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FAHRWEG

Die Senkung der Lebenszykluskosten (LCC) des Fahrweges durch die Verlaumlngerung der Schienenlebensdauer ist ein Kernthema fuumlr viele Infrastrukturbesitzer Eine optimierte Schienenbearbeitungsstrategie kann maszlig-geblich zur Erreichung dieses Zieles bei-tragen Im innerstaumldtischen Nahverkehr ist aufgrund der geografischen baulichen und betrieblichen Rahmenbedingungen eine flexible Loumlsung zur Bearbeitung der Schie-nen erforderlich Speziell fuumlr dieses Anwen-dungsszenario hat Linsinger ein flexibel einsetzbares Fahrzeugkonzept entwickelt welches mithilfe der bewaumlhrten Linsinger Hochleistungsfraumlstechnologie beinahe unabhaumlngig vom Ausgangszustand der Schiene einen bdquoResetldquo des Schienenzustan-des erzielen und somit entscheidend zur Verlaumlngerung der Schienenlebensdauer beitragen kann

Herausforderungen im Nahverkehr Auch der innerstaumldtische Nahverkehr (Stra-szligenbahn Stadtbahn und U-Bahn) kaumlmpft mit den wachsenden Anforderungen an den Fahr-weg hervorgerufen durch dichtere Fahrplan-intervalle kontinuierlich staumlrker werdende Fahrzeuge und gleichzeitig kuumlrzer werdende Zeitfenster zur Instandhaltung durch erwei-terte Betriebszeiten Die daraus resultierenden Belastungen im Rad Schiene-Kontakt fuumlhren zu einer Reihe von Fehlererscheinungen wie

plastische Materialverformung der Schienen auf Profil- und Mikrostrukturebene Verschleiszlig der Schienen Schlupfwellen bzw Riffeln (Kombination aus plastischer Verformung und Verschleiszlig) sowie verschiedene Fehler die sich unter dem Begriff Rollkontaktermuumldung (RCF) zusammenfassen lassen Zu solchen fuumlr den Nahverkehr typischen RCF-Defekten gehoumlren Head Checks (periodische Risse an der Fahr-kante) Spalling (Ausbruumlche an der Fahrkante hervorgerufen durch zusammengewachsene Head-Check-Risse) sowie Squats und squatar-tige Defekte (auch genannt bdquoStudsldquo oder bdquoSquat type defectsldquo V-foumlrmige Risse an der Schienenoberflaumlche in Kombination mit Fahr-spiegelverbreiterung und schalenfoumlrmigem Risswachstum unter der Oberflaumlche) [1ndash3] Da-ruumlber hinaus stellt die Laumlrmentwicklung durch den Eisenbahnverkehr eine weitere Heraus-forderung im urbanen Bereich dar Singulaumlre Gleisstoumlrungen wie Schleuderstellen Schie-nenstoumlszlige und fehlerhafte Schweiszligverbindun-gen koumlnnen zu singulaumlren Laumlrmquellen wer-den und die oben angefuumlhrten Defekte wie Schlupfwellen und Squats koumlnnen aufgrund ihres gehaumluften und groszligraumlumigen Auftretens (tw in ganzen Boumlgen) zu breit gefaumlcherten Laumlrmbelaumlstigungen fuumlr Anwohner fuumlhren

Flexible Fraumlstechnologie Die Firma Linsinger aus Oumlsterreich beschaumlftigt sich seit den 1960er Jahren mit der stationauml-ren Fraumlstechnologie und hat Mitte der 1990er Jahre die erste mobile Schienenfraumlse auf den Markt gebracht Die Basis dieser Hochleis-tungsfraumlstechnologie ist das Umfangsfraumlsen Mit diesem Verfahren ist es moumlglich durch ein in Schienenlaumlngsrichtung arbeitendes Fraumlsrad das Quer- und Laumlngsprofil innerhalb engster

Toleranzen wiederherzustellen sowie saumlmtli-che Oberflaumlchenfehler in einer Uumlberfahrt zu eliminieren (Abb 1a) Da es sich hierbei um einen Rotationsschneidvorgang handelt ent-stehen dabei nur Fraumlsspaumlne (und kein Staub) welche zum spaumlteren Recycling auf der Ma-schine im Spaumlnebunker zwischengelagert werden Als zweiter Schritt erfolgt im selben Arbeitsgang die akustische Anpassung der Oberflaumlche mittels eines komplett eingehaus-ten Umfangsschleifrades (Abb 1b) Auch hier werden saumlmtliche Prozessnebenprodukte auf der Maschine zwischengelagert und zu einem spaumlteren Zeitpunkt nach lokalen Vorgaben und Vorschriften entsorgt In diesem Prozess-schritt erfolgt nur mehr ein bdquoPoliervorgangldquo der Schienenoberflaumlche und er dient rein der Erzielung eines optimierten Oberflaumlchenfi-nishs Um sicherzustellen dass sich keinerlei Reste der Bearbeitung am Schienenkopf befin-den wird als letzter Prozessschritt der Schie-nenkopf gebuumlrstet (Abb 1c)Durch die flexibel anpassbare Bearbeitungstie-fe von 01 mm bis 5 mm auf der Fahrflaumlche und 01 bis 7 mm an der Fahrkante eignet sich diese Hochleistungsfraumlstechnologie fuumlr alle gaumlngi-gen Instandhaltungsstrategien wie praumlventi-ve zyklische oder korrektive Instandhaltung Da mithilfe der Linsinger Fraumlstechnologie ein sehr definierter Schienenzustand erzeugt wird (Fehlerfreiheit engste Querprofiltoleranzen von +- 02 mm geringste Laumlngswelligkeit von +- 001 mm und Oberflaumlchenrauheit von Ra lt 7 microm) eignet sich dieses Verfahren auch aus-gezeichnet fuumlr den Einstieg in eine zustands-

