Ein Leitfaden zur Schienenschmierung und zu Schmierfetten

Ein kurzer Überblick über die Schmierung von Eisenbahnschienen

Frans Pienaar, Technischer Vertriebsleiter

Welche Schmierstoffe werden für Eisenbahngleise verwendet? Dieser Artikel bietet eine kurze Einführung in die verschiedenen in der Branche verwendeten Schmierstoffe, einschließlich Kurvenschienenschmierstoffe, Laschenschmierstoffe, Weichenplatten- und Weichenblattschmierstoffe sowie Reibungskontrollmaterialien für die Schienenoberseite (TOR).

Als ich 1997 in der Schmierstoffbranche anfing, überreichte mir mein Chef ein technisches Handbuch mit über 1,000 Seiten fein gedrucktem Text, Abbildungen und Diagrammen. „Werde ich nach der Lektüre dieses Buches alles über Schmierstoffe wissen?“, fragte ich. „Nach der Lektüre dieses Buches werden Sie ein Achtel von allem wissen, was es über Schmierstoffe zu wissen gibt“, antwortete er.

Fast 30 Jahre später weiß ich immer noch nicht alles. Aber wie ich 1997 müssen wir alle irgendwo anfangen. Dieser Artikel dient als Einführung für Brancheneinsteiger und alle, die sich einen Überblick verschaffen möchten. Er ist erst der Anfang – Ihre Reise in die faszinierende Welt der Schienenfahrzeugschmierstoffe beginnt hier!

Die Bedeutung von Schmierstoffen für höhere Bahnsicherheit und geringere Kosten

Es gibt vier Hauptkategorien von Schmierstoffen für Eisenbahnschienen: Kurvenschmierstoffe, Schmierstoffe für Schienenlaschen, Schmierstoffe für Weichenplatten und Weichenzungen sowie Schmierstoffe zur Reibungsreduzierung auf der Schienenoberseite. In allen Fällen ist die Schmierung unerlässlich, um Langlebigkeit, hohe Leistungsfähigkeit, Geräuschreduzierung und geringere Wartungskosten zu gewährleisten.

Die Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Reduzierte Reibung: Immer wenn zwei Metalloberflächen aufeinandertreffen – wie beispielsweise ein Zugrad und eine Schiene – entsteht Reibung. Ein gewisses Maß an Reibung ist zwar notwendig (um ein Durchrutschen der Räder zu verhindern), doch Schmierstoffe regulieren dieses Maß, sodass der Zug mit minimalem Verschleiß, geringer Geräuschentwicklung und niedrigerem Kraftstoffverbrauch fährt.
Geringerer Wartungsaufwand: Bei zu hoher Reibung entsteht erheblicher Verschleiß. Schmierstoffe mindern diesen Verschleiß und verlängern die Wartungsintervalle. Dadurch profitieren die Betreiber von weniger Betriebsunterbrechungen und geringeren Kosten für Ausrüstung und Arbeitsstunden.
Rauschunterdrückung: Geräusche entstehen als Nebenprodukt der Metall-auf-Metall-Reibung. Schmierstoffe dämpfen diese Geräusche, indem sie die Reibung zwischen den beiden Oberflächen verringern.
Verringertes Entgleisungsrisiko: Obwohl selten, kann es vorkommen, dass ein Zug oder Waggon entgleist. Viele Entgleisungen verlaufen zwar glimpflich, führen aber alle zu Störungen im Zugverkehr, und einige können schwere Unfälle zur Folge haben. Schmierstoffe sind unerlässlich, um den Verschleiß zu minimieren und ein „Hochklettern“ der Räder von den Schienen zu verhindern, insbesondere in Kurven und an Weichen.

Was ist eine Kurvenschiene?

Kurvenschmierfett ist wohl das gebräuchlichste Schmiermittel für Schienen und wird überall dort eingesetzt, wo sich die Bahnstrecke krümmt. Um zu verstehen, warum es notwendig ist, muss man die Grundlagen der Rad-Schiene-Verbindung kennen.

Eisenbahnstrecken bestehen aus zwei parallelen Schienen. Auf gerader Strecke wirkt die Zugkraft vertikal und drückt gleichmäßig auf beide Schienen. In Kurven hingegen wirken Seitenkräfte. Die meisten Kurven nutzen eine Überhöhung (eine höhere und eine niedrigere Schiene), um diese Kräfte zu mindern. Zusätzlich sind die Räder von Zügen kegelförmig; dadurch legt das Rad auf der höheren Schiene in der Kurve eine längere Strecke zurück als das Rad auf der niedrigeren.

