Schwin­gungen

Schwingungsschutz für den Bereich Bahn

© Getzner Werkstoffe GmbH

Die Hauptprobleme des Schienenverkehrs sind einerseits Schwingungen, die sich vom Gleisoberbau auf die Umgebung übertragen. Menschen nehmen sie als Erschütterungen oder Körperschall wahr. Andererseits ist es der Instandhaltungsaufwand, der durch den Materialverschleiß aufgrund mangelnder Elastizität im Gleis entsteht. Hochelastische Produkte und Systeme zur Schwingungsisolierung reduzieren den Aufwand, den der Verschleiß von Oberbaukomponenten und Fahrzeugen bewirkt, erheblich. Diese Eigenentwicklungen sind auf die Anforderungen aller Achslasten und Geschwindigkeiten ausgerichtet. Sie sind weltweit im Einsatz und richtungsweisend.

Die wirtschaftlichen Lösungen bieten einen effizienten Schwingungsschutz für alle Bereiche:

  • Vollbahn
  • Hochgeschwindigkeit
  • Innerstädtischer Verkehr (S-, Straßen- und U-Bahnen)
  • Schwerlastverkehr
  • Nahverkehr

Lösungen für den Bereich Bahn

© Getzner Werkstoffe GmbH

Zwischenlagen

Zwischenlagen sind elastische Polyurethan-Materialien, die direkt unter dem Schienenfuß verlegt werden. Sie verfügen über eine definierte Steifigkeit und erhöhen die Elastizität des Schotteroberbaus. Die verbesserte Lastverteilung bewirkt einen größeren Fahrkomfort und eine Schonung des Oberbaus: Die erhöhte Elastizität wirkt sich positiv auf den Verschleiß der Oberbaukomponenten und Fahrzeuge aus. Zwischenlagen gibt es für jede geforderte Steifigkeit und für alle Bereiche – und das in vielen unterschiedlichen Ausführungen.

© Getzner Werkstoffe GmbH

Zwischenplatten

Moderne Eisenbahnstrecken werden zunehmend als Feste-Fahrbahn-Systeme ausgeführt. Für die Elastizität auf solchen Strecken sorgen die hochelastischen Zwischenplatten. Sie werden zwischen Rippenplatte und Betontragplatte eingebaut. Elastische Zwischenplatten erhalten die lastverteilende Wirkung der Schiene und verringern Schwingungen aufgrund von Rad- und Fahrbahnunebenheiten. Durch eine angepasste Steifigkeitsverteilung der Zwischenplatte kann die Schienenkopfauslenkung bei Zugüberfahrt reduziert werden.

© Getzner Werkstoffe GmbH

Einlageplatten für Schwellenschuhe

Feste-Fahrbahn-Systeme benötigen ausreichend Elastizität zur Aktivierung der lastverteilenden Wirkung der Schiene. Die Möglichkeiten der Anordnung der elastischen Komponenten sind dabei vielfältig. Ein elastisch gelagerter Schwellenblock hat unter anderem den Vorteil, dass die zusätzliche Masse, die den Schwingweg zurücklegt, die Luftschallabstrahlung verringert. Eine größere elastische Auflagefläche hat außerdem kleinere Kantenpressungen zur Folge. Eine zweistufige Elastizität reduziert die Pressungen in der Einlageplatte zusätzlich und schont die Schienenbefestigung. Da Einlageplatten in jeder gewünschten Steifigkeit hergestellt werden, können unterschiedliche Anforderungen erfüllt werden. Dieses System kommt in erster Linie bei Tunnelstrecken verschiedener Kategorien zum Einsatz.

© Getzner Werkstoffe GmbH

Schwellensohlen

Schwellensohlen dienen dem Erschütterungsschutz, der Schonung des Schotters unter Gleisen und einer verbesserten Gleislagestabilität. Sie werden sowohl auf Hochgeschwindigkeitsstrecken als auch auf Strecken mit hohen Achslasten und zur Sanierung bestehender Strecken eingesetzt. Die Montage von Schwellenlagern erfolgt mit Hilfe eines optimierten Verbundsystems bereits in den Schwellenwerken. Auf der Baustelle sind daher keine zusätzlichen Arbeiten erforderlich. Der Einbau erfolgt rasch, witterungsunabhängig und mit minimalen Streckenunterbrechungen.