Flexible Schienenfraumlstechnologie fuumlr den innerstaumldtischen Bereich Die Anforderungen im innerstaumldtischen Nahverkehr verlangen nach einer flexibel einsetz-baren Instandhaltungsloumlsung zur wirksamen Verlaumlngerung der Schienenlebensdauer

PETER MOSER | RICHARD STOCK

Abb 1a Umfangsfraumlsrad zur Reprofilierung der Schiene und kompletten Entfernung von Schienenfehlern

Abb 1b Umfangsschleifeinheit zur Einstel-lung eines laumlrmoptimierten Oberflaumlchenfini-shes

Abb 1c Rotierender Drahttopf zur nachtraumlg-lichen Reinigung der Schienenoberflaumlche

wwweurailpressdearchivschienenfraesen

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orientierte Instandhaltungsstrategie (oft auch als bdquopredictive maintenanceldquo bezeichnet) wel-che gegenuumlber den bisher implementierten Strategien noch einmal Vorteile bezuumlglich Kos-teneffizienz und Schienenlebensdauer bringen kann Speziell fuumlr den Nahverkehr im urbanen Bereich spielen Laumlrmbelastungen durch den Schienenverkehr eine groszlige Rolle Aufgrund des optimierten hochqualitativen Oberflauml-chenfinishes erzielt eine gefraumlste Schiene eine deutliche Laumlrmreduzierung gegenuumlber kon-ventionellen Instandhaltungstechnologien (Abb 2) Daruumlber hinaus ist die Laumlrmentwick-lung des Fraumlsprozesses selber deutlich gerin-ger im Vergleich zu einer Schienenbehandlung mit herkoumlmmlicher Schleiftechnologie Ebenso stellt diese Fraumlstechnologie eine thermisch schonende Behandlung der Schienenoberflauml-che dar Oberflaumlchennahe Materialumwandlun-gen (bdquoweiszlige Schichtenldquo) wie sie beim konven-tionellen Schleifen auftreten koumlnnen werden so komplett vermieden Das ist von besonderer Wichtigkeit da weiszlige Schichten auf der Lauf-flaumlche der Schiene als Ausgangspunkt fuumlr neue Schaumlden wie Squats und squatartige Defekte dienen koumlnnen Die sensible Umwelt in den Staumldten erfordert modernste Technologien zur Emissionsminimierung waumlhrend der Bearbei-tung Auch zu diesem Thema kann die funken- und staubfreie Fraumlstechnologie (innovative Absaugloumlsungen sammeln 997 aller Prozess-emissionen) einen entscheidenden Beitrag leis-ten Natuumlrlich lassen sich alle gaumlngigen Vignol- und Rillenschienentypen sowie Schienenguumlten nach der jeweiligen Norm (EN 13674 EN 14811) problemlos bearbeiten Aber auch fuumlr zukuumlnf-tige Schienenentwicklungen (z B bainitische Schienen) bietet die Linsinger Technologie noch ausreichend Bearbeitungsreserve

Speziell fuumlr den Bedarf im innerstaumldtischen Bereich wurde ein flexibel einsetzbares Fahr-zeugkonzept entwickelt der Rail-Road-Truck SF02W-FS (Abb 3) Die Uumlberstellfahrten zwi-schen den Einsatzorten koumlnnen auf der Stra-szlige mit einer maximalen Geschwindigkeit von bis zu 80 kmh durchgefuumlhrt werden Am Einsatzort angekommen kann das Fahrzeug

auf einem normalen Bahnuumlbergang oder einer aumlhnlich zugaumlnglichen Stelle im Gleis-netz eingegleist (und ausgegleist) werden Natuumlrlich sind Uumlberstellungsfahrten auch als Schienenfahrzeug mit bis zu 45 kmh moumlg-lich Der Fraumls-Truck ist mit je einer Fraumls- und Schleifeinheit pro Schienenstrang ausgeruumls-tet und kann mit einer Uumlberfahrt bis zu 1 mm

Abb 2 Schienenrest mit der Linsinger Hochleistungsfraumlstechnologie und Erzeugung eines perfekten Oberflaumlchenfinishes

Abb 3 Rail-Road-Truck SF02W-FS (betrieben durch Linmag Australia Pty Ltd) mit Werkstatt- und Ersatzteilcontainer bei einer Uumlberstellfahrt in Australien

