Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dimensions- und witterungsbeständige Alternative zu Holz: Bahnschwellen aus Polyurethan

10.09.2004

Holz ist einer der ältesten Werkstoffe der Menschheit - und gleichzeitig sicher einer der faszinierendsten. Gleichwohl hat der Einsatz dieses sympathischen Materials auch seine Grenzen. So ist Holz als nachwachsender Rohstoff nicht beständig gegen Verwitterung. Auch die hohe Verzugsneigung des Materials hat Ingenieure in manchen Bereichen, in denen Holz traditionell Einsatz findet, nach Alternativen suchen lassen.

"Eslon Neo Lumber FFU" ist ein extrem dimensionsbeständiges Compositmaterial aus einem langglasfaserverstärkten Baydur® 60 Typ der Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., einer Beteiligungsgesellschaft der Bayer MaterialScience AG. Das japanische Unternehmen Sekisui Chemical bietet es bereits seit mehr als 20 Jahren erfolgreich als Konstruktionswerkstoff im asiatischen Markt an. Dort bewährt sich das anspruchsvolle Compositmaterial in unterschiedlichsten Bereichen - immer dort, wo man auf die einfache Verarbeitbarkeit von Holz nicht verzichten möchte, es aber aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht einsetzen kann. Zu den häufigsten Anwendungen des Verbundwerkstoffs zählen Becken für Fischzucht, Silos, Stege, Erdverankerungen (hier als Betonersatz) und vor allem Bahnschwellen. Der japanische Hochgeschwindigkeitszug Schinkansen zum Beispiel fährt auf solchen Hochleistungs-Schwellen aus Polyurethan.

... mehr zu:
»Bahnschwellen »Eslon »FFU »Lumber »NEO »Polyurethan

Nun erlebte der vielseitige Verbundwerkstoff seine Europa-Premiere. Im Rahmen eines Renovierungsprojekts wurden auf der Zollamtsbrücke in Wien die Gleise erstmals auf Bahnschwellen aus Polyurethan verlegt.

"Gerade beim Einsatz auf Brücken bietet der Werkstoff Eslon Neo Lumber FFU deutliche Vorteile gegenüber Holz", erläutert Michael Schwittlinsky von der Sekisui Chemical Deutschland. "Temperaturwechsel, UV-Strahlung und insbesondere die permanente Luftfeuchtigkeit sorgen dafür, dass die Holzschwellen hier schneller verwittern als in anderen Einsatzbereichen. Das Problem ist, dass die Ausbesserung einer Schienentrasse nicht nur mit erheblichen Unannehmlichkeiten, sondern vor allem mit hohen Kosten verbunden ist." Daher machen sich in diesen und ähnlichen Anwendungsbereichen Werkstoffe, die in diesem Umfeld eine längere Lebensdauer aufweisen, schnell bezahlt.

Eslon Neo Lumber FFU (FFU steht für fiber reinforced foamed urethane) wird bei Sekisui in nahezu beliebigen Längenmaßen nach dem Pultrusion-Verfahren gefertigt. Es sieht aus wie Holz und vereint alle positiven Eigenschaften des Naturprodukts mit denen eines modernen Verbundwerkstoffs: Die Eslon Neo Lumber-Schwellen lassen sich mit den von der Holzverarbeitung her bekannten Werkzeugen schrauben, nageln und sägen sowie hervorragend verkleben - sogar haltbarer als Holz. Dabei überzeugen sie durch geringe lineare thermische Ausdehnungskoeffizienten und niedrige Wärmeleitfähigkeitswerte. Infolge der geschlossenzelligen Struktur des leichten Polyurethan-Glasfaser-Verbunds zeigen sie eine nur äußerst geringe Wasseraufnahme. Durch die Faserverstärkung reihen auch die hohen Druck- und Zugfestigkeiten das Material in die Spitzengruppe zeitgemäßer High-Tech-Konstruktionswerkstoffe ein.