© Getzner Werkstoffe GmbH

Masse-Feder-Systeme

Masse-Feder-Systeme werden dort eingebaut, wo der Schutz vor Körperschall und Erschütterungen vor höchste Anforderungen gestellt wird. Die Lager für Masse-Feder-Systeme schützen die Anwohner einer Bahnstrecke sehr wirksam vor Lärm und Erschütterungen. Die effiziente Schwingungsisolierung wirkt sich positiv auf das Preisniveau schwingungsbelasteter Immobilien aus. Drei mögliche Bauarten stehen zur Lagerung von Masse-Feder-Systemen zur Verfügung. Welche davon zum Einsatz kommt, hängt von wirtschaftlichen aber auch technischen Überlegungen ab. Bei den zahlreich realisierten Masse-Feder-Systemen im Nah- und Fernverkehr liegt die tiefste erreichte Eigenfrequenz bislang bei 5 Hz.

Masse-Feder-Systeme für Straßenbahnen

Das leichte Masse-Feder-System, als Variante einer vollflächigen Lagerung, kommt hauptsächlich bei Stadtbahnen zum Einsatz. Bei dieser Vorgehensweise wird der Gleiskörper durch Boden- und Seitenmatten schwingungstechnisch komplett von der Umgebung getrennt.

© Getzner Werkstoffe GmbH

Unterschottermatten

Ein hohes Maß an Fahrbahn-Elastizität wird durch den Einbau von Unterschottermatten erreicht. Reduktion von Sekundärluftschall, Erschütterungsschutz sowie Schotterschonung können Gründe für einen Einbau sein. Bei der Auswahl der geeigneten Matte werden die jeweiligen schwingungstechnischen Anforderungen genau berücksichtigt. Der hohe Wirkungsgrad der Matten beruht auf der angepassten dynamischen Steifigkeit. Außerdem zeichnen sie sich durch ihre Qualität und Wirtschaftlichkeit aus. Sie sind leicht zu handhaben, schnell zu verlegen und mit schwerem Baustellengerät zu befahren. Auch bei Nachrüstungen haben sich die Matten in Kombination mit einem speziellen Verfahren bestens bewährt. Die wirtschaftliche und technische Leistungsfähigkeit von Unterschottermatten zeigt sich weltweit bei Hochgeschwindigkeitsstrecken, Vollbahnstrecken und Nahverkehrsstrecken.

© Getzner Werkstoffe GmbH

Die „Kontinuierliche Schienenlagerung“

Die „Kontinuierliche Schienenlagerung“ ist eine fortgesetzte, elastische Schienenfußlagerung, die einbaubedingte Höhenunterschiede ausgleicht. Die Steifigkeit und die Einsenkung der Schiene werden vorher genau definiert und durch geeignete Materialauswahl gewährleistet. Die „Kontinuierliche Schienenlagerung“ ist eine effiziente und wirtschaftliche Lösung.

© Getzner Werkstoffe GmbH

Spurrillenfüller

Innerstädtisch verlegte Schienenprofile und Gleise, die vom Individualverkehr gekreuzt werden, sind ein typisches Einsatzgebiet für Spurrillenfüller. Sie bieten die Möglichkeit, die für das Schienenrad notwendige Rille zu verschließen und damit eine Gefahrenstelle für den Individualverkehr zu beseitigen. Weitere Einsatzgebiete sind Bahnübergänge und Anschlussgleise auf Werksgeländen.