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Schienenmaterial in Schienenkopfmitte ab-tragen An der Fahrkante sind gleichzeitig bis zu 5 mm Materialabtrag erzielbar abhaumlngig vom Verschleiszlig- und Schaumldigungszustand der Schienen So wie jede andere Fraumlsma-schine kann auch dieser Maschinentyp fuumlr die Bearbeitung von normaler Strecke Bahn-uumlbergaumlngen aber auch Weichen herangezo-gen werden Weichen koumlnnen in je einer kon-tinuierlichen Uumlberfahrt pro Schienenstrang (Hauptstrang Zweigstrang) bearbeitet wer-den ohne dass Gleisschaltmittel oder andere Komponenten der Weiche ausgebaut werden muumlssen Abhaumlngig von den Anforderungen kann der Truck auch mit Messtechnik ausge-ruumlstet werden um das Laumlngs- und Querprofil sowie die Rissfreiheit der Schiene mittels Wir-belstromtechnologie zu dokumentieren Der Truck wird komplett mit Werkstatt und Ersatz-teilcontainer ausgeliefert und bildet somit eine autarke Einheit die nahezu unabhaumlngig von den lokalen Gegebenheiten beim jeweili-gen Kunden ist

Fraumlstechnologie in der innerstaumldtischen Anwendung In Bonn werden seit mehreren Jahren diese flexibel einsetzbaren Fraumls-Trucks zur Besei-tigung von Schienenfehlern eingesetzt Das Augenmerk dabei liegt auf der Beseitigung dieser Schienenfehler aber auch auf korrekti-ver Wiederherstellung eines Neuschienenzu-standes In verschiedenen Gleisabschnitten der Stadtwerke Bonn kam es vermehrt zu massiertem Auftreten von squatartigen De-fekten (im Folgenden auch kurz als Squats bezeichnet Abb 4) Unter der typischen Eindellung und Verbreiterung der Fahrflaumlche breiteten sich die Risse in Richtung Fahrkan-te aus In weiterer Folge kam es auch verein-zelt zu Materialausbruumlchen (Abheben des bdquoSquat-Deckelsldquo) auf der Laufflaumlche Neben starken Auswirkungen auf den Fahrkomfort der Fahrgaumlste kam es zu extremem Verschleiszlig von Rad und Schiene sowie zur beschleunig-ten weiteren Ausbreitung von Squats Eine genaue Analyse der betroffenen Streckenab-schnitte zeigte dass diese Squat-Ketten spe-ziell in verschleiszligarmen geraden Streckenab-schnitten auftraten In der Literatur werden eine Reihe von Einflussfaktoren fuumlr die Aus-bildung von solch gehaumluftem Auftreten von Squats genannt und oft ist es schwierig die lokal wirkenden Faktoren im Nachhinein zu identifizieren [4 und 5]Aufgrund der Tiefe und Haumlufigkeit der Schie-nenfehler wurde beschlossen das Problem mithilfe des Rail-Road-Trucks SF02W-FS zu beheben um einen vorzeitigen Ausbau der Schienen zu vermeiden Abhaumlngig von der Fehlertiefe wurde eine Mindestabtrag-tiefe von 1 mm definiert da aufgrund der verschleiszligarmen Kontaktbedingungen ein natuumlrliches bdquoAusfahrenldquo der Fehler nicht zu erwarten war In einer bis stellenweise drei Uumlberfahrten wurde das Zielprofil hochprauml-

Abb 4 Squatartige Defekte in gehaumluftem Auftreten auf der Fahrflaumlche

Abb 5a Vormessung vor dem Schienenfraumlsen Verschleiszligzustand der Schiene im Vergleich zum Referenzprofil klar erkennbar

Abb 5b Hochpraumlzise Uumlbereinstimmung zwischen Soll- und Zielprofil nach dem Schienenfraumlsen in nur einer Uumlberfahrt

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Dipl-Ing (FH) Peter MoserInternational Sales ManagerRail Milling Department Linsingerpmoserlinsingercom

Dipl-Ing Dr mont Richard StockMilling Technology Manager fuumlr die oumlsterreichischen Firmen Linsinger und Linmag GmbH in Vancouver Kanadarstocklinmagcom

zise wiederhergestellt (Abb 5a und b) und saumlmtliche Squat-Defekte sowie anderer RCF-Fehler wie Head Checks oder Schlupf-wellen zu 100 entfernt Es wurde bewusst der Materialabtrag etwas tiefer gewaumlhlt um sicherzustellen dass auch eine eventu-ell geschaumldigte Mikrostruktur direkt unter den Rissen Defekten entfernt und so zur zukuumlnftigen Squat-Praumlvention beigetragen wird Durch den Einsatz der Hochleistungs-fraumlstechnologie konnte eine signifikante Verbesserung des Fahrkomforts erzielt wer-den was auch durch entsprechende Ruumlck-meldungen der Kunden festgehalten und honoriert wurde Abb 6 zeigt eine Messung des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Sind vor dem Fraumlsen noch massive Schlupf-wellen messbar sind nach der Bearbeitung saumlmtliche Schlupfwellen entfernt und nur 009 aller Messungen auszligerhalb des To-leranzbereiches Uumlblicherweise erlaubt hier die Spezifikation dass bis zu 5 der Mess-werte nach dem Schienenbearbeiten auszliger-halb des Toleranzbandes liegen duumlrfen Im Rahmen dieser Kampagne konnte durch lan-ge Funkenzeiten (Nettobearbeitungszeiten) die Flexibilitaumlt des Trucks voll ausgenutzt werden da je nach Gegebenheit sowohl am Gleis als auch auf der Straszlige zum Einsatzort gefahren wurde und somit die vorhandenen

