Das “System Schiene” – Innovationen für Jahrzehnte 5 Minuten Lesezeit
Mobilität

Das “System Schiene” – Innovationen für Jahrzehnte

Stephanie Bauer
Als voestalpine Digital Native der ersten Stunde ist Stephanie Bauer für die Corporate Online & Social Media Strategie verantwortlich, als Chef vom Dienst für das Themenmanagement im Newsroom.

Die forcierten Investitionen in die Eisenbahninfrastruktur eröffnet den Bahnen die nachhaltige Chance, sich vor dem Hintergrund steigenden Umweltbewusstseins als Transportmittel der Zukunft zu positionieren. Steigende Anforderungen an Verfügbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Servicierbarkeit und Sicherheit machen das „System Schiene“ zum Hochleistungssystem. Weltweit wird dabei auf innovative Schienen- und Weichentechnologie der voestalpine gesetzt.

Die – vor allem unter dem Eindruck der globalen Wirtschaftskrise – forcierten Investitionen in
den Ausbau und die Modernisierung der Bahninfrastruktur stellen sowohl die Bahnbetreiber
als auch die Bahntechnikindustrie vor große Herausforderungen. Zum einen werden mit den
jetzt getroffenen Entscheidungen buchstäblich die „Weichen“ für Jahrzehnte gestellt, zum
anderen zwingt der auch in der Bahntechnik wachsende Wettbewerbsdruck die Anbieter zu
ständigen Innovationen, die nicht nur technologisch, sondern auch im Hinblick auf die
Wirtschaftlichkeit eine Verbesserung darstellen – schließlich steht auch die Bahn im
Wettbewerb mit anderen Transportmitteln und aufgrund der knappen öffentlichen Budgets
auch unter einem zunehmenden Kostendruck.

Technologie und Wirtschaftlichkeit gefragt

Innovationen in der Bahninfrastruktur müssen somit durch technologische Optimierungen
auch eine entscheidende Verringerung der Lebenszykluskosten ermöglichen, es geht also
nicht nur um die Technik, sondern auch um die Wirtschaftlichkeit. Und es reicht nicht, allein
ein Produkt anzubieten, sondern es sind integrierte Lösungen für die hoch komplexen
Anforderungen des Bahnfahrweges gefragt.

Schlüsselkomponente des Bahnfahrweges ist zweifellos die Schiene; sie ist den gewaltigen
fahrdynamischen Kräften der Zugbewegung mit einer Rollkontaktfläche, die lediglich der
Größe einer kleinen Münze entspricht, ausgesetzt. Sie muss dabei imstande sein, im
Lebenszyklus hunderten Millionen Tonnen überrollter Last standzuhalten und dabei viele
Millionen Lastwechsel – und dies bei unterschiedlichsten Witterungs- und
Temperaturverhältnissen – zu verkraften. Schienen sind somit eines der am stärksten
beanspruchten Stahlprodukte überhaupt, gleichzeitig aber auch eine
Sicherheitskomponente, von deren problemfreier Funktion die Unversehrtheit menschlichen
Lebens und hohe Vermögenswerte abhängen.

Der Zyklus für Neuentwicklungen bei Schienen liegt übrigens bei rund 20 Jahren. Dies
verdeutlicht, welche Herausforderung an Innovationen in diesem Bereich gestellt werden.

Ultralange und speziell kopfgehärtete Schienen als Weltinnovationen

Die größtmögliche Vermeidung von Schweißstellen ist sowohl aus wirtschaftlichen als auch
aus sicherheitstechnischen Gründen geboten, weil damit Schweißkosten,
Verschleißerscheinungen und Fehlerrisiken minimiert werden. Der Marktanteil von
ultralangen Schienen steigt daher beständig. Die voestalpine ist derzeit nach wie vor der
weltweit einzige Anbieter der von ihr entwickelten und seit 1990 vermarkteten Technologie,
den längsten schweißstoßfreien Schienen mit einer Länge von 120 Metern. Sie werden auf
Kundenwunsch nicht nur mit einer ausgeklügelten Lager- und Lieferlogistik „just in time“ an
jede Bahnbaustelle Europas gebracht, sondern können – auch dies eine bislang weltweit
einzigartige Innovation – in einer speziellen wärmebehandelten Qualität geliefert werden.

Die wärmebehandelten Premiumschienen (bestehend aus den Qualitäten HSH® und
DOBAIN®) sind eine der wichtigsten Innovationen in der Schienentechnik in den
vergangenen Jahrzehnten überhaupt. Feinperlitisch kopfgehärtete HSH®- (Head Special
Hardened-) Qualität beschreibt ein Verfahren, in dem die direkt aus der Walzung
kommenden, noch glühenden Schienen kopfüber in ein spezielles Härtebad getaucht
werden. Ergebnis ist ein gegen abrasiven Verschleiß extrem widerstandsfähiges Produkt.
Kopfgehärtete Schienen erreichen eine wesentlich längere Lebensdauer als Normalgüte-
Schienen und eignen sich daher besonders für den Einsatz unter starker Beanspruchung.