Elastische Lösungen für den Schienenfahrzeugbau

Polyurethan-Werkstoffe werden nicht nur im Bahnoberbau erfolgreich eingesetzt, sie isolieren Schwingungen auch in Schienenfahrzeugen effizient. Sie kommen auch als elastische Bodenlagerungen für Passagierwaggons, für Lokomotiven und Nasszellen sowie spezielle Lager für Klimageräte zum Einsatz. Die Lösungen schützen den Wagen vor unerwünschten Vibrationen während der Fahrt und reduzieren Erschütterungen auf ein Minimum: Strukturschwingungen nehmen deutlich ab, dadurch erhöht sich der Reisekomfort, die Lebensdauer eines Waggons und seiner Komponenten.

Waggonbodenlagerungen basieren auf dem eigens entwickelten und EN 45545-2 zertifizierten Polyurethan-Werkstoff Sylomer® Fire-retardant. Ein besonders leichter und kompakter Schwingungsschutz in Waggonböden bietet der Sylomer® Aluminium Vibrationsdämpfer. Er wird eingesetzt, wenn eine einfache Schraubmontage erforderlich ist. Das Isotop® DZE Railway schützt den Fahrgastbereich effektiv vor Vibrationen, die durch Klimageräte und andere Aggregate verursacht werden. 

Anwendungsbeispiele:

  • Elastische Bodenaufbauten für Schienenfahrzeuge
  • Lagerung einzelner Fahrzeugkomponenten
  • Lagerung von Fahrzeugbereichen: Führerstand, 1. Klasse, Nasszellen etc.
  • Entkopplung von Lüftungsgeräten, HVAC-Equipment und Kompressoren
  • Spritzschutzring im Fahrwerk
  • Elastische Lagerung von Starrmagnetbremsen

Vorteile:

  • Reduziert den Lärmpegel im Waggoninneren
  • Steigert den Fahrkomfort für Fahrgäste und Zugpersonal
  • Erhöht die Lebensdauer von Schienenfahrzeugen und Komponenten

 

Die Werkstoffe

Zur Isolierung von Schwingungen und Vibrationen werden kontinuierlich (am Stück) gegossene Polyurethan-Matten entwickelt und produziert. Die Lösungen aus diesen Werkstoffen sorgen für eine hohe Arbeits- und Lebensqualität, indem sie Fahrwege, aber auch ganze Gebäude, Gebäudeteile oder auch Maschinen schwingungstechnisch entkoppeln. Ein Schwingungsschutz mit den Werkstoffen ist sowohl an der Quelle als auch beim Empfänger sinnvoll: Eine elastische Lagerung des Schwingungserregers – also z. B. eines Motors, Klimageräts oder einer Bahnstrecke – reduziert die Ausbreitung von Körperschall effizient. Eine elastische Entkopplung beim Empfänger – sei es ein Gebäude oder ein sensibles Gerät etc. – verhindert, dass Vibrationen die Lebensqualität beziehungsweise die Funktionalität beeinträchtigen.

Wirkung der Werkstoffe

  • Weniger Erschütterungen und Lärm
  • Höhere Streckenverfügbarkeit und weniger Wartungsaufwand und Instandhaltungskosten für Bahnstrecken
  • Längere Lebensdauer der gelagerten Komponenten (weniger Verschleiß)
  • Mehr Komfort (z. B. für Passagiere, bei der Bedienung von Geräten, in Wohnräumen und akustisch sensiblen Gebäude)
  • Mehr Präzision (z. B. Maschinen)

Eigenschaften der Werkstoffe

  • Zuverlässige, homogene und dauerhafte Elastizität (nachweislich mehr als 30 Jahre)
  • Unempfindlich gegen kurzzeitige, auch extreme Überbelastung
  • Wasserbeständig (auch in stehendem Wasser) und feuerabweisend (bei Bedarf)
  • Direktes Befahren durch schwere Fahrzeuge ist unproblematisch
  • Unkompliziert im Ausgleich von Bautoleranzen
  • Schlanke Baukosten durch einfache und schnelle Installation
  • In unterschiedlichen Abmessungen und in unterschiedlichen Bauformen erhältlich (Variation der Dichte, Dicke und Fläche des Werkstoffs)
  • Langzeitstabilität

In freundlicher Zusammenarbeit mit GETZNER Werkstoffe GmbH.