Die hohe Beständigkeit des Werkstoffs gegen Hydrolyse, Fette und Öle tut ein übriges, um das "Polyurethan-Holz" auch unter Langzeitbewitterung zu einem sehr zuverlässigen Material zu machen: Im Vergleich zu natürlichem Holz verliert Eslon Neo Lumber FFU auch während einer langen Einsatzdauer unter freiem Himmel nichts von seinen guten mechanischen Eigenschaften. Gegenüber Beton kann sich der Polyurethan-Glasfaser-Verbund zudem durch sein geringeres Gewicht und eine einfache, individuelle Bearbeitbarkeit vor Ort durchsetzen: Gerade Brücken älteren Datums erfordern bei der Installation von Bahnschwellen oftmals Individuallösungen, zudem lässt die Statik dieser Brücken in der Regel nur leichte Werkstoffe zu.

In Japan kommen Bahnschwellen aus Polyurethan nicht nur auf Brücken zum Einsatz, sondern auch in Tunneln, die in Meeresnähe liegen, häufig von Meerwasser überspült werden und einem aggressiven Mikroklima trotzen müssen. Aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Platzes sind Arbeiten hier sehr schwierig und aufwändig. Deshalb wird hier in der Regel die leichte und salzwasserbeständige Polyurethan-Lösung bevorzugt. Der japanische Hochgeschwindigkeitszug Schinkansen wird buchstäblich unterstützt von Schwellen auf Basis von Polyurethan.

Bei der Herstellung von Weichen werden Schwellen unterschiedlicher Länge eingesetzt. Beim Guss von Betonschwellen benötigt man für jede Länge eine eigene Form. Mit dem Pultrusionsverfahren hingegen ist problemlos jede individuelle Länge darstellbar. Polyurethan-Schwellen sind wesentlich leichter als Beton. Das ist vor allem bei den bis zu 10 Meter langen Weichen-Schwellen von Vorteil. Außerdem sind sie nicht so bruchanfällig.

Das gute elektrische Isolierverhalten der Kunststoffschwellen bewährt sich beim winterlichen Einsatz, wenn die Weichen aufgeheizt werden müssen, um ein Festfrieren zu vermeiden. Darüber hinaus ist der Werkstoff frost- und streusalzbeständig.

| BayNews
Weitere Informationen:
http://www.bayer.de

Weitere Berichte zu: Bahnschwellen Eslon FFU Lumber NEO Polyurethan

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die schnellste lichtgetriebene Stromquelle der Welt

Die Stromregelung ist eine der wichtigsten Komponenten moderner Elektronik, denn über schnell angesteuerte Elektronenströme werden Daten und Signale übertragen. Die Ansprüche an die Schnelligkeit der Datenübertragung wachsen dabei beständig. In eine ganz neue Dimension der schnellen Stromregelung sind nun Wissenschaftler der Lehrstühle für Laserphysik und Angewandte Physik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) vorgedrungen. Ihnen ist es gelungen, im „Wundermaterial“ Graphen Elektronenströme innerhalb von einer Femtosekunde in die gewünschte Richtung zu lenken – eine Femtosekunde entspricht dabei dem millionsten Teil einer milliardstel Sekunde.

Der Trick: die Elektronen werden von einer einzigen Schwingung eines Lichtpulses angetrieben. Damit können sie den Vorgang um mehr als das Tausendfache im...

Im Focus: The fastest light-driven current source

Controlling electronic current is essential to modern electronics, as data and signals are transferred by streams of electrons which are controlled at high speed. Demands on transmission speeds are also increasing as technology develops. Scientists from the Chair of Laser Physics and the Chair of Applied Physics at Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) have succeeded in switching on a current with a desired direction in graphene using a single laser pulse within a femtosecond ¬¬ – a femtosecond corresponds to the millionth part of a billionth of a second. This is more than a thousand times faster compared to the most efficient transistors today.

Graphene is up to the job

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Im Spannungsfeld von Biologie und Modellierung

26.09.2017 | Veranstaltungen

Archaeopteryx, Klimawandel und Zugvögel: Deutsche Ornithologen-Gesellschaft tagt an der Uni Halle

26.09.2017 | Veranstaltungen

Unsere Arbeitswelt von morgen – Polarisierendes Thema beim 7. Unternehmertag der HNEE

26.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Europas erste Testumgebung für selbstfahrende Züge entsteht im Burgenland

26.09.2017 | Verkehr Logistik

Nerven steuern die Bakterienbesiedlung des Körpers

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit künstlicher Intelligenz zum chemischen Fingerabdruck

26.09.2017 | Biowissenschaften Chemie