Schienen & Schweißnähte auf Dauerfestigkeit geprüft

Schienen & Schweißnähte auf Dauerfestigkeit geprüft für mehr Sicherheit im Schienenverkehr

Aktuell führen wir Dauerfestigkeitsprüfungen an Schienen in unserem Betriebsfestigkeitslabor durch und untersuchen dabei, ob die Schiene die vielen Belastungen unter Umgebungseinflüssen bis zur Dauerfestigkeitsgrenze ertragen kann. Schienen müssen dauerfest sein.

Wenn ein Zug über eine Schiene fährt, wird diese durch das Gewicht der Achse durchgebogen und dadurch beansprucht. Je höher das Gewicht des Zuges, desto größer die Belastung. Bei unseren Prüfungen können wir 40 Biegebelastungen pro Sekunde aufbringen, das entspricht der Biegebelastung bei der Überfahrt eines Hochgeschwindigkeitszuges (mit ca. 8 Waggons). Zur Absicherung der Dauerfestigkeitsgrenze bringen wir 5 Mio. Lastwechsel in kurzer Zeit schnell und effizient auf. Somit entspricht dieser 2-tägige Versuch der Überfahrt von 125.000 Zügen. Besonders kritisch bei einer Schiene sind die Schweißnähte, da dort die Festigkeit geringer ist.

Nach unseren ersten Anwendungen zur Schienenprüfung mit der Resonanzprüfmaschine POWER SWING haben wir inzwischen umfangreiche Versuchsreihen für verschiedene Kunden realisiert:

👉 Über 30 Schienenproben – geschweißte und ungeschweißte Segmente – wurden auf Ermüdung und Lebensdauer bis zum Bruch untersucht. Geprüft wurden sowohl walzneue als auch befahrene Schienen.

Alle Versuche wurden als vertikale 4-Punkt-Biegeversuche durchgeführt – auf einer eigens für diesen Anwendungsfall konstruierten Einspannung, bei der sowohl die Auflagerpunkte als auch die Krafteinleitungspunkte flexibel einstellbar sind.

Der POWER SWING zeichnet sich durch das Resonanzprinzip aus und unser Prüfaufbau ist im Vergleich zu einem konventionellen servohydraulischen Prüfstand deutlich energieeffizienter und schneller.

Um auch Korrosionseinflüsse abbilden zu können, wurden ausgewählte Proben vor den Ermüdungsversuchen in einer Prüfkammer vorkorrodiert bzw. gezielt vorgealtert. Hier kommt unsere bewährte Konditioniereinheit SALT LAKE zum Einsatz, die eine reproduzierbare Prüflösung für normnahe Korrosionsversuche bereitstellt.

Sie möchten mehr über das Thema erfahren?

Wir haben in unserer SincoTec News 12/2025 dem Thema einen Artikel gewidmet: Sicher ans Ziel – POWER SWING voraus: Eisenbahnschienen auf dem Prüfstand – SincoTec definiert neue Standards in der Schienenprüfung 

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Wir beraten Sie persönlich und individuell – vom Einzeltest bis zur Systemlösung. Unsere Betriebsfestigkeitsexperten unterstützen Sie bei Ihrer Prüfaufgabe. Lassen Sie uns gemeinsam die Welt sicherer machen!

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Dynamische Prüflaboratorien haben naturgemäß einen riesigen Energiehunger, denn ein bedeutender Anteil der Prüfkosten machen die Energiekosten aus.
SincoTec scheint mit seinen eigenentwickelten Resonanzprüfmaschinen in einem respektablen Vorteil zu sein. Dennoch verschlingen 160 Prüfmaschinen, von denen zwei Fünftel servohydraulisch, servopneumatisch oder elektrisch angetrieben sind, eine beachtliche Summe an Energie, die dem Wert eines Einfamilienhauses gleichkommt. Man darf nicht vergessen, zu jedem Prüfsystem laufen mehrere Messysteme rund um die Uhr, die Beleuchtung und Überwachungssysteme addieren sich mit kleinen Beiträgen in der großen Anzahl zu einer stattlichen Summe.

Die Solarwende ist seit geraumer Zeit in aller Munde und so hat man sich auch bei SincoTec Gedanken über die Eigenerzeugung durch Photovoltaik oder Kleinwindräder gemacht. Es wurde bereits 2015 ein dauerfestes Kleinwindrad, ein sogenannter Vertikalläufer, entwickelt und gebaut.

Es stellte sich heraus, dass die Nutzung der Photovoltaik in ihrer Einfachheit und den Kostenvorteilen deutliche Vorteile gegenüber den Kleinwindanlagen hat.

Knapp 1.000 Solarmodule passen auf die Dächer der heiligen Hallen der SincoTec Test & Engineering, das sind mehr als 400 kWp, eine ausreichende Energiemenge, um den Prüfbetrieb komplett mit Solarstrom zu betreiben. Die Ingenieure und Techniker der SincoTec haben sozusagen das Energiesparen verinnerlicht und jagen jeder Energieeffizienz hinterher. Ein Endausbauszenario beinhaltet dabei ebenfalls große Batteriespeicher. Geplant ist hierbei die Natriumtechnologie einzusetzen, da diese eine fast unendliche Lebensdauer verspricht und das höhere Gewicht bei einer stationären Anlage nicht ausschlaggebend ist.

