Wissen

Die AXTONE- Gruppe ist ein Experte für die Absorbierung von Stoßenergie bei allen Typen von Schienenfahrzeugen. Die von uns angebotenen Crash-Puffer und -Elemente sind eine Sicherheitsgarantie für Menschen, Güter und Fahrzeuge im Eisenbahnverkehr.

Die Crash-Technologie ist eine Methode der kontrollierten  Aufnahme und Absorption von sehr großer Stoßenergie unter Kollisionsbedingungen mit großen Geschwindigkeiten.

Sie wurde entwickelt, um die passive Sicherheit im Schienentransport zu vergrößern.

Unsere Abteilung R&D entwickelt individuelle Lösungen und schafft passive Fahrzeugschutzsysteme, deren Qualität die Funktionsstabilität und -zuverlässigkeit garantieren.

Die AXTONE Crash Technologie bedeutet:

  • Sicherheit für die per Eisenbahn beförderten Fahrgäste, Waren und Fahrzeuge,
  • Vertrauen in professionellen Service
  • Garantie des zuverlässigen Betriebes
  • höchste, durch Zertifikate nachgewiesene Qualität der Produkte,
  • hohe Qualifikation und Erfahrung des Teams von Ingenieuren, die bereit sind, individuelle Kundenanforderungen zu erfüllen.

Arbeitsweise der Crash-Technologie

Die innovative, von AXTONE patentierte Crash-Technologie beruht auf der dauerhaften plastischen Verformung eines Metallspanes, der aus der Oberfläche des Pufferkörpers mittels Schneidemesser geschnitten wird.

Das absorbierte Energieniveau hängt von der Tiefe und der Breite des Schnittbandes ab. Es besteht in Abhängigkeit der Anforderungen die Möglichkeit, eine große Bandbreite unterschiedlicher Crash-Parameter zu erfüllen.

Faltungstechnologie

Die Energieabsorption wird durch die plastische Verformung des Pufferstößels mit speziell geformten Hülsenwänden gesteuert. Die Höhe der absorbierten Energie hängt von den Verformungskräften ab. Durch Änderung der Hülsenform erreicht man einen weiten Bereich kontrolliert steuerbarer Parameter, der in den Crash-Puffern entsprechend den individuellen Kundenanforderungen modifiziert werden kann.

Hauptvorteile der Crash-Technologie

  • Die zuverlässige, durch mehr als einhundert Kollisionstests nachgewiesene Funktion;
  • Die Gleichmäßigkeit und Wiederholbarkeit der Deformationskraft;
  • Die sichere Funktion bei Höhen- und Seitenversatz der Puffer  und in Gleisbögen, nachgewiesen durch Simulationen und tatsächliche Versuche;
  • Das kleine Puffergewicht;
  • Der einfache Aufbau und der große Änderungsbereich der Deformationskraft und der absorbierten Energie;
  • Die Montage vor dem Pufferträger (ohne Freiraum hinter dem Pufferträger)  wieim Fall von Standardpuffern oder unter Anwendung eines Raumes hinter dem Pufferträger;
  • Die Anwendbarkeit von Dämpfern sowohl Kategorie A als auch C;
  • Die Möglichkeit eines sehr langen Deformationsweges.

Crash-Versuche:

KAMAXIL® ist ein Silikonelastomer, das als homogene Mischung aus Methyl-, Phenyl- und Borosiloxanpolymeren unter Zusatz von Füll- und Schmierstoffen gebildet wird. KAMAXIL® ist ein plastischer, komprimierbarer Stoff mit hoher Viskosität. Im statischen Zustand verhält er sich wie eine plastische Substanz; im dynamischen Zustand kennzeichnet er sich durch ein sehr hohes Elastizitätsmodul sowie die Fähigkeit der Speicherung und des Abbaus von mechanischer Energie und der Dämpfung von Schwingungen, Schlägen und vielen weiteren Belastungstypen.

