Stranggepresste Batteriehalterprofile für TGV-Züge
Batteriehalter in einem Hochgeschwindigkeitszug tragen die Einheiten, die die Bordsysteme mit Energie versorgen. Sie sitzen unter dem Fahrzeug, wo sie Witterung, Spritzwasser und ständigen Vibrationen ausgesetzt sind, und sollen so lange halten wie der Zug selbst. Ein Hersteller dieser Komponenten bat Montanstahl um einen Prototyp und anschliessend um eine Neukonstruktion des zugrunde liegenden Profils. Das Ergebnis ist ein neues stranggepresstes Profil aus Edelstahl 1.4301 anstelle von Duplex 1.4462, geliefert in einer Menge von 41 Tonnen in zwei Längen von 6 000 und 5 950 mm.
Hochgeschwindigkeitsverkehr und die Komponenten dahinter
Seit den 1980er-Jahren setzen Hochgeschwindigkeitszüge weltweit Massstäbe für Innovation im Schienenverkehr und erreichen dank Fortschritten in Aerodynamik, Werkstoffen und Technik Geschwindigkeiten von über 300 km/h. Diese Entwicklungen verbinden Effizienz, Zuverlässigkeit und Fahrkomfort und haben den Hochgeschwindigkeitsverkehr zu einem Symbol moderner Mobilität gemacht. Diese Entwicklung zu unterstützen heisst, Komponenten neu zu denken, die Fahrgäste nie zu Gesicht bekommen. Der Kunde suchte kritische Bauteile für Batteriehalter, Elemente, die ein durchdachtes Design mit hochwertigen Werkstoffen verbinden und hohe Anforderungen an Leistung und Lebensdauer erfüllen müssen, da sie anspruchsvolle Bordsysteme versorgen. Profile für Transport- und Bahnanwendungen stehen vor einer besonderen Kombination von Anforderungen: Das Gewicht muss im Sinne der Energieeffizienz begrenzt werden, während das Bauteil dennoch Korrosion und Vibrationen standhält und eine Lebensdauer erreicht, die in Jahrzehnten statt in Jahren gemessen wird.
Vom Prototyp zum neu konstruierten Profil in neuer Güte
Das Projekt begann mit einem Prototyp für die Bewertung und mögliche Weiterentwicklung, ein üblicher Ausgangspunkt, wenn ein Bauteil neu überdacht und nicht einfach nachbestellt wird. Nach der Bewertung des Prototyps forderte der Kunde drei Änderungen am Endprodukt. Die Konstruktion sollte optimiert werden, damit das Profil besser zur Anwendung passt, was eine Überprüfung der Wanddicken und der Form der Auflageflächen für die Batterieeinheit bedeutete, statt das Bestehende einfach nachzubilden. Der Werkstoff sollte von Duplexstahl 1.4462 auf Edelstahl 1.4301 umgestellt werden. Schliesslich sollte die Lieferung 41 Tonnen in zwei unterschiedlichen Längen umfassen. Die Werkstoffänderung ist die interessanteste der drei, denn der Wechsel von einer Duplexgüte zu einer austenitischen Standardgüte verringert die mechanische Festigkeit, sodass die Geometrie ausgleichen muss, was die Legierung nicht mehr leistet.
Anwendungskontext
Montanstahl arbeitete direkt mit dem Kunden an der Neukonstruktion der Batteriehalterprofile und entwickelte ein neues stranggepresstes Profil, das die funktionalen und masslichen Anforderungen an das Bauteil erfüllt. Der Werkstoff wurde auf Edelstahl 1.4301 umgestellt, der die für die Anwendung nötige Korrosionsbeständigkeit bietet und gegenüber der ersetzten Duplexgüte kosteneffizienter ist, ein Kompromiss, den erst die überarbeitete Geometrie möglich machte. Die Profile wurden in zwei präzisen Längen von 6 000 mm und 5 950 mm gefertigt, und zwischen 2019 und 2020 wurden 41 Tonnen geliefert, die den Bedarf des Kunden bis 2030 abdecken. Das Strangpressen eignet sich für ein solches Bauteil, weil es in einem einzigen Durchgang ein geschlossenes oder tief hinterschnittenes Profil mit der von der Baugruppe erwarteten Oberflächenqualität erzeugt, ohne Mindestmengen, die einen Prototyp benachteiligen würden. Profile dieser Art werden als Sonderprofile in einer grossen Auswahl an Stahlgüten entwickelt, und Fragen zu Neukonstruktion und Werkstoffsubstitution werden in den technischen Q&A beantwortet.