Betrouwbaarheid en kwaliteit houden de spoorwegen in het juiste spoor

Steeds meer reizigers kiezen er tegenwoordig voor om met de trein te reizen vanwege het gemak, de prijs, het comfort en de veiligheid. 

Voor de fabrikanten van rail- en treinonderdelen is het daarom essentieel dat zij de benodigde producten en diensten met een constant kwaliteitsniveau kunnen leveren, dag in dag uit. Een maximale betrouwbaarheid door gebruik te maken van de modernste gereedschappen, materialen en bewerkingstechnieken, inclusief het aanbieden van productief en economisch verantwoord onderhoud van de bestaande infrastructuur zijn cruciaal.

In 2013 bedroeg de wereldmarkt voor spoorwegtechnologie circa 150 miljard euro. Verwacht wordt dat dit bedrag in de komende jaren tot 2019 met gemiddeld 2,7 procent zal groeien naar 176 miljard euro.

Het spoorwegsegment is al vele jaren een kernactiviteit voor Dormer Pramet. De onderneming biedt haar klanten hiervoor een breed assortiment verspaningsgereedschappen, zowel voor de productie als voor het onderhoud van het materieel. Tomáš Hantek is International Application Manager for Railway bij Dormer Pramet. “De treinwielen en de rails zijn de belangrijkste componenten voor elk spoorwegbedrijf, want zij vormen de verbinding tussen het voertuig en de spoorlijn. Daarom moeten de oppervlakken van zowel de rails als van de wielen altijd van de allerhoogste kwaliteit zijn. “De geringste oneffenheid of onregelmatigheid in het oppervlak kan ongewenste krachten, wrijving, trillingen en slijtage veroorzaken, die voor ongewenste effecten zorgen op het voertuig en de infrastructuur. Bij personentreinen beïnvloedt dit niet alleen het comfort van de reizigers, maar ook hun veiligheid. “Als een vertrouwde partner van een groot aantal treinenbouwers over de hele wereld, biedt Dormer Pramet ondersteuning bij het fabriceren en herprofileren van de wielen, alsmede bij het bewerken van assen, chassis, spoorrails, wissels, grondplaten, gemonteerde assen, koppelingen en andere componenten voor het rollend materieel.

“Bij elk contact tussen de wielen van het voertuig en het oppervlak van de rails, moeten de materialen sterk genoeg zijn om de normale (verticale) krachten te weerstaan die worden uitgeoefend door normale tot zeer zware belastingen. De krachten die optreden en opgevangen dienen te worden in de contactzone moeten zo klein mogelijk zijn zodat zware ladingen zich snel kunnen verplaatsen met een geringe rolweerstand maar ook zo groot zijn dat de voertuigen kunnen optrekken, remmen en geleid worden.

Railonderhoud

“Het meest voorkomende mechanische geluid van een trein is afkomstig van het contact tussen de wielen en de rails. Deze ‘trillingen’ worden doorgegeven aan de grond en kunnen zelfs te voelen zijn in nabijgelegen gebouwen. Trillingen (in het gebied van 4 tot 80 Hz), of laagfrequente dreunende geluiden (tussen 30 en 250 Hz) kunnen ook worden doorgegeven aan het voertuig zelf en een nadelige effect hebben op het comfort van de reizigers en op de levensduur van het voertuig. 

“Om deze constante kracht tussen de rails en het voertuig tegen te gaan, is het van groot belang dat de rails in goed staat blijven. Er zijn meerdere redenen voor het behandelen van de rails, maar de belangrijkste is die van de operationele veiligheid. Door de mechanische spanningen die optreden tijdens het contact tussen het wiel en de rail kunnen scheurtjes ontstaan in het oppervlak van de rail. Deze moeten snel worden verwijderd voordat zij uitgroeien en de spoorlijn beschadigen. “Een regelmatige controle van het railprofiel is belangrijk om schade aan de spoorlijn en het rollend materieel te beperken. Een andere reden is om ervoor te zorgen dat moderne hogesnelheidstreinen bestaande lijnen veilig en betrouwbaar kunnen gebruiken. “De rails kunnen op verschillende manieren worden bewerkt. De meest tijdrovende methode bestaat uit het gebruik van raillegmachines, die oude rails vervangen door nieuwe. Het is ook mogelijk om de bestaande rails te slijpen, maar het nadeel hiervan is dat dit maar een geringe diepte bereikt en vonken veroorzaakt, waardoor brand kan ontstaan.

 “Een alternatief is echter het dynamisch frezen van de rail. Het herprofileren van een spoorbaan zonder de rails te verwijderen levert aanzienlijke besparingen qua tijd en kosten op. Het is daarom geen verrassing dat het dynamisch frezen van rails een van de meeste gebruikte methodes is. Maar om optimale resultaten te behalen met deze ‘mobiele’ toepassing is wel gespecialiseerd materieel vereist. “Dynamisch frezen is mogelijk met speciaal ontworpen treinen die rijden met een constante snelheid van 700 meter per uur. Rails van R350HT-staal zijn hoog slijtvast met een hardheid tussen 900 en 1.200 MPa. Als gevolg van het passeren van de treinen kan de hardheid van de rail aan de bovenkant toenemen tot wel 1.500 MPa. “Voor het herprofileren van de rails worden twee freesunits gebruikt. De eerste unit bewerkt het oppervlak voor en de tweede zorgt voor de nabewerking ervan. De twee units behandelen beide rails tegelijk.