Haupteigenschaften von KAMAXIL®

  1. Kompressibilität – Fähigkeit, das Volumen unter Druck zu verändern – Dadurch kann sich der Dämpfer wie eine Feder verhalten.
  2. Energieabbau – Die interne Reibung zwischen Polymerketten und Anteilen an Füllstoffen ermöglicht die Absorption von Belastungsenergien durch den Dämpfer.
  3. Wärmewiderstand – Durch die chemische Zusammensetzung bewahrt das Polymer seinen flüssigen Zustand bis zu einer Temperatur von - 60°C. Aufgrund dieser Eigenschaft können die Dämpfer in Gebieten eingesetzt werden, deren Temperaturen solche Grenzwerte möglicherweise erreichen. Unsere Dämpfer arbeiten in einem Temperaturbereich von - 60°C bis + 50°C.

Structure-of-elastomer-shock-absorber2015de (1)

Anwendungsbereiche:

  • Standardseitenpuffer gemäß UIC EN 15551,
  • Zentralkupplungen für Güterwagen, z. B. SA3 gemäß GOST,
  • automatische und halbautomatische Kupplungen für Reisezugwagen,
  • industrielle Anwendungen in Hüttenwerken, Walzwerken etc.,
  • militärische Anwendungen

AXTONE produziert EuroPad® -  elastische Einlagen aus festem Elastomer. Elastomereinlagen werden aus thermoplastischem Polymer mit hoher Leistungsfähigkeit hergestellt. Sie gewährleisten ausgezeichnete Betriebsparameter, eine hohe Betriebszuverlässigkeit in einem großen Temperaturbereich (-60°C bis +50°C) sowie eine lange Haltbarkeit. AXTONE produziert unterschiedliche Arten von Elastomereinlagen, die den jeweiligen Anwendungsbereichen angepasst sind. Elastomereinlagen werden in Puffern, Zugeinrichtungen und Dämpfungsvorrichtungen des Eisenbahnsektors  eingesetzt.

europad1

In Abhängigkeit von der Größe und dem vorgesehenen Anwendungsbereich werden EuroPad®-Einlagen im Spritzguss- oder Strangpressverfahren hergestellt. Für die Spritzgusstechnologie werden Maschinen verwendet, die von der Gesellschaft KraussMaffei hergestellt werden. Für die Strangpresstechnologie kommt eine spezielle Produktionslinie zur Anwendung, die von AXTONE konstruiert und hergestellt wird.

europad3

europad4europad2

EuroPad® – Potential der AXTONE-Gruppe:

  • umfangreiches Wissen und langjährige Erfahrung im Bereich der Konstruktion und Produktion,
  • großer Produktbereich,
  • hausinternes Labor, das mit hydraulischen Pressen einer Maximalkraft von 2500 kN ausgestattet ist,
  • Möglichkeit, neue Einlagen für neue Anwendungsbereiche zu schaffen,
  • Anpassung bereits existierender Einlagen an neue Anwendungen,
  • hohe Produktionskapazität,
  • moderne Produktionseinrichtungen,
  • höchste Produktqualität, bestätigt durch zahlreiche Zertifikate

Anwendungsbereiche:

  • Seitenpuffer gemäß EN 15551,
  • Zentralkupplungen für Güterwagen, z.B. SA3 gemäß GOST,
  • Zugeinrichtungen gemäß EN 15556,
  • vertikale Sekundärfedersysteme.

Statische Eigenschaften des festen Elastomers

europad6

Beschriftung des Diagramms

Force = Kraft [kN]

Stroke = Hub [mm]

Den jeweiligen Leistungsspezifikationen entsprechend, können unsere Puffer auch mit hydraulischen Dämpfern – Combigard® ausgestattet werden.

