Hochgeschwindigkeitszügen

Die Axtone-Gruppe besitzt in ihrem Angebot Crash-Komponenten, die für den Eisenbahn-Hochgeschwindigkeitsverkehr bestimmt sind und den passiven Wagenschutz nach der europäischen Norm EN 15227 garantieren.

Die Komponenten werden in Anlehnung an individuelle Kundenanforderungen entwickelt. Sie zeichnen sich durch hervorragende Parameter aus, die aus dem Einsatz der Peeling-Technologie resultieren.

Die nachfolgend dargestellten Modelle schildern nur einige Beispiele für mögliche Lösungen.

High-Speed-Rail

In Hochgeschwindigkeitszügen werden Schraubenfedern als Primär- und in einigen Anwendungen auch als Sekundärfederung eingesetzt. Aufgrund der vorgegebenen Anforderungen hinsichtlich Belastung und Raumbedarf werden in der Primärfederung normalerweise lineare Federsätze verwendet.

Eine lineare Schraubenfeder ist eine zylindrische Feder mit konstantem Durchmesser und konstantem Drahtdurchmesser. Die Federenden sind entweder "geschlossen und geschliffen" oder "ausgewalzt, geschlossen und geschliffen".

Bei einem linearen Federsatz werden zwei lineare Schraubenfedern der gleichen Länge ineinander gestellt. Der äußere Durchmesser der inneren Feder ist folglich kleiner als der innere Durchmesser der äußeren Feder. Die innere Feder hat auch einen kleineren Drahtdurchmesser. Die zwei Federn eines Federsatzes müssen unterschiedliche Wickelrichtungen aufweisen (eine Feder links, eine Feder rechts gewickelt).

Wenn Schraubenfedern auch in der Sekundärfederung vorgesehen sind, so werden gewöhnlich einzelne lineare Schraubenfedern verwendet. Da die seitlichen Auslenkungen ziemlich hoch sind, müssen diese Federn länger als Primärfedern sein.

Die Richtung des seitlichen Versatzes unter vertikaler Last (Auslenkung) wird auf den Federn gekennzeichnet. Die Federn werden dann gemäß der korrekten Richtung dieser Kennzeichnung in das Fahrzeug eingebaut.

Da die Spannung der Federn (Belastungsamplituden und deren Frequenz) auch von der Geschwindigkeit des Zugs abhängt, sind bei Federn für Hochgeschwindigkeitszüge eine hohe Material- und Produktionsqualität gefordert.

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Ring-Springs

Die Produktion von Ringen, die für Reibungsfedern verwendet werden, welche die Anforderungen des Diagramms UIC 827-2 erfüllen, wird von der tschechischen Gesellschaft vorgenommen, die sich im Besitz der Gruppe befindet. Die Federdurchmesser decken einen weiten Bereich von 80 mm bis 400 mm ab. Die Ringe werden in Reibungsfedern vom Typ „Ringfeder“ verwendet, die für Puffer, Zugvorrichtungen, Zugstäbe und automatische Kupplungen vorgesehen sind.

Produkteigenschaften:

  • warm geformt aus qualitativ hochwertigsten Materialien,
  • Möglichkeit unterschiedlicher Formen,
  • lineare Merkmale,
  • Sicherheit gegen Überlastung,
  • hohe Dämpfung aufgrund von Reibung,
  • von der Geschwindigkeit unabhängige Eigenschaften,
  • von der Temperatur unabhängige Eigenschaften,
  • erprobt für Anwendungen im Schienenbereich

Verwendung von Materialien [J/kg]

Ring-Springs2

Lösung unabhängig von der Belastungsrate, unabhängig von der Temperatur, Dämpfung > 66 %

Technische Basisdaten von Reibungsfedern:

F Federendkraft d1 Innerer Durchmesser
Se Hub für 1 Element b/2 Halbe Ringbreite
We Federarbeit für 1 Element D2 Führung äußerer Durchmesser
he Höhe von 1 Element d2 Führung innerer Durchmesser

Beschriftung der Tabelle

Ring-Springs3

Closed rings = Geschlossene Ringe

Type = Typ

Diagram = Diagramm

Dimensions = Abmessungen

Special grease = Spezieller Schmierstoff

Guide = Führung

Weight = Gewicht

Für den Federtyp 16600 muss eine separate Hubbegrenzung geliefert werden.

Beispiel einer Federberechnung

  • Diese Feder besteht aus 4 Elementen vom Typ 19600:
  • Endkraft = 600 kN
  • Hub = 4 x 4,4 (Se) = 17,6 mm
  • Federarbeit (absorbierte Energie) = 4 x 1300 (We) = 5200 J
  • Federlänge = 4 x 23,4 (he) = 93,6 mm

Durch Hinzufügung zusätzlicher Elemente werden der Hub (Länge der Feder) und die absorbierte Energie (Federarbeit) erhöht, aber die Endkraft bleibt gleich.

Endkraft immer noch 600 kN

Ring-Springs4

Beschriftung des Diagramms

Force = Kraft

Damping = Dämpfung

Spring work = Federarbeit

Spring travel = Federweg

Beim Betrieb der Reibungsfeder werden zwei Drittel der aufgenommenen Energie als Reibungswärme abgeführt. An jedem Punkt des Diagramms entspricht die Rückstoßenergie ungefähr 1/3 der relativen Druckkraft F. Die Federkapazität stellt sich im gesamten unterhalb der Belastungskurve aufgezeigten  Bereich dar.

Beschriftung der Skizze

Ring-Springs5

Block formation = Blockbildung

Reibungsfedern werden generell auf „Block“ hin konzipiert. Dadurch wird gewährleistet, dass die zulässigen Spannungen nicht überschritten und die Feder nicht beschädigt werden.

Anwendungsbereiche:

  • Puffer,
  • Zugvorrichtungen,
  • Zugstäbe,
  • (halb)automatische Kupplungen