Die Rolle des Schmiermittels

Der Überhöhungswinkel jeder Kurve wird anhand des zu erwartenden Gewichts und der Geschwindigkeit der Züge ausgelegt. Überschreitet ein Zug diese Kriterien, drückt der Spurkranz des Rades auf der höheren Schiene gegen die Stirnfläche der Schiene, was zu erheblichem Verschleiß führt.

Neben dem normalen Verschleiß kann ein Rad, dessen seitliche Kraft auf die Spurweite der Schiene die Gleitfähigkeit des Rades übersteigt, an der Schiene hochklettern und eine Entgleisung verursachen. Um diese Reibung zu verringern, wird Kurvenschienenfett auf die Spurweite aufgetragen. Dies reduziert nicht nur den Wartungsaufwand bei Kurvenschienen, sondern gewährleistet auch, dass der Spurkranz gleitet, anstatt zu greifen und hochzuklettern, wodurch das Unfallrisiko deutlich gesenkt wird.

(Kurvenschienenfett wird auf die Spurfläche der Schiene aufgetragen.)

Das ideale Kurvenschienenfett muss folgende Eigenschaften haben:

Besitzen Extremdruck (EP) Eigenschaften, um den von den Zugrädern ausgeübten Kräften zu widerstehen.
Funktion Hohe Haftung um sicherzustellen, dass das Produkt an Ort und Stelle bleibt.
Bleiben Sie über alle Betriebstemperaturen hinweg stabil.
Widerstehen Sie extremen Wetterbedingungen, einschließlich Starkregen, Schnee und Hitze.

Sie können noch viel mehr über Kurvenschienenfette lesen.

Was ist eine Fischplatte?

Vereinfacht gesagt, sind Laschen zwei Metallplatten, die an den Seiten zweier Schienen an deren Treffpunkt verschraubt werden und die Schienenabschnitte zusammenhalten. Je nachdem, ob die Schienenprofile gleich sind oder eine elektrische Isolierung erforderlich ist, werden unterschiedliche Laschen verwendet.

Die Rolle des Schmiermittels

Vor dem Verschrauben der Lasche mit der Schiene wird diese unter die Lasche gefettet. Dies ist entscheidend für die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Verbindung. Das Schmiermittel ermöglicht eine leichte Bewegung von Schiene und Lasche, um Lastschwankungen beim Durchfahren eines Zuges oder die durch Temperaturänderungen bedingte Ausdehnung und Zusammenziehung auszugleichen. Es beugt außerdem Korrosion und Festfressen vor.

Das ideale Schmierfett für Fischplatten muss folgende Eigenschaften haben:

Angebot überlegen korrosionsbeständig Eigenschaften.
Sie sollten eine außergewöhnliche Langlebigkeit aufweisen und idealerweise die Wartungsintervalle auf mindestens zwei Jahre verlängern.
Die elektrische Leitfähigkeit darf nicht beeinträchtigt werden.
Bleiben Sie unter allen Wetterbedingungen stabil.

Sie können noch viel mehr über Fischplattenfette lesen.

Was ist eine Schalterabdeckung?

Eine Weiche ermöglicht es einem Zug, die Fahrtrichtung zu ändern. Sie ist typischerweise ein Y-förmiges Gleisstück, an dem sich ein Gleis in zwei teilt. Durch Betätigen des Weichenzungenhebels lenkt der Bediener den Zug auf das linke oder rechte Gleis. Die Weichenzungenplatte, auch Schiebescheibe genannt, ist die horizontale Metallplatte, die sich unter diesen beweglichen Teilen befindet.

Die Rolle des Schmiermittels

Das Weichenplatten-Schmiermittel wird auf die Oberseite der Platte aufgetragen. Es sorgt dafür, dass der Fuß des Weichenblatts mit minimalem Kraftaufwand leicht gleiten kann. Dies ist von entscheidender Bedeutung; wenn ein Weichenblatt klemmt, kann dies zu erheblichen Verspätungen oder Entgleisungen führen.