Hydraulic-shock-absorbers2015de

Produkteigenschaften:

  • Combigard® ist ein hydraulischer Öldämpfer mit unterschiedlichen „Kombinationsmöglichkeiten“ der Federvorspannungen. Für den jeweiligen Anwendungsbereich kann die beste Lösung ausgewählt werden, indem die Mindestkapazität von 70 kJ eingehalten wird.
  • Temperaturbereich von - 40°C bis + 50°C,
  • Kraftbereiche gemäß EN 15551,
  • Hub bis zu 150 mm

Anwendungsbereiche:

  • Standardseitenpuffer gemäß UIC EN 15551,
  • CAT C Puffer > 70 kJ Energieabsorbierungsvorrichtung,
  • CAT L Puffer, langer Hub, 150 mm
Die AXTONE-Gruppe ist der einzige Hersteller, der warmstranggepresste Puffergehäuse verwendet, die in einem Stück produziert werden. Durch das völlige Fehlen von geschweißten Verbindungen werden höchste Qualität und eine außergewöhnliche Haltbarkeit unserer Produkte gewährleistet. Bei diesem Schmiedeverfahren wird das Rohmaterial nur bis zu einer Temperatur von 1250°C erhitzt. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Luft und kein Staub eindringen und die Materialeigenschaften beeinträchtigen können.

Hot-extruded-buffer-housings

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

 Schraubenfedern

Schraubenfedern fertigt die AXTONE-Gruppe mit Stabdurchmessern von 2 mm bis 80 mm, Stablängen bis 12 000 mm und einem Außendurchmesser von maximal 450 mm.

Egal ob rechts oder links gewickelt, ausgewalzt oder aus dem Vollen geschliffen, mit linearer oder progressiver Kennlinie, es gibt nichts, was nicht geht.

Eine enorme Vielzahl von mehreren tausend unterschiedlichen Typen wird einer großen Anwendungsbreite gerecht. Und täglich kommen neue Varianten dazu. Egal ob Lokomotive, Güterwagen (z.B. das Y25-Drehgestell), Reisezugwagen, Triebwagen, Straßenbahn oder Hochgeschwindigkeitszug wie ICE und TGV – für alle Schienenfahrzeuge bietet AXTONE die richtige Feder. Darüber hinaus bieten wir Lösungen für den Bergbau, die Baumaschinenindustrie, für Spielplatzausrüstung, Kraftwerke, landwirtschaftliche Maschinen und Systeme, die zur Schwingungsisolierung dienen.

Die wichtigsten Eigenschaften unserer Produkte:

  • Schraubenfedern von AXTONE bestehen aus hochfesten Federstählen ausgewählter Zulieferer.
  • Schraubenfedern von AXTONE werden mit Hilfe neuester Technologien und Verfahren hergestellt.
  • Schraubenfedern von AXTONE stehen für hohe Qualität, lange Lebensdauer und außergewöhnliche Zuverlässigkeit.

Coil-springs2

Parabelfedern und Trapezfedern

Trapezfedern und die modernen Parabelfedern aus dem Hause AXTONE sind bewährte Federelemente für Güterwagen in ganz Europa und darüber hinaus. Erhältlich in vielen Abmessungen und Spezialausführungen! Und wenn Sie einmal den Eindruck haben sollten, dass in unserem umfangreichen Programm nichts Passendes für Ihre Anwendung enthalten ist, können wir auch hier flexibel auf Ihre Wünsche reagieren und eine maßgeschneiderte Lösung für Ihr Fahrzeug präsentieren. Die wichtigsten Eigenschaften unserer Produkte:
  • Blattfedern von AXTONE bestehen aus hochfesten, ölgehärteten Federstählen.
  • Blattfedern von AXTONE stehen für hohe Qualität, lange Lebensdauer und außergewöhnliche Zuverlässigkeit.
  • Blattfedern von AXTONE können unsere erfahrenen Entwickler individuell an die Bedürfnisse unserer Kunden anpassen.

Parabolic-and-trapezoidal-springs2

TKS-Federn

Gestiegene Anforderungen an die Geschwindigkeit und Radsatzlast von Schienenfahrzeugen führen zur Notwendigkeit von Tragfedern mit progressiver Federkennlinie.