Sperrpausen fuumlr die Bearbeitung optimal und effizient genutzt werden konnten

Wiederherstellung des Neuschienenzustandes Um eine nachhaltige Verbesserung der Schauml-digungssituation zu erhalten ist es von zen-traler Bedeutung die Stoumlrstellen und Fehler auf der Schienenoberflaumlche komplett entfer-nen zu koumlnnen Dabei ist es besonders wich-tig nicht nur an der Oberflaumlche zu bdquokratzenldquo sondern das geschaumldigte Schienenmaterial inklusive der geschaumldigten verformten Mi-krostruktur zu entfernen und auch gleichzei-tig durch die Bearbeitung keine neuen Stoumlr-stellen und potenziellen Ausgangspunkte fuumlr neue Schaumlden einzubringen Nur eine voumlllig fehlerfreie Schienenoberflaumlche mit praumlzise eingestelltem Profil ermoumlglicht eine Maximie-rung der Schienenlebensdauer Die Hochleis-tungsfraumlstechnologie ermoumlglicht auf kosten-

Abb 6 Vergleich des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Ausgangszustand Schlupfwellen mit einer Amplitude von bis zu 035 mm und 1267 der Messwerte auszligerhalb des Toleranzbandes von +- 003 mm Nach dem Fraumlsen nurmehr 009 der Messwerte knapp auszligerhalb des Toleranzbandes

guumlnstige und effiziente Weise diesen bdquoResetldquo des Schienenzustandes durchzufuumlhren und vermeidet somit einen vorzeitigen Ausbau von Schienen Damit leistet diese innovative Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Fahrweglebenszykluskosten durch Optimierung der Schienenlebensdau-er QUELLEN[1] Grassie S L Traction curving and surface damage of rails Part 2 Rail damage in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 226 Issue 3 2012 S 235-242[2] Grassie S L Rail corrugation Characteristics causes and treatments in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 223 Issue 6 2009 S 581-596[3] Grassie S L Studs and Squats the evolving story in Wear Volumes 366-367 November 2016 S 194-199[4] Rasmussen C Nielsen B Prettner L Scheriau S Joumlrg A Schoumlch W Stock R Tracking down the origins of squats in Railway Gazette International January 2016 S 39-43[5] Joumlrg A Stock R Scheriau S Brantner H P Knoll B Mach M Daves W The squat condition of rail materials ndash a novel approach in Proceedings of the 10th International Conference on Contact Mechanics CM 2015 Colorado Springs 2015

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orientierte Instandhaltungsstrategie (oft auch als bdquopredictive maintenanceldquo bezeichnet) wel-che gegenuumlber den bisher implementierten Strategien noch einmal Vorteile bezuumlglich Kos-teneffizienz und Schienenlebensdauer bringen kann Speziell fuumlr den Nahverkehr im urbanen Bereich spielen Laumlrmbelastungen durch den Schienenverkehr eine groszlige Rolle Aufgrund des optimierten hochqualitativen Oberflauml-chenfinishes erzielt eine gefraumlste Schiene eine deutliche Laumlrmreduzierung gegenuumlber kon-ventionellen Instandhaltungstechnologien (Abb 2) Daruumlber hinaus ist die Laumlrmentwick-lung des Fraumlsprozesses selber deutlich gerin-ger im Vergleich zu einer Schienenbehandlung mit herkoumlmmlicher Schleiftechnologie Ebenso stellt diese Fraumlstechnologie eine thermisch schonende Behandlung der Schienenoberflauml-che dar Oberflaumlchennahe Materialumwandlun-gen (bdquoweiszlige Schichtenldquo) wie sie beim konven-tionellen Schleifen auftreten koumlnnen werden so komplett vermieden Das ist von besonderer Wichtigkeit da weiszlige Schichten auf der Lauf-flaumlche der Schiene als Ausgangspunkt fuumlr neue Schaumlden wie Squats und squatartige Defekte dienen koumlnnen Die sensible Umwelt in den Staumldten erfordert modernste Technologien zur Emissionsminimierung waumlhrend der Bearbei-tung Auch zu diesem Thema kann die funken- und staubfreie Fraumlstechnologie (innovative Absaugloumlsungen sammeln 997 aller Prozess-emissionen) einen entscheidenden Beitrag leis-ten Natuumlrlich lassen sich alle gaumlngigen Vignol- und Rillenschienentypen sowie Schienenguumlten nach der jeweiligen Norm (EN 13674 EN 14811) problemlos bearbeiten Aber auch fuumlr zukuumlnf-tige Schienenentwicklungen (z B bainitische Schienen) bietet die Linsinger Technologie noch ausreichend Bearbeitungsreserve

Speziell fuumlr den Bedarf im innerstaumldtischen Bereich wurde ein flexibel einsetzbares Fahr-zeugkonzept entwickelt der Rail-Road-Truck SF02W-FS (Abb 3) Die Uumlberstellfahrten zwi-schen den Einsatzorten koumlnnen auf der Stra-szlige mit einer maximalen Geschwindigkeit von bis zu 80 kmh durchgefuumlhrt werden Am Einsatzort angekommen kann das Fahrzeug

auf einem normalen Bahnuumlbergang oder einer aumlhnlich zugaumlnglichen Stelle im Gleis-netz eingegleist (und ausgegleist) werden Natuumlrlich sind Uumlberstellungsfahrten auch als Schienenfahrzeug mit bis zu 45 kmh moumlg-lich Der Fraumls-Truck ist mit je einer Fraumls- und Schleifeinheit pro Schienenstrang ausgeruumls-tet und kann mit einer Uumlberfahrt bis zu 1 mm