“Het definitieve railprofiel en de oppervlakteafwerking worden verzorgd door slijpunits, terwijl de metalen spanen die gevormd zijn tijdens het frezen worden overgebracht naar een opvangbak, zodat er geen resten of spanen op de spoorlijn achterblijven. “Een andere mogelijkheid is het gebruik van een truck die op de weg en op rails kan rijden door van wieltype te veranderen. Deze heeft aan elke kant één freesunit en voert daardoor alleen de nabewerking uit.

Veiligheid

“Het is de normale praktijk dat tijdens het herprofileren van de rails de wisselplaatslijtage wordt bijgesteld aan boord van de freestrein. Om zo weinig mogelijk tijd te verliezen vervangen de operators vaak de gehele frees, waarvoor ze uit de trein moeten stappen. “De renovatie van de railinfrastructuur gebeurt meestal in de nacht, als er minder verkeer is. Met het oog op de veiligheid is het beter om de frees niet te vervangen tijdens een gang, met name in de nacht. De afstand die gefreesd wordt tijdens een standaard gang ligt normaliter tussen 3.000 en 3.500 m. Railwisselplaten en frezen van Dormer Pramet gaan langer dan 3.700 m mee, waardoor het personeel tijdens de gehele werkgang in de trein kan blijven.

“Ons assortiment voor de railindustrie bestaat uit schijffrezen, cassettes en instelbare wisselplaten voor het dynamisch railfrezen. De railfrezen van Pramet hebben, bijvoorbeeld, een diameter van 600 mm, een snijsnelheid tussen 220 en 280 m/min en elke freestand kan tussen 3,5 en 5 mm raillengte behandelen met een maximale snijdiepte tussen 0,5 en 1,5 mm. “Er zijn ook diverse universele en afneembare cassettes leverbaar, elk bestaande uit een behuizing die gelijk is voor de linker en de rechter rails, en geschikt zowel voor voorbewerkingen als voor nabewerkingen. “Deze cassettes worden ook toegepast voor verschillende railprofielen – de AHC (Anti-Head-Check, voor rails gebruikt door treinen met een snelheid tot 160 km/u) en het UIC 60E2-profiel voor hogesnelheidslijnen. Wanneer het profiel veranderd moet worden, dan hoeven slechts twee van de elf wisselplaten in elke cassette te worden vervangen.

“Door ons aanbod van specifieke freesgereedschappen voor het dynamisch frezen van rails en ons streven om continu nieuwe producten voor de industrie te ontwikkelen, hebben we sterke partnerships kunnen ontwikkelen met grote spoorwegbedrijven over de hele wereld. “Dormer Pramet is onlangs uitverkoren door Deutsche Bahn (DB) in Duitsland als leverancier van dynamische frezen met afneembare cassettes en wisselplaten. DB vervoert dagelijks meer dan zeven miljoen reizigers en een miljoen ton aan vracht in Duitsland. Het bedrijf is bovendien wereldwijd zeer actief, met bedrijven in 130 landen die een omzet van 38 miljard euro maken. 

Treinwielen

“Dormer Pramet heeft niet alleen grote ervaring in het herprofileren van rails, maar ook in het bewerken van treinwielen en zoekt voortdurend manieren om te beantwoorden aan de wensen van de klant op de gebieden van betrouwbaarheid en productiviteit.

“Net als rails, moeten treinwielen regelmatig onderhouden worden. Dit is nodig om het loopgedrag, de geluidsontwikkeling en de veiligheid te verbeteren. Ook het bewerken van treinwielen vraagt om specifieke technologie. Deze is gebaseerd op het principe van kopieerfrezen met een ronde snijkant. Een van de grootste uitdagingen is het bepalen van de optimale spaandikte en de warmteverdeling. “Door samen te werken met fabrikanten over de hele wereld met een gezamenlijke jaarproductie van meer dan 8 miljoen wielen, kan Dormer Pramet direct technische ondersteuning en expertise op dit gebied aanbieden.

Toekomstperspectieven

“De jarenlange intensieve contacten van Dormer Pramet met fabrikanten en leveranciers hebben ons in de positie gebracht dat wij de ideale partner zijn geworden om de groeiende vraag vanuit de industrie naar kwaliteit en betrouwbaarheid te beantwoorden. “Ofschoon we al een groot aantal producten in dit segment hebben, komen er elk jaar nieuwe bij in ons assortiment. Voordat we nieuwe gereedschappen op de markt brengen, worden ze alle uitgebreid getest volgens een lange lijst van strenge criteria. Hierbij wordt onder meer gekeken naar de betrouwbaarheid in het verspaningsproces, standtijd en productiviteit voor de klant, optimale spaanbreking, accurate maatvoering en stabiliteit en hoge oppervlaktekwaliteit.

“Pas als we al deze eigenschappen kunnen garanderen, wordt het gereedschap aangeboden aan de fabrikanten. Op deze manier is een continue ontwikkeling voor de spoorwegsector in zijn totaliteit voor vele jaren verzekerd.”