Härter, zäher und um ein Vielfaches langlebiger

Wärmebehandelte Schienenstähle verbessern nachweislich auch die Widerstandsfähigkeit
der Schienen gegen Rollkontakt-Ermüdungsschäden („Head-checks“), die ein ernst
zunehmendes Problem für die Bahninfrastruktur darstellen, signifikant. Sie eignen sich für
alle Anwendungsbereiche, vom Güter-, Personen, Schwerlast- und
Hochgeschwindigkeitsverkehr bis zur Straßenbahn.

Zahlreiche Streckentests in Zusammenarbeit mit verschiedensten Bahnen weltweit haben
bestätigt, dass wärmebehandelte Schienen eine mehrfache Verlängerung der Einsatzdauer
mit sich bringen.

So haben ausgedehnte Gleistests mit dem Forschungs- und Technologiezentrum der
Deutschen Bahn ergeben, dass HSH®-Schienen nicht nur hinsichtlich Verschleißfestigkeit
und Rissbildung den konventionellen Schienengüten weit überlegen sind.

Analysen nach den RAMS-Kriterien (reliability, availability, maintainability, safety) belegen
weiters

  • Einsparungen von bis zu 35% und mehr bei den gesamten Lebenszykluskosten
  • Erhöhung der Schieneneinsatzdauer um mindestens 200%
  • und eine Verringerung der instandhaltungsbedingten Stillstandszeiten um bis zu 50% und mehr.

Neben den feinperlitisch kopfgehärteten HSH®-Schienen gehört auch die so genannte
bainitische Schiene (Markenname: DOBAIN®) zu den wärmebehandelten Schienenstählen.
Die Innovation gegenüber den Mitbewerbern liegt darin, dass das bainitische Gefüge nicht
über Legierungen, sondern mittels Wärmebehandlung erreicht wird, was wesentliche
Kostenvorteile bedeutet.

Modernste Produktion und breite Servicepalette

Basis dieser Innovationen ist das derzeit modernste Schienenwalzwerk in Donawitz
(Steiermark/Österreich), das neben weiteren signifikanten Umweltverbesserungen auch eine
nochmalige deutliche Senkung der Toleranzen erreichte. Das Höchstmaß an Maßhaltigkeit
bewirkt eine größtmögliche Fahrflächen-Ebenheit, Stahl-Reinheit und Spannungsfreiheit der
Schienen. Die Walzstraße ist mittlerweile zu 100 % automatisiert, die Zahl der installierten
Sensoren erhöhte sich von 50 auf 1.000. Die spezielle Konzeption der neuen
Wärmebehandlungsanlage ermöglicht es zudem, auch künftig alle denkbaren
Werkstoffentwicklungen bei wärmebehandelten Schienenstählen produktionstechnisch zu
begleiten.

Mit mehr als 100 verschiedenen Schienenprofilen bietet die voestalpine an ihren beiden
Produktionsstandorten in Donawitz und Duisburg übrigens die weltweit breiteste
Produktpalette aller Schienenerzeuger.

Die Vorteile moderner Schienentechnologie müssen mit entsprechenden Dienstleistungen
(Logistik, Systemberatung, schienenrelevante Services) verbunden sein. So wurden für die
„just-in-time“-Lieferlogistik spezielle Geräte, so genannte „Railputler®“, entwickelt, mit denen
die Abladung und Verlegung direkt an der Baustelle möglich ist. Unter Einsatz modernster
CAD/CAM-Technologien werden die Spezialschienen bereits während der Produktion so
gebogen, dass sie bereits auch für Kurven verlegefertig an die Baustelle angeliefert werden
können.

Knallharter Rechenstift – Kriterium “Lebenszykluskosten”

Was sind nun die wirtschaftlichen Kriterien für die Bahnbetreiber? Der Rechenstift der
Kunden muss eine Vielzahl unmittelbarer, bei der Errichtung von Strecken anfallender, aber
auch sehr langfristiger Kosten berücksichtigen. Möglichst optimale Life Cycle Costs (LCC)
setzen sich vor allem aus kostengünstigen Erst- bzw. Ersatzinvestition unter dem
Gesichtspunkt von ganzheitlicher Betrachtung von Produkt, Logistik und Einbau, einem
längstmöglichen und kostengünstigen Nutzungszeitraum sowie der Optimierung von
Liegedauer und Instandhaltungs-Strategien unter Berücksichtigung der RAMS-Kriterien
zusammen.

Selbst entwickelte LCC-Software-Tools – Computerprogramme, welche die Kunden bei der
Erstellung und Optimierung von Lebenszykluskosten-Strategien unterstützen –, schneller,
störungsarmer Ausbau und wertgerechtes Recycling stellen für die Bahnkunden
größtmögliche Kosteneinsparungspotenziale und damit wirtschaftliche Rentabilität sicher.