Abb 2 Schienenrest mit der Linsinger Hochleistungsfraumlstechnologie und Erzeugung eines perfekten Oberflaumlchenfinishes

Abb 3 Rail-Road-Truck SF02W-FS (betrieben durch Linmag Australia Pty Ltd) mit Werkstatt- und Ersatzteilcontainer bei einer Uumlberstellfahrt in Australien

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Schienenmaterial in Schienenkopfmitte ab-tragen An der Fahrkante sind gleichzeitig bis zu 5 mm Materialabtrag erzielbar abhaumlngig vom Verschleiszlig- und Schaumldigungszustand der Schienen So wie jede andere Fraumlsma-schine kann auch dieser Maschinentyp fuumlr die Bearbeitung von normaler Strecke Bahn-uumlbergaumlngen aber auch Weichen herangezo-gen werden Weichen koumlnnen in je einer kon-tinuierlichen Uumlberfahrt pro Schienenstrang (Hauptstrang Zweigstrang) bearbeitet wer-den ohne dass Gleisschaltmittel oder andere Komponenten der Weiche ausgebaut werden muumlssen Abhaumlngig von den Anforderungen kann der Truck auch mit Messtechnik ausge-ruumlstet werden um das Laumlngs- und Querprofil sowie die Rissfreiheit der Schiene mittels Wir-belstromtechnologie zu dokumentieren Der Truck wird komplett mit Werkstatt und Ersatz-teilcontainer ausgeliefert und bildet somit eine autarke Einheit die nahezu unabhaumlngig von den lokalen Gegebenheiten beim jeweili-gen Kunden ist

Fraumlstechnologie in der innerstaumldtischen Anwendung In Bonn werden seit mehreren Jahren diese flexibel einsetzbaren Fraumls-Trucks zur Besei-tigung von Schienenfehlern eingesetzt Das Augenmerk dabei liegt auf der Beseitigung dieser Schienenfehler aber auch auf korrekti-ver Wiederherstellung eines Neuschienenzu-standes In verschiedenen Gleisabschnitten der Stadtwerke Bonn kam es vermehrt zu massiertem Auftreten von squatartigen De-fekten (im Folgenden auch kurz als Squats bezeichnet Abb 4) Unter der typischen Eindellung und Verbreiterung der Fahrflaumlche breiteten sich die Risse in Richtung Fahrkan-te aus In weiterer Folge kam es auch verein-zelt zu Materialausbruumlchen (Abheben des bdquoSquat-Deckelsldquo) auf der Laufflaumlche Neben starken Auswirkungen auf den Fahrkomfort der Fahrgaumlste kam es zu extremem Verschleiszlig von Rad und Schiene sowie zur beschleunig-ten weiteren Ausbreitung von Squats Eine genaue Analyse der betroffenen Streckenab-schnitte zeigte dass diese Squat-Ketten spe-ziell in verschleiszligarmen geraden Streckenab-schnitten auftraten In der Literatur werden eine Reihe von Einflussfaktoren fuumlr die Aus-bildung von solch gehaumluftem Auftreten von Squats genannt und oft ist es schwierig die lokal wirkenden Faktoren im Nachhinein zu identifizieren [4 und 5]Aufgrund der Tiefe und Haumlufigkeit der Schie-nenfehler wurde beschlossen das Problem mithilfe des Rail-Road-Trucks SF02W-FS zu beheben um einen vorzeitigen Ausbau der Schienen zu vermeiden Abhaumlngig von der Fehlertiefe wurde eine Mindestabtrag-tiefe von 1 mm definiert da aufgrund der verschleiszligarmen Kontaktbedingungen ein natuumlrliches bdquoAusfahrenldquo der Fehler nicht zu erwarten war In einer bis stellenweise drei Uumlberfahrten wurde das Zielprofil hochprauml-

Abb 4 Squatartige Defekte in gehaumluftem Auftreten auf der Fahrflaumlche

Abb 5a Vormessung vor dem Schienenfraumlsen Verschleiszligzustand der Schiene im Vergleich zum Referenzprofil klar erkennbar

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zise wiederhergestellt (Abb 5a und b) und saumlmtliche Squat-Defekte sowie anderer RCF-Fehler wie Head Checks oder Schlupf-wellen zu 100 entfernt Es wurde bewusst der Materialabtrag etwas tiefer gewaumlhlt um sicherzustellen dass auch eine eventu-ell geschaumldigte Mikrostruktur direkt unter den Rissen Defekten entfernt und so zur zukuumlnftigen Squat-Praumlvention beigetragen wird Durch den Einsatz der Hochleistungs-fraumlstechnologie konnte eine signifikante Verbesserung des Fahrkomforts erzielt wer-den was auch durch entsprechende Ruumlck-meldungen der Kunden festgehalten und honoriert wurde Abb 6 zeigt eine Messung des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Sind vor dem Fraumlsen noch massive Schlupf-wellen messbar sind nach der Bearbeitung saumlmtliche Schlupfwellen entfernt und nur 009 aller Messungen auszligerhalb des To-leranzbereiches Uumlblicherweise erlaubt hier die Spezifikation dass bis zu 5 der Mess-werte nach dem Schienenbearbeiten auszliger-halb des Toleranzbandes liegen duumlrfen Im Rahmen dieser Kampagne konnte durch lan-ge Funkenzeiten (Nettobearbeitungszeiten) die Flexibilitaumlt des Trucks voll ausgenutzt werden da je nach Gegebenheit sowohl am Gleis als auch auf der Straszlige zum Einsatzort gefahren wurde und somit die vorhandenen

