Verkehr: Magnetbahn stellt höchste Anforderungen an
Fertigungspräzision
Auf der weltweit ersten kommerziellen Transrapid-Strecke in
Shanghai soll Anfang 2003 die Erprobung der Magnetbahn beginnen.
Die erste von acht Fahrweg-Weichen wird derzeit angeliefert. Das
berührungsfreie Trag-, Führ- und Antriebssystem der Magnetbahn
erfordert besonders bei den Weichen eine im Stahlbau ungewöhnliche
Genauigkeit.
Die Transrapid-Strecke in China wird das Stadtzentrum von
Shanghai mit dem Flughafen Pudong verbinden. Anfang 2003 soll die
30 km lange Strecke schon zur Erprobung bereit sein und am 31.
Dezember 2003 von der Transrapid International (TRI) an die
chinesischen Betreiber übergeben werden. Für den Ruf der deutschen
Industrie steht um so mehr auf dem Spiel, als diese erste
Referenzstrecke nicht innerhalb der nationalen Grenzen, sondern
unter den Augen der Welt im Ausland verwirklicht wird.
"Wir stellen die Weichen für China", behauptet Thyssen-Krupp
Stahlbau mit einiger Berechtigung auch im übertragenen Sinn. Denn
die Weichen stellen an die Genauigkeit so hohe Anforderungen, dass
ohne ein hoch qualifiziertes Stahlbau-Unternehmen das ganze System
in Frage gestellt wäre. Die verlangten Toleranzen einzuhalten,
erfordern nicht nur einen höchst leistungsfähigen Maschinenpark,
sondern auch umfassendes Know-how in der Vermessung und der
Fertigungstechnologie. "Diese Fähigkeiten haben weltweit nur ganz
wenige, und wir sind stolz, dass wir dazugehören", sagt Johann
Matuschek, Projektleiter von Thyssen-Krupp Stahlbau.
Die Transrapid-Züge bewegen sich, elektromagnetisch getragen und
geführt, in nur etwa 10 mm Abstand von den Reaktionsflächen des
Fahrwegs mit exakt 2800 mm Spurweite. "Der geringe Zwischenraum
wird ständig mit hoher Sequenz von den Trag- und Führmagneten
ausgeregelt", erläutert Matuschek. Vor allem "Sprünge" in der
Tragebene von mehr als zwei Zehnteln würden die magnetische
Regelung unter Umständen außer Tritt fallen lassen.
Fordert der Fahrweg schon auf freier Strecke geringe Toleranzen, so
müssen sie in den Weichen noch enger gezogen werden; denn der
Abzweig wir mit 100 km/h, in Schnellfahrweichen sogar doppelt so
schnell durchfahren. Die Magnete müssen dabei auch die
Richtungsänderung verarbeiten, so dass Ungenauigkeiten im Fahrweg
dort erst recht nicht vorkommen dürfen.
Zum "Abbiegen" von der geraden Strecke wird der Fahrbahnträger der
Weiche - ohne Gelenke, nur aufgrund der Elastizität des Materials -
auf 78 m Länge um 3,6 m gebogen. Insgesamt sind für die Anlage in
Shanghai acht Weichen vorgesehen. Jede besteht aus drei 26 m langen
Elementen, die zu einem durchlaufenden Träger verschraubt werden.
Die "Maßhaltigkeit beträgt 0,2 mm", bekräftigt Matuschek stolz.
Dabei wurden nur die Rohteile - bereits mit hoher Genauigkeit - im
eigenen Haus gefertigt. Sie gingen dann per Tieflader nach Hessisch
Lichtenau bei Kassel, wo die Maschinenfabrik Richter - Leitsatz:
"Je größer, desto besser" - für die endgültige Genauigkeit
sorgte.
Die hohe Genauigkeit ist vor allem für die Fahrbahnunterseite , an
der die Fahrzeuge magnetisch "hängen", und für die Seitenflächen,
an denen sie von den Führmagneten in der Spur gehalten werden,
erforderlich. Aber auch die Fahrbahnoberfläche muss absolut eben
sein; denn darauf gleiten im Notfall die Kufen, wenn das
Magnetsystem ausfallen sollte: Maximal zulässige Parallelitäts- und
Winkelabweichung < 1 mm bei einer Segmentlänge von 26 m",
unterstreicht Vorstand Axel Richter angesichts der imposanten
Trägerkonstruktion in der riesigen Werkhalle. "Selbst die
Raumtemperatur und natürlich der genaue Abgleich der Temperaturen
beim Eichen der Messwerkzeuge spielen eine Rolle, um bei der
Dimension dieser Teile eine derart hohe Genauigkeit zu erreichen",
berichtet der mit außergewöhnlichen Massen vertraute
Firmenchef.
Bevor mit der eigentlichen Bearbeitung begonnen werden konnte, habe
jedes Teil genauestens ausgerichtet werden müssen: "Dazu hatte
Thyssen-Krupp Stahlbau in einem äußerst aufwendigen optischen
Vermessungsverfahren bereits Höhen- und Mittenanrisse angebracht,
nach denen wir uns zur richten hatten", so Richter. Auf dem
gewaltigen Portal seien dann die insgesamt 24 Weichensegmente von
oben und seitlich auf Maß gefräst worden. Von dem
CNC-Bearbeitungszentrum hätten sie danach abermals ausgerichtet und
neu gespannt werden müssen, um die Nutenführungen und die Bohrungen
zur kraftschlüssigen Befestigung der Statorblöcke herzustellen, von
denen das Magnetfeld ausgeht. An den Trägerenden seien noch die
Bohrungen für den Verbindungsstoß hinzugekommen.
Heute kann Axel Richter mit Genugtuung über diese
Herausforderungen sprechen, denn seine Mitarbeiter haben die
Arbeiten - seit August 2001 im Drei-Schicht-Betrieb - einwandfrei
erledigt. "Die Managementaufgabe lag eher darin, die Leute über
Monate hin für den Präzisionsanspruch dieser Teile zu
sensibilisieren", ergänzt Vertriebsleiter Joachim Kraus. Dafür habe
der für Richter ungewöhnlich lange Zeitraum die Möglichkeit
geboten, den Fertigungsablauf und den Werkzeugeinsatz zu
optimieren. So seien eigens für den China-Auftrag
Wendevorrichtungen angefertigt worden, um die hoch elastischen
Träger mit der gebotenen Vorsicht vor dem CNC-Bearbeitungszentrum
"auf den Rücken" zu legen.
Aber auch das gescheiterte Transrapid-Projekt Hamburg - Berlin hat
für Richter jetzt einen gewissen Nutzen: Schon damals habe
Thyssen-Krupp in Kassel eine Biegeweiche entwickelt, wie sie nun in
China zum Einsatz kommt. Für die Fräs- und Bohrarbeiten sei das
Unternehmen im nahen Hessisch Lichtenau von Anfang an eingebunden
gewesen, weil anderswo ein so leistungsfähiger Partner kaum zu
finden gewesen wäre. Das damals gemeinsam erarbeitete
Fertigungs-Know-how habe jetzt Früchte getragen. Nicht zuletzt
deshalb habe man den China-Auftrag so souverän abarbeiten und den
knappen Zeitplan bisher minutiös einhalten können.
Quelle: VDI Nachrichten, Fotos: Ropi Germany /
M. Darchinger
