Hybride Schienenprofile für Fahrbahnen von Portalwaschanlagen
Die Fahrbahnen einer Portalwaschanlage liegen im Boden eines öffentlich zugänglichen Bereichs, der ständig nass und voller Reinigungsmittel ist, und tragen ein Fahrzeug über ihre gesamte Länge. Diese Kombination schliesst die meisten Standard-Schienenprofile aus. Ein Kunde benötigte eine Niederprofilschiene aus warmgewalztem Baustahl S355J2 und daneben eine korrosionsbeständige Ausführung desselben Querschnitts. Montanstahl antwortete mit einem Hybridprofil: Der obere Teil der Schiene wurde warmgewalzt und anschliessend durch Laserschweissen mit einem Standard-Flachstahl verbunden; geliefert wurde der Querschnitt sowohl in Kohlenstoffstahl als auch in Edelstahl 304L.
Eine Schiene, die niedrig bleiben und ein Auto tragen muss
In einer automatischen Portalwaschanlage bleibt das Fahrzeug stehen, während sich die Anlage auf paarweise verlegten Fahrbahnen bewegt und im Waschzyklus über das Fahrzeug hinwegfährt. Da der Waschbereich öffentlich zugänglich ist, verlangt der Kunde eine Niederprofilschiene, die die Stolpergefahr minimiert; der Querschnitt kann also nicht einfach erhöht werden, um Steifigkeit zu gewinnen. Die Montage setzt eigene Grenzen, denn sowohl bei der Form als auch beim Sägeschnitt sind relativ enge Toleranzen nötig, damit die Schienensegmente ohne Unterlegen fluchten. Gleichzeitig muss die Schiene eine ausreichende Tragfähigkeit bieten und dem Abrieb durch Rollverschleiss sowie der Korrosion in einer ständig nassen und verschmutzten Umgebung widerstehen. Schienen und Führungsprofile mit dieser Anforderungskombination sind typisch für den Transport- und Bahnsektor, in dem das Profil belastet, exponiert und auf Langlebigkeit ausgelegt ist.
Zwei Werkstoffe, eine Geometrie und eine Grenze für die Verdrehung
Der Kunde suchte das Profil in warmgewalztem Baustahl S355J2 und parallel dazu eine korrosionsbeständige Alternative in derselben Geometrie – und hier begannen die Schwierigkeiten. Die erste war metallurgischer Natur, denn die Legierung musste die Korrosion verhindern, die der Boden einer Waschanlage unweigerlich verursacht. Die zweite war technologischer Art, da Werkstoff und Schienenform mit einem Fertigungsweg vereinbar sein mussten, der beides liefern kann; ein für das Walzwerk optimierter Querschnitt lässt sich nicht automatisch mit einem anderen Verfahren nachbilden. Die dritte war dimensionaler Art: Die Verdrehung war auf 0,35 mm pro Meter begrenzt – ein wichtiger Wert, denn eine Schiene, die sich über ihre Länge verdreht, hebt eine Kante der Lauffläche an und belastet die Räder ungleichmässig. Zusammengenommen sprachen diese Vorgaben gegen eine einzelne Fertigungstechnologie, und die Antwort war ein für dieses Bauteil völlig neuer Ansatz: ein Hybridprofil.
Anwendungskontext
Edelstahl 304L wurde gewählt, um der Schiene ihre Korrosionsbeständigkeit zu verleihen, und der Querschnitt wurde als Hybridprofil mit zwei aufeinanderfolgenden Fertigungstechnologien aufgebaut. Der obere Teil der Schiene, der profilierte Kopf, der das Rad trägt, wurde durch Warmwalzen hergestellt und anschliessend mit einem Standard-Flachstahl als Fuss laserverschweisst. Diese Aufteilung hält die komplexe Geometrie dort, wo sie gebraucht wird, und nutzt für den Rest einen Lagerquerschnitt, was sowohl Kosten als auch Verzug im Griff behält. Die Prüfung am ersten Prototyp ergab eine maximale Verdrehung von 0,3293 und 0,3020 mm, innerhalb der vom Kunden gesetzten Grenze, und sowohl die Kohlenstoffstahl- als auch die Edelstahlausführung wurden geliefert. Die Kombination von Technologien auf diese Weise ist eine Standardoption im Montanstahl-Sortiment an Sonderprofilen; die Möglichkeiten für Hybrid- und Verbundprofile sind in den technischen Q&A beschrieben.