Sperrpausen fuumlr die Bearbeitung optimal und effizient genutzt werden konnten

Wiederherstellung des Neuschienenzustandes Um eine nachhaltige Verbesserung der Schauml-digungssituation zu erhalten ist es von zen-traler Bedeutung die Stoumlrstellen und Fehler auf der Schienenoberflaumlche komplett entfer-nen zu koumlnnen Dabei ist es besonders wich-tig nicht nur an der Oberflaumlche zu bdquokratzenldquo sondern das geschaumldigte Schienenmaterial inklusive der geschaumldigten verformten Mi-krostruktur zu entfernen und auch gleichzei-tig durch die Bearbeitung keine neuen Stoumlr-stellen und potenziellen Ausgangspunkte fuumlr neue Schaumlden einzubringen Nur eine voumlllig fehlerfreie Schienenoberflaumlche mit praumlzise eingestelltem Profil ermoumlglicht eine Maximie-rung der Schienenlebensdauer Die Hochleis-tungsfraumlstechnologie ermoumlglicht auf kosten-

Abb 6 Vergleich des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Ausgangszustand Schlupfwellen mit einer Amplitude von bis zu 035 mm und 1267 der Messwerte auszligerhalb des Toleranzbandes von +- 003 mm Nach dem Fraumlsen nurmehr 009 der Messwerte knapp auszligerhalb des Toleranzbandes

guumlnstige und effiziente Weise diesen bdquoResetldquo des Schienenzustandes durchzufuumlhren und vermeidet somit einen vorzeitigen Ausbau von Schienen Damit leistet diese innovative Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Fahrweglebenszykluskosten durch Optimierung der Schienenlebensdau-er QUELLEN[1] Grassie S L Traction curving and surface damage of rails Part 2 Rail damage in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 226 Issue 3 2012 S 235-242[2] Grassie S L Rail corrugation Characteristics causes and treatments in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 223 Issue 6 2009 S 581-596[3] Grassie S L Studs and Squats the evolving story in Wear Volumes 366-367 November 2016 S 194-199[4] Rasmussen C Nielsen B Prettner L Scheriau S Joumlrg A Schoumlch W Stock R Tracking down the origins of squats in Railway Gazette International January 2016 S 39-43[5] Joumlrg A Stock R Scheriau S Brantner H P Knoll B Mach M Daves W The squat condition of rail materials ndash a novel approach in Proceedings of the 10th International Conference on Contact Mechanics CM 2015 Colorado Springs 2015

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Schienenmaterial in Schienenkopfmitte ab-tragen An der Fahrkante sind gleichzeitig bis zu 5 mm Materialabtrag erzielbar abhaumlngig vom Verschleiszlig- und Schaumldigungszustand der Schienen So wie jede andere Fraumlsma-schine kann auch dieser Maschinentyp fuumlr die Bearbeitung von normaler Strecke Bahn-uumlbergaumlngen aber auch Weichen herangezo-gen werden Weichen koumlnnen in je einer kon-tinuierlichen Uumlberfahrt pro Schienenstrang (Hauptstrang Zweigstrang) bearbeitet wer-den ohne dass Gleisschaltmittel oder andere Komponenten der Weiche ausgebaut werden muumlssen Abhaumlngig von den Anforderungen kann der Truck auch mit Messtechnik ausge-ruumlstet werden um das Laumlngs- und Querprofil sowie die Rissfreiheit der Schiene mittels Wir-belstromtechnologie zu dokumentieren Der Truck wird komplett mit Werkstatt und Ersatz-teilcontainer ausgeliefert und bildet somit eine autarke Einheit die nahezu unabhaumlngig von den lokalen Gegebenheiten beim jeweili-gen Kunden ist

Fraumlstechnologie in der innerstaumldtischen Anwendung In Bonn werden seit mehreren Jahren diese flexibel einsetzbaren Fraumls-Trucks zur Besei-tigung von Schienenfehlern eingesetzt Das Augenmerk dabei liegt auf der Beseitigung dieser Schienenfehler aber auch auf korrekti-ver Wiederherstellung eines Neuschienenzu-standes In verschiedenen Gleisabschnitten der Stadtwerke Bonn kam es vermehrt zu massiertem Auftreten von squatartigen De-fekten (im Folgenden auch kurz als Squats bezeichnet Abb 4) Unter der typischen Eindellung und Verbreiterung der Fahrflaumlche breiteten sich die Risse in Richtung Fahrkan-te aus In weiterer Folge kam es auch verein-zelt zu Materialausbruumlchen (Abheben des bdquoSquat-Deckelsldquo) auf der Laufflaumlche Neben starken Auswirkungen auf den Fahrkomfort der Fahrgaumlste kam es zu extremem Verschleiszlig von Rad und Schiene sowie zur beschleunig-ten weiteren Ausbreitung von Squats Eine genaue Analyse der betroffenen Streckenab-schnitte zeigte dass diese Squat-Ketten spe-ziell in verschleiszligarmen geraden Streckenab-schnitten auftraten In der Literatur werden eine Reihe von Einflussfaktoren fuumlr die Aus-bildung von solch gehaumluftem Auftreten von Squats genannt und oft ist es schwierig die lokal wirkenden Faktoren im Nachhinein zu identifizieren [4 und 5]Aufgrund der Tiefe und Haumlufigkeit der Schie-nenfehler wurde beschlossen das Problem mithilfe des Rail-Road-Trucks SF02W-FS zu beheben um einen vorzeitigen Ausbau der Schienen zu vermeiden Abhaumlngig von der Fehlertiefe wurde eine Mindestabtrag-tiefe von 1 mm definiert da aufgrund der verschleiszligarmen Kontaktbedingungen ein natuumlrliches bdquoAusfahrenldquo der Fehler nicht zu erwarten war In einer bis stellenweise drei Uumlberfahrten wurde das Zielprofil hochprauml-

