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Sensorik Sensoren vermessen Zug- und S-Bahnräder während der Durchfahrt

| Autor/ Redakteur: Thijs Haselhoff* / Jan Vollmuth

Ein neues Messsystem ermittelt automatisch das Profil, den Durchmesser und Abstand von Zugrädern während der Durchfahrt und verkürzt so die Wartungszeiten deutlich.

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Das 3D Wheel Measurement System von Atlhen vermisst die Räder von Zügen oder S-Bahnen automatisch während der Durchfahrt.
Das 3D Wheel Measurement System von Atlhen vermisst die Räder von Zügen oder S-Bahnen automatisch während der Durchfahrt.
(Bild: Althen)

Schluss mit Handarbeit: Wo Wartungstechniker früher aufwendig Zugräder manuell unter großem Zeitaufwand ausgemessen haben, um eventuellen Verschleiß festzustellen, übernimmt heute das 3D Wheel Measurement System von Althen die Aufgabe – automatisch, während der zu Zug das System passiert. Es ist sowohl für die Messung an Wartungsstandorten als auch für den Betrieb an den Gleisen auf freier Strecke geeignet.

Das Messsystem wird um die Schienen herum angebracht und erfasst die Daten, sobald ein Zug vorbeifährt. Fünf Laserscanner messen Durchmesser, Profil sowie Abstand des Räderwerks von Zügen und geben die Toleranzen an. Systeme für Straßenbahnräder werden um einen sechsten Laser erweitert, da diese Räder stärker am Karosserie der Bahn anliegen.
Das Messsystem wird um die Schienen herum angebracht und erfasst die Daten, sobald ein Zug vorbeifährt. Fünf Laserscanner messen Durchmesser, Profil sowie Abstand des Räderwerks von Zügen und geben die Toleranzen an. Systeme für Straßenbahnräder werden um einen sechsten Laser erweitert, da diese Räder stärker am Karosserie der Bahn anliegen.
(Bild: Althen GmbH)

Das Messsystem wird um die Schienen herum angebracht und erfasst die Daten, sobald ein Zug vorbeifährt. Fünf Laserscanner messen Durchmesser, Profil sowie Abstand des Räderwerks von Zügen und geben die Toleranzen an. Systeme für Straßenbahnräder werden um einen sechsten Laser erweitert, da diese Räder stärker am Karosserie der Bahn anliegen. Durch einen RFID-Code kann jedes Rad individuell identifiziert werden. Dazu liest eine Kamera neben der Eisenbahnlinie die Radnummern aus. Eine zusätzliche Kamera identifiziert ebenfalls per RFID-Code das Fahrzeug.

Gemessen wird mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 50 km/h, sobald Züge vorbeifahren oder bevor sie in den Bahnhof beziehungsweise Wartungsbereich einrollen. Ein Upgrade des Systems ist für Ende 2018 geplant. Die verbesserte Frequenz der Sensoren soll dann eine Messung bei Geschwindigkeiten bis 350 km/h ermöglichen – als erstes Messsystem, das Hochgeschwindigkeitszüge bei mehr als 300 km/h vermessen kann.

Vor Hitze und Kälte geschützt

Das Messsystem wird um die Schienen herum angebracht und erfasst die Daten, sobald ein Zug vorbeifährt.
Das Messsystem wird um die Schienen herum angebracht und erfasst die Daten, sobald ein Zug vorbeifährt.
(Bild: Althen)

Um die Sensoren vor Witterung zu schützen, sind sie in sich öffnende und schließende Boxen eingebettet. Zur Selbstreinigung wird eine Übersteuerung erzeugt, sobald sich die Klapptüren öffnen, sodass Staub und Schmutz ausgeblasen werden. In kalten Regionen mit extremen Umweltbedingungen wie zum Beispiel Russland, wo 3D Wheel Measurement bereits eingesetzt wird, werden zusätzlich Heizelemente verwendet. Dies gewährleistet, dass das System bei -30 bis -40 °C zuverlässig arbeitet. Analoges gilt für Regionen mit sehr hohen Temperaturen. Hier werden Kühlsysteme eingebaut, die den Betrieb in Gebieten bis 50 °C ermöglichen.

Alle Daten werden automatisch ans Wartungspersonal übertragen. Die hierfür nötige Software kann in eine bestehende Softwarelösung, z.B. Aura, eingebunden werden. Aura arbeitet nach einem europäischen Standard der Bahnindustrie und ist bereits in vielen europäischen Bahnhöfen im Einsatz. Die Techniker kennen somit den Status der Räder bereits vor dem Eintreffen des Zuges und müssen sich nur noch um jene kümmern, die tatsächlich gewartet werden müssen.

Zuladung pro Waggon erfassen

3D Wheel Measurement ist um zusätzliche Funktionen erweiterbar. So kann eine sogenannte Weight-in-motion-Funktion integriert werden, um die die Ladung des Zuges pro Wagen zu messen. Auch die Richtung des Fahrzeuges kann durch zusätzliche Komponenten erfasst werden.

3D Wheel Measurement ist zudem mit Zusatzkomponenten kompatibel. Wer etwa auf eine händische Ausmessung nicht verzichten möchte, kann das System mit Handgerät kombinieren; dies kann nützlich beim Vermessen neuer Räder sein, die noch nicht in der Software registriert sind.

Die Messwerkzeuge sind in die mitgelieferte Software integriert. Insgesamt stehen drei manuelle Messwerkzeuge zur Verfügung: für das Profil, den Raddurchmesser und den Radabstand. Alle Werkzeuge sind in einem Tablet (Windows) synchronisiert.
Die Messwerkzeuge sind in die mitgelieferte Software integriert. Insgesamt stehen drei manuelle Messwerkzeuge zur Verfügung: für das Profil, den Raddurchmesser und den Radabstand. Alle Werkzeuge sind in einem Tablet (Windows) synchronisiert.
(Bild: Althen)

Die Messwerkzeuge sind in die mitgelieferte Software integriert. Insgesamt stehen drei manuelle Messwerkzeuge zur Verfügung: für das Profil, den Raddurchmesser und den Radabstand. Alle Werkzeuge sind in einem Tablet (Windows) synchronisiert. Eine Software für I-Pads von Apple befindet sich bereits in der Entwicklung. Das Messsystem umfasst nicht nur die Hard- und Software, sondern auch Sensoren, die sicherstellen, dass das es rund 30 Minuten bevor der Zug eintrifft, startet. (jv)

Thijs Haselhoff, Business Development Director bei Althen.
Thijs Haselhoff, Business Development Director bei Althen.
(Bild: Althen GmbH)

BUCHTIPPDas Buch „Industriesensorik“ beschreibt die Entwicklung und die praktische Anwendung der wichtigsten Sensoren. Durch anwendungsbezogene Fehleranalysen von