Mit Solar bestückte Dachfläche gegenüber des
Headquarters

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Wie können wir Ihnen weiterhelfen?

Wenn es darum geht, Ihre Produkte, Bauteile oder Baugruppen auf ihre Belastbarkeit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu prüfen, so haben wir die richtige Lösung. Bitte schildern Sie uns kurz Ihr Problem, wir melden uns gerne zeitnah bei Ihnen!

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Neu entwickelte Hardware des Reglers für zwangsangeregte Prüfsysteme

TestPilot 2.0

Unsere komplett inhouse entwickelte TestPilot Hardware hat ein umfassendes Upgrade bekommen.

Durch die Steigerung der Mess- und Regelrate auf 50 kHz je Kanal, der Messgenauigkeit auf 24 bit und der Verwendung einer hochperformanten echtzeitfähigen MultiCore CPU ist der TestPilot 2.0 fit für immer komplexer werdende Prüfaufgaben.

Der Regler steht Ihnen als Stand-Alone-Gerät oder Schrankeinbau in zwei verschiedenen Baugrößen zur Wahl: Als bis zu zweiachsige low-cost Variante für überschaubare Prüfaufbauten oder als bis zu achtachsige Variante für komplexere Mehrachs- anwendungen. Auch die Anzahl und Funktionalität der digitalen Ein- und Ausgänge wurde verbessert. Es stehen nun jeweils 32 Ein- und Ausgänge, die teilweise auch als Zählereingänge (A oder AB) genutzt werden können, zur Verfügung.

Zusätzlich konnte die Sicherheit nochmals verbessert werden. Durch die Verwendung von speziellen zwangsgeführten Relais mit Rückmeldung für die Zu- und Abschaltung der Medienfreigabe, wird das Performance Level „d“ (ISO 13849) erreicht.

Die Visualisierung und Steuerung vom TestPilot 2.0 erfolgt weiterhin über unsere bewährte PC-Software CoPilot. Mit dieser ist auch ein Mischbetrieb mit allen Generationen der TestPilot Regler problemlos möglich.

Die Vorteile des TestPilot 2.0 auf einen Blick:

Mess- und Regelrate von 50 kHz

Messgenauigkeit von 24 bit

Stand-Alone-Gerät oder Schrank- einbau in zwei verschiedenen Bau- größen:

 Bis zu zweiachsige low-cost Variante

Bis zu achtachsige Variante für Mehrachsanwednungen

32 Ein- und Ausgänge

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Steuerung mit der Software Co- Pilot

TestPilot 2.0

Benutzeroberfläche CoPilot mit laufendem Versuch

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Neuentwicklung: Durchströmter Innendruckpulsations-prüfstand

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Eine nicht sofort sichtbare, aber dennoch relevante Beanspruchung für Fahrzeuge mit elektrischen Antrieben stellen die Temperaturen der einzelnen Komponenten des Antriebsstranges dar. Winterliche Temperaturen von – 20 °C können die Reichweite eines E-Fahrzeugs um ca. 50 % verringern.

Durch eine konsequente Überwachung und Anpassung der Temperaturen der einzelnen Komponenten im E-Antrieb können Leistung, Reichweite und Lebensdauer deutlich verbessert werden. Beispielhaft sei hier die Batterie genannt. Diese wird im Sommer und beim Laden gekühlt, im Winter hingegen muss diese beheizt werden. Durch den hohen Wirkungsgrad der elektrischen Antriebe produzieren diese selbst nur relativ wenig Abwärme. Zum Beheizen müssen folglich zusätzliche Komponenten wie z. B. elektrische Zuheizer und Wärmepumpen zum Einsatz kommen. Hinzu kommt eine Vielzahl an elektrisch angesteuerten Ventilen, Verdampfern, Lüftern etc. Man sollte bei einem Fahrzeug mit E-Antrieb daher nicht mehr von einem „reinen Kühlsystem“ spre­chen, sondern besser von einem „Thermoma­nagementsystem“.

Innerhalb dieses Systems gibt es eine Vielzahl an Komponenten die mit zwei verschiedenen Temperaturen zeitgleich belastetet werden. Auf der einen Seite mit der Temperatur des Kühlmittels, auf der anderen Seite mit der Umgebungstemperatur in der sich das Bauteil befindet. Hinzu kommen Druckschwankungen im Kühlsystem. Um diese Belastungssituation für die Erprobung der Komponenten besser nachstellen zu können, entwickelte die SincoTec Test & Engineering einen durchströmten Innendruckpulsationsprüfstand.

Auf diesem Prüfstand können die oben genannten Komponenten, aber auch andere Bauteile, mit einer temperierten Kühlflüssigkeit durchströmt und gleichzeitig mit Druckpulsation beaufschlagt werden, während sich diese Bauteile in einer von der Kühlmitteltemperatur abweichenden Umgebungstemperatur befinden. Es können Umgebungstemperaturen zwischen -40°C bis 140°C, Medientemperaturen bis 120°C, Drücke zwischen 0 bar und 5 bar (relativ) und Volumenströme bis zu 50 l/min erzeugt werden.

Diagramm: Leistungsfähigkeit einer Batterie bezogen auf die Temperatur

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