Abb 4 Squatartige Defekte in gehaumluftem Auftreten auf der Fahrflaumlche

Abb 5a Vormessung vor dem Schienenfraumlsen Verschleiszligzustand der Schiene im Vergleich zum Referenzprofil klar erkennbar

Abb 5b Hochpraumlzise Uumlbereinstimmung zwischen Soll- und Zielprofil nach dem Schienenfraumlsen in nur einer Uumlberfahrt

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Dipl-Ing Dr mont Richard StockMilling Technology Manager fuumlr die oumlsterreichischen Firmen Linsinger und Linmag GmbH in Vancouver Kanadarstocklinmagcom

zise wiederhergestellt (Abb 5a und b) und saumlmtliche Squat-Defekte sowie anderer RCF-Fehler wie Head Checks oder Schlupf-wellen zu 100 entfernt Es wurde bewusst der Materialabtrag etwas tiefer gewaumlhlt um sicherzustellen dass auch eine eventu-ell geschaumldigte Mikrostruktur direkt unter den Rissen Defekten entfernt und so zur zukuumlnftigen Squat-Praumlvention beigetragen wird Durch den Einsatz der Hochleistungs-fraumlstechnologie konnte eine signifikante Verbesserung des Fahrkomforts erzielt wer-den was auch durch entsprechende Ruumlck-meldungen der Kunden festgehalten und honoriert wurde Abb 6 zeigt eine Messung des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Sind vor dem Fraumlsen noch massive Schlupf-wellen messbar sind nach der Bearbeitung saumlmtliche Schlupfwellen entfernt und nur 009 aller Messungen auszligerhalb des To-leranzbereiches Uumlblicherweise erlaubt hier die Spezifikation dass bis zu 5 der Mess-werte nach dem Schienenbearbeiten auszliger-halb des Toleranzbandes liegen duumlrfen Im Rahmen dieser Kampagne konnte durch lan-ge Funkenzeiten (Nettobearbeitungszeiten) die Flexibilitaumlt des Trucks voll ausgenutzt werden da je nach Gegebenheit sowohl am Gleis als auch auf der Straszlige zum Einsatzort gefahren wurde und somit die vorhandenen

Sperrpausen fuumlr die Bearbeitung optimal und effizient genutzt werden konnten

Wiederherstellung des Neuschienenzustandes Um eine nachhaltige Verbesserung der Schauml-digungssituation zu erhalten ist es von zen-traler Bedeutung die Stoumlrstellen und Fehler auf der Schienenoberflaumlche komplett entfer-nen zu koumlnnen Dabei ist es besonders wich-tig nicht nur an der Oberflaumlche zu bdquokratzenldquo sondern das geschaumldigte Schienenmaterial inklusive der geschaumldigten verformten Mi-krostruktur zu entfernen und auch gleichzei-tig durch die Bearbeitung keine neuen Stoumlr-stellen und potenziellen Ausgangspunkte fuumlr neue Schaumlden einzubringen Nur eine voumlllig fehlerfreie Schienenoberflaumlche mit praumlzise eingestelltem Profil ermoumlglicht eine Maximie-rung der Schienenlebensdauer Die Hochleis-tungsfraumlstechnologie ermoumlglicht auf kosten-

Abb 6 Vergleich des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Ausgangszustand Schlupfwellen mit einer Amplitude von bis zu 035 mm und 1267 der Messwerte auszligerhalb des Toleranzbandes von +- 003 mm Nach dem Fraumlsen nurmehr 009 der Messwerte knapp auszligerhalb des Toleranzbandes

guumlnstige und effiziente Weise diesen bdquoResetldquo des Schienenzustandes durchzufuumlhren und vermeidet somit einen vorzeitigen Ausbau von Schienen Damit leistet diese innovative Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Fahrweglebenszykluskosten durch Optimierung der Schienenlebensdau-er QUELLEN[1] Grassie S L Traction curving and surface damage of rails Part 2 Rail damage in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 226 Issue 3 2012 S 235-242[2] Grassie S L Rail corrugation Characteristics causes and treatments in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 223 Issue 6 2009 S 581-596[3] Grassie S L Studs and Squats the evolving story in Wear Volumes 366-367 November 2016 S 194-199[4] Rasmussen C Nielsen B Prettner L Scheriau S Joumlrg A Schoumlch W Stock R Tracking down the origins of squats in Railway Gazette International January 2016 S 39-43[5] Joumlrg A Stock R Scheriau S Brantner H P Knoll B Mach M Daves W The squat condition of rail materials ndash a novel approach in Proceedings of the 10th International Conference on Contact Mechanics CM 2015 Colorado Springs 2015

