverbund-Gleitlager von GGB, die diese Anwendungen vollständig abdecken.

Eine wirtschaftliche Möglichkeit, um die genannten Probleme zu vermeiden, besteht darin, die Gleitlager in den verschiedenen Systemen bestehender Flotten nachzurüsten. Faserverbund-Gleitlager von GGB haben sich hinsichtlich Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit als hochwertiger Ersatz für herkömmliche Metalllager erwiesen.

Achszapfen verbessern die Effizienz

Weil sie eine zentrale Rolle im Drehgestell-Lenkmechanismus spielen, müssen Achszapfen und die zugehörigen Verschleißplatten nicht nur große Lasten unter extremen Bedingungen ohne Materialermüdung tragen, sondern auch geräuscharm funktionieren. Ein Defekt oder vorzeitiger Verschleiß wäre enorm zeitaufwändig und kostspielig. Bahngesellschaften, die nicht nur die Intaktheit ihrer Achszapfen und Verschleißplatten bei hoher Belastung sicherstellen, sondern auch für minimalen Wartungsbedarf und maximale Nutzungsdauer sorgen, sind klar im Vorteil.

Simulation

Simulationswerkzeuge für Gleitlager

Vor diesem Hintergrund hat GGB die Gleitlager HSG und HPMB entwickelt. HSG (High-Strength Gar-Max) sind extrem strapazierfähige PTFE-Faserverbund-Gleitlager mit einer hohen statischen Belastbarkeit von 415 MPa (60.000 psi), die die Belastungsanforderungen an Eisenbahndrehgestelle erfüllen. Darüber hinaus sorgt die spezielle Eigenschaft der selbstschmierenden, wartungsfreien, fasergewickelten Werkstoffe selbst in den rauen, korrosiven Umgebungen, in denen Eisenbahnwaggons häufig betrieben werden, für ein zuverlässiges Leistungsverhalten.

HPMB sind hochpräzise Faserverbund-Gleitlager mit einer statischen Belastbarkeit von 215 MPa (30.000 psi). Sie haben bearbeitbare Innen- und Außendurchmesser für Rundheit und Zylinderformtoleranzen und zeichnen sich darüber hinaus durch ihre Präzision aus. Grund ist die einfache Bearbeitbarkeit der inneren Lagerlaufschicht vor Ort mit einschneidigen Werkzeugen noch vor der Montage.

Der Einsatz von HSG und HPMB bietet folgende Vorteile:

• Erhöhte Widerstandsfähigkeit und Effizienz

• Hervorragendes Leistungsverhalten in schwingungsanfälligen Anwendungen mit HPMB

• Geräuschloser Betrieb

• Elektroisolator reduziert die elektrostatische Aufladung

• Verlängerte Wartungsintervalle aufgrund geringer Reibung und ausgezeichneter Verschleißfestigkeit

• Korrosions- und temperaturbeständig (-196 °C bis 163 °C)

• Widerstandsfähig gegenüber Bedingungen, die mediengeschmierte Lager beeinträchtigen würden (Schmutz, Staub, hohe und niedrige Temperaturen)

• Geringere Arbeitskosten und umweltfreundliche Prozesse dank fettfreiem Betrieb

Stromabnehmer sparen Gewicht

Angesichts der starken – behördlichen, technischen und betriebswirtschaftlichen – Restriktionen bei elektrifizierten Eisenbahn- und Straßenbahnprojekten kann sich schon eine geringe Reduzierung des Gewichts langfristig deutlich bezahlt machen. Ein Stromabnehmer etwa ist ein Gelenkgestell, das Strom zu einem Eisenbahnzug oder einer Straßenbahn überträgt. An den Gelenkpunkten des Stromabnehmers sitzen Gleitlager, um den ständigen Kontakt zu den Stromleitungen sicherzustellen. Hier bietet sich das MLG-Lager von GGB als leichtgewichtige Lösung mit weiteren Vorteilen an.

MLG ist ein faserverstärktes Lager für Leichtlastanwendungen (z. B. Eisenbahnzüge und Straßenbahnen), die dennoch Stoßfestigkeit, Beständigkeit gegen Fluchtungsfehler und Chemikalienbeständigkeit der Faserverbund-Gleitlager erfordern. MLG-Gleitlager haben denselben Betriebstemperaturbereich (-195 °C bis 160 °C) wie die Faserverbund-Gleitlagerlösungen und weisen ähnlich gute Reibungseigenschaften und hohe Belastbarkeit auf. Der Einsatz von MLG für Stromabnehmerlager bietet folgende Vorteile:

• Geringeres Anwendungsgewicht dank Leichtbauweise

• Elektroisolator unterbindet unerwünschte Geräuschentwicklung und elektrostatische Aufladung

• Hohe Beständigkeit gegenüber Stoßbelastung, Fluchtungsfehlern und Abrieb

• Schmiermittelfreier, reibungsarmer Betrieb

• Beständigkeit gegenüber korrosiven Umgebungen

• Geringere Betriebskosten dank wartungsfreiem Betrieb und langlebiger Konstruktion

Faserverbund-Gleitlagerlösungen bieten der Eisenbahnindustrie Gewichts- und Platzreduzierung, eine bessere Energieeffizienz, mehr Festigkeit und Sicherheit sowie höhere Betriebstemperaturen. Mit seinen Faserverbund-Produkten kann GGB Bahnbetreiber dabei unterstützen, sich auf die steigenden Anforderungen einzustellen. (ud)

* Yuri Klepach ist Produkt Manager Faserverbund-Gleitlager bei GGB

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