Das ideale Schmierfett für Schalterplatten muss folgende Eigenschaften haben:

Es muss über eine extrem hohe Haftung verfügen, damit es auch während der Gleitbewegung an Ort und Stelle bleibt.
Hohe Beständigkeit gegen UV-Licht und Regen.
Der Hitze standhalten von Schalterheizungen, die in kälteren Klimazonen zur Minderung von Eis und Schnee eingesetzt werden.

Sie können noch viel mehr über Schalterplattenfette lesen.

Reibungskontrollmaterialien für die Schienenoberseite (TOR)

Die Reibungsregulierung auf der Schienenoberseite ist ein relativ neues Gebiet mit bedeutenden jüngsten Innovationen. Diese Materialien werden direkt auf die Oberseite (Lauffläche) der Schiene aufgetragen, um eine optimale Reibung zwischen Rad und Schiene zu gewährleisten.

Welche Funktion haben Reibungskontrollmaterialien auf der Schienenoberseite?

(Wie der Name schon sagt, werden die Reibungskontrollmaterialien für die Schienenoberseite auf die Oberseite der Schiene aufgetragen.)

Was tun Sie?

Auf Schienen ist eine gewisse Reibung erforderlich, um das Durchdrehen oder Rutschen der Räder zu verhindern. Zu hohe Reibung erfordert jedoch mehr Energie für die Bewegung des Zuges. TOR-Werkstoffe gewährleisten einen idealen Reibungskoeffizienten – typischerweise zwischen 0.3 und 0.4 , während der Wert für trockene, unbehandelte Schienen bei etwa 0.7 liegt . Das Ergebnis sind optimierte Leistung, geringerer Verschleiß, deutlich reduzierter Kraftstoffverbrauch und überlegene Geräuschdämpfung an der Rad-Schiene-Kontaktfläche.

Umgang mit dem „Stick-Slip“-Effekt

Wenn ein Zug eine Kurve durchfährt, sorgen mechanische Systeme dafür, dass die Räder (verbunden mit einer starren Achse) die Kurve sicher durchfahren. Sobald die physikalischen Grenzen dieser Lenkmechanismen erreicht sind, kommen TOR-Reibungskontrollmaterialien zum Einsatz, um das sogenannte Stick-Slip- Phänomen zu beherrschen.

Da die Räder auf einer festen Achse sitzen, muss das Rad auf der unteren Schiene (der inneren Schiene der Kurve) eine kürzere Strecke zurücklegen als das Rad auf der oberen Schiene. Sobald die mechanische Lenkung an ihre Grenzen stößt, überschreitet das Rad auf der unteren Schiene die für die verfügbare Strecke erforderliche Drehzahl.

Dadurch entsteht ein Energieaufbau, der freigesetzt wird, wenn das Rad kurzzeitig durchrutscht, um den Geschwindigkeitsunterschied auszugleichen. Sobald die Energie freigesetzt ist, greift das Rad wieder, und der Zyklus wiederholt sich: Haften-Rutschen-Haften-Rutschen . Dies setzt sich fort, bis der Zug die Kurve durchfahren hat und wieder geradeaus fährt. Durch den Einsatz von TOR-Reibungskontrollmaterialien stabilisieren wir die Reibungswerte, eliminieren diesen unregelmäßigen Zyklus und reduzieren die damit verbundenen Vibrationen, den Verschleiß und die Geräusche.

Weitere zu berücksichtigende Faktoren: Umweltbedingungen, Schwerlasttransporte und Wetterbedingungen

Welches Schmiermittel oder Reibungsminderungsmaterial genau benötigt wird, hängt von mehreren Faktoren ab:

Umweltkonformität: Umweltverträgliche Schmierstoffe (EALs) werden zunehmend benötigt, da Rückstände ins Grundwasser gelangen können.
Schwerlasttransport: Für Gleise, auf denen schwere Güter transportiert werden, kann ein spezielles Schmierfett erforderlich sein, das für extreme Belastungen ausgelegt ist.
Brandschutz: In Tunneln und städtischen Gebieten müssen Schmierstoffe oft feuerbeständige Eigenschaften aufweisen, um das Risiko von Rauch und Flammen zu verringern.

Erste Schritte

Die Wahl des richtigen Schmierstoffs und Reibungsminderungsmaterials gewährleistet dauerhafte Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit Ihres Netzwerks. Benötigen Sie Beratung bei der Auswahl des optimalen Produkts für Ihre individuellen Anforderungen? Kontaktieren Sie uns bei RS Clare . Wir helfen Ihnen gerne weiter.