Wasserstrahlschneiden!

Wasserstrahlschneiden!

Wasserstrahlschneiden eines ICE3 Radreifen (zur Materialprüfung)
Höhe des Radreifen ca. 180mm (Schnittverlauf)
Druck des Wasserstrahles 6000 bar


Der Grundstoff für ein Eisenbahnrad ist ein Stahlstrang. Vier Stunden lang wird er bei über 1300 Grad erhitzt. Vor der Weiterverarbeitung werden Eisenoxidrückstände entfernt. Dabei müssen so viele Schlackerückstände wie möglich entfernt werden, da diese sehr hart sind, und sich in das Material drücken könnten. Anschließend senkt sich eine 6000-Tonnen-Presse auf den Rohling und bringt das Rad in seine Form. Die Räder sind 400 Kilogramm schwer und lassen sich nur mit Robotern bewegen. An der Farbe lässt sich die Temperatur ablesen. Je mehr der Rohling abkühlt, desto stärker verfärbt sich der Stahl ins Rötliche. Die Walzwerkzeuge bringen das Rad weiter in Form. Immer wieder wird mit einem Wasserstrahl überschüssige Schlacke entfernt. Damit Fehler im Produktionsprozess nachvollzogen werden können, wird jedes Rad einzeln nummeriert. Aus der heißen Produktion werden ständig Proben gezogen und vermessen. Schließlich kühlen die Räder eine Nacht lang aus.

Nach der Formgebung folgt der entscheidende Arbeitsschritt. Die Räder müssen vergütet werden, damit sie ihre Form behalten. Der Werkstoff Stahl ist nicht nur hart, sondern unter Belastung auch dehnbar. In einem Ofen werden die Räder deshalb nochmals auf 800 Grad erhitzt. Die erneute Wärmebehandlung dient dazu, den Stahl so schnell und intensiv wie möglich abzuschrecken. Dies ist notwendig, um seine internen kristallinen Strukturen zu festigen und den internen Gitter-Aufbau der Moleküle „einzufrieren“. Ist der Stahl zu hart, wird er spröde und bricht. Ist er zu weich „quillt“ das Rad unter Belastung auseinander. Das „perfekte“ Rad muss deshalb nicht nur hart, sondern auch zäh, also leicht biegsam bleiben. Eine delikate Balance, die ausgelotet werden muss.

In einem Härtetest wird die Mischung überprüft. Dazu wird eine kleine Stahlkugel in das Rad gepresst. Aus dem Durchmesser dieses Eindrucks lässt sich der genaue Härtegrad ableiten. Schließlich werden letzte Unebenheiten in einer CNC-Fräse abgeschliffen. Die Maschine, die dazu benötigt wird, arbeitet im Bereich von hundertstel Millimetern, denn die dynamischen Kräfte zwischen Rad und Schiene würden jede Unrundheit auf das Material übertragen und extrem belasten.
Bei Hochgeschwindigkeitszügen wie dem ICE 3 werden ausschließlich komplette Radsätze geliefert. Rad und Welle werden ohne feste Verbindung ineinander gepresst. Ohne Nut oder Verschraubung. Allein die Keilwirkung reicht aus, um das Rad bei starker Beanspruchung in Position zu halten. Auch bei 300 Stundenkilometern.