Homepageveroumlffentlichung unbefristet genehmigt fuumlr Rail Milling Department Linsinger Rechte fuumlr einzelne Downloads und Ausdrucke fuumlr Besucher der Seiten genehmigt von DVV Media Group 2018

Page 4: Flexible Schienenfrästechnologie für den innerstädtischen …...Verbesserung des Fahrkomforts erzielt wer-den, was auch durch entsprechende Rück-meldungen der Kunden festgehalten

41EI | JULI 2018

FAHRWEG

Dipl-Ing (FH) Peter MoserInternational Sales ManagerRail Milling Department Linsingerpmoserlinsingercom

Dipl-Ing Dr mont Richard StockMilling Technology Manager fuumlr die oumlsterreichischen Firmen Linsinger und Linmag GmbH in Vancouver Kanadarstocklinmagcom

zise wiederhergestellt (Abb 5a und b) und saumlmtliche Squat-Defekte sowie anderer RCF-Fehler wie Head Checks oder Schlupf-wellen zu 100 entfernt Es wurde bewusst der Materialabtrag etwas tiefer gewaumlhlt um sicherzustellen dass auch eine eventu-ell geschaumldigte Mikrostruktur direkt unter den Rissen Defekten entfernt und so zur zukuumlnftigen Squat-Praumlvention beigetragen wird Durch den Einsatz der Hochleistungs-fraumlstechnologie konnte eine signifikante Verbesserung des Fahrkomforts erzielt wer-den was auch durch entsprechende Ruumlck-meldungen der Kunden festgehalten und honoriert wurde Abb 6 zeigt eine Messung des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Sind vor dem Fraumlsen noch massive Schlupf-wellen messbar sind nach der Bearbeitung saumlmtliche Schlupfwellen entfernt und nur 009 aller Messungen auszligerhalb des To-leranzbereiches Uumlblicherweise erlaubt hier die Spezifikation dass bis zu 5 der Mess-werte nach dem Schienenbearbeiten auszliger-halb des Toleranzbandes liegen duumlrfen Im Rahmen dieser Kampagne konnte durch lan-ge Funkenzeiten (Nettobearbeitungszeiten) die Flexibilitaumlt des Trucks voll ausgenutzt werden da je nach Gegebenheit sowohl am Gleis als auch auf der Straszlige zum Einsatzort gefahren wurde und somit die vorhandenen

Sperrpausen fuumlr die Bearbeitung optimal und effizient genutzt werden konnten

Wiederherstellung des Neuschienenzustandes Um eine nachhaltige Verbesserung der Schauml-digungssituation zu erhalten ist es von zen-traler Bedeutung die Stoumlrstellen und Fehler auf der Schienenoberflaumlche komplett entfer-nen zu koumlnnen Dabei ist es besonders wich-tig nicht nur an der Oberflaumlche zu bdquokratzenldquo sondern das geschaumldigte Schienenmaterial inklusive der geschaumldigten verformten Mi-krostruktur zu entfernen und auch gleichzei-tig durch die Bearbeitung keine neuen Stoumlr-stellen und potenziellen Ausgangspunkte fuumlr neue Schaumlden einzubringen Nur eine voumlllig fehlerfreie Schienenoberflaumlche mit praumlzise eingestelltem Profil ermoumlglicht eine Maximie-rung der Schienenlebensdauer Die Hochleis-tungsfraumlstechnologie ermoumlglicht auf kosten-

Abb 6 Vergleich des Laumlngsprofils vor und nach dem Fraumlsen Ausgangszustand Schlupfwellen mit einer Amplitude von bis zu 035 mm und 1267 der Messwerte auszligerhalb des Toleranzbandes von +- 003 mm Nach dem Fraumlsen nurmehr 009 der Messwerte knapp auszligerhalb des Toleranzbandes

guumlnstige und effiziente Weise diesen bdquoResetldquo des Schienenzustandes durchzufuumlhren und vermeidet somit einen vorzeitigen Ausbau von Schienen Damit leistet diese innovative Technologie einen wesentlichen Beitrag zur Senkung der Fahrweglebenszykluskosten durch Optimierung der Schienenlebensdau-er QUELLEN[1] Grassie S L Traction curving and surface damage of rails Part 2 Rail damage in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 226 Issue 3 2012 S 235-242[2] Grassie S L Rail corrugation Characteristics causes and treatments in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F Journal of Rail and Rapid Transit Vol 223 Issue 6 2009 S 581-596[3] Grassie S L Studs and Squats the evolving story in Wear Volumes 366-367 November 2016 S 194-199[4] Rasmussen C Nielsen B Prettner L Scheriau S Joumlrg A Schoumlch W Stock R Tracking down the origins of squats in Railway Gazette International January 2016 S 39-43[5] Joumlrg A Stock R Scheriau S Brantner H P Knoll B Mach M Daves W The squat condition of rail materials ndash a novel approach in Proceedings of the 10th International Conference on Contact Mechanics CM 2015 Colorado Springs 2015

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