In den meisten Fällen wird ein Federsatz eingesetzt, der aus zwei unterschiedlich hohen linearen Schraubenfedern besteht. Dabei ist die innere Feder in der Regel kürzer, setzt also erst später bei einer bestimmten Federkraft ein. Nachteil dieser Konstruktion ist, dass die Innenfeder bis zur Eingriffslast unbelastet ist und daher in der Regel frei in der Außenfeder schwingen kann, was zu Lackschäden und unangenehmer Geräuschentwicklung führen kann.

Eine alternative Lösung sind herkömmliche Schraubenfedern mit konstantem Drahtdurchmesser, bei denen die Progression über inkonstante Windungsabstände erreicht wird. Aufgrund des konstanten Drahtdurchmessers erhöht sich die Schraubenfederlänge, was eine Verwendung in Schienenfahrzeugen schwierig bis unmöglich macht.

Die TKS®-Feder von AXTONE mit ausgewalzten Querschnitten in den progressiven Windungsbereichen ist eine Ausführung, die diese Nachteile beseitigt! Dabei wird der Draht in den progressiven Windungsbereichen so ausgewalzt, dass die Breite des entstehenden Rechteckquerschnitts dem Drahtdurchmesser der Feder entspricht und die Dicke entsprechend der Beanspruchung angepasst wird.

Vorteile:

  • Eigenschaften einer Feder mit progressiver Kennlinie
  • Feder mit zylindrischer Form und konstantem Innen- und Außendurchmesser
  • Kürzere Länge als vergleichbare progressive Schraubenfedern
  • Leichter als vergleichbare, konventionelle progressive Schraubenfedern

TKS-springs2

Drehstabfedern

Drehstabfedern sind Federelemente, die in Eisenbahnfahrzeugen - normalerweise in Drehgestellen mit Luftfederung als Sekundärfederung - zur Steuerung des Wankwinkels verwendet werden, da die Steifigkeit der Luftfedern ziemlich niedrig ist. Drehstabfedern können auch für Drehgestelle erforderlich werden, die in der Sekundärfederung mit Schraubenfedern ausgestattet sind, wenn diese Federn ebenfalls eine niedrige Steifigkeit aufweisen oder sich näher an der Drehgestellmitte befinden.

Drehstabfedern sind grundsätzlich U-förmig ausgelegt. Die Enden des U sind durch Verbindungsglieder mit dem Wagenkasten verbunden, während der Rücken (das Torsionsteil) mit dem Drehgestellrahmen durch Gummilager verbunden ist.

Beim Fahrzeugbetrieb verdreht sich das Rückenteil (das Torsionsteil) infolge der unterschiedlichen Bewegungen der Arme und der Verbindungsglieder. Das führt zu einem Torsionsmoment, mithilfe dessen der Wagenkasten in die neutrale Position zurückgebracht und der Wankwinkel somit begrenzt werden soll.

Die Drehstabfedern werden entweder aus 3 Teilen (ein Rückenteil [Torsionsteil]) und zwei geschmiedete oder gegossene Arme) hergestellt oder aus einem Stab gebogen.

Das Rückenteil (Torsionsteil) der kombinierten Version wird aus Rundmaterial produziert. In den Auflage- oder Verbindungsbereichen muss der Stabdurchmesser normalerweise durch Schmieden vergrößert werden.

Die Verbindung zwischen den Armen und dem Torsionsteil erfolgt entweder durch Schrumpfen oder mittels Splines (Kerbverzahnung).

Da das Torsionsteil hohen Spannungen unterzogen ist, muss das Material - wie bei Schraubenfedern - wärmebehandelt und gestrahlt werden.

Die gebogene Version wird aus einem runden Stab produziert, wobei zwischen jedem Arm und dem Torsionsteil ein Biegeradius vorhanden ist. Die Enden solcher Drehstabfedern müssen normalerweise geschmiedet werden, um die Anschlussstellen zu den Verbindungsgliedern mittels Gummilagern oder ähnlichen Zwischenstücken herzustellen.

Die im Biegeverfahren hergestellten Drehstabfedern müssen - wie auch Schraubenfedern - wärmebehandelt und gestrahlt werden.

Die Form der Drehstabfedern wird den jeweiligen Abmessungen des Drehgestells und dem zur Verfügung stehenden Raum individuell angepasst, so dass es keine Standardteile in diesem Produktbereich gibt.

 

Torsion-Bar1

Forschungspotenzial

Langjährige Erfahrung, sowie wissenschaftliches und technisches Potential der F&E-Abteilung erlaubt der AXTONE-Gruppe die Zusammenarbeit mit führenden Herstellern der Schienenfahrzeuge, um Produkte zu entwickeln, die ihren individuellen Bedürfnissen entsprechen. Dadurch werden die AXTONE-Produkte in modernsten und meist innovativsten Schienenfahrzeugen der Welt verwendet. AXTONE als führender Hersteller  von Zug- und Stoßelementen für Eisenbahnfahrzeuge, liefert UIC- Zug- und Stoßelemente, CRASH-Komponenten, CRASH-Puffer und zentrale Zugeinrichtungen  für Schienenfahrzeuge für viele Unternehmen auf der ganzen Welt.

Software

Die Zusammenarbeit mit den Ingenieuren und Planern der Schienenfahrzeuge aus aller Welt verpflichtet unsere F&E-Abteilung die modernste Software zu verwenden. Während der Planung der innovativen Lösungen verwendet die F&E-Abteilung der AXTONE –Gruppe folgende Software:

  • Pro ENGINEER ver.5 – Software, die Funktionalitäten besitzt, die in vollem Umfang die Planung und Technologie der Produkte umfasst, d.h.: CAD, CAM, CAE, PDM und PDS. Von der Idee, durch Design, Bau – mehrere Analysen bis zum Herstellungsverfahren, 2D-Dokumentation und Förderung der CNC-Maschinen.
  • AutoCAD – CAD-Software, ausgelegt insbesondere für die zwie- und dreidimensionale Planung.
  • ANSYS 8.0 – Software für die Förderung der Ingenieur-Berechnungen verwendet die Methode der Finiten Elemente (FEM).

Die AXTONE-Gruppe verfügt u.a. über die Prüfstände der Firma Schenck und Instron mit einem Kräftebereich bis zu 3000 kN, die den UIC-Geschwindigkeitsanforderungen entsprechen, sowie schnelle Stellmotore mit der Geschwindigkeit bis zu 5 m/s und der Nennkraft 40 kN. Die Bauteile können im Weg- oder Kraft-Steuerungsmodus geprüft werden.

Parameter der Stellmotore:

Fn = 3000 kN V max = 12 mm/s Hub 200 mm
Fn = 1600 kN V max = 50 mm/s Hub 250 mm
Fn = 100 kN V max = 0.3 m/s Hub 100 mm
Fn = 40 kN V max = 5 m/s Hub 200 mm

Wir führen folgende Prüfungen durch:

  1. Ermittlung von statischen Kennlinien im Temperaturbereich von -70° C bis +60°C.
  2. Beständigkeitsprüfung der Einrichtungen im Temperaturbereich von -70° C bis +60°C.
  3. Beständigkeitsprüfung der Einrichtungen mit der Erfassung des Prüfprozesses.
  4. Prüfung der Einrichtungen in zwei Belastungsachsen (X und Y).
  5. Prüfung der Parameter der Druck- und Reißfestigkeit der Stoffe.
  6. Prüfung der chemischen Zusammensetzung von unlegierten, Chrom-Nickel-Stähle und Gusseisen.
  7. Erfassung der Funktion der in der Bahn betriebenen Puffer sowie der Zug- und Puffereinrichtungen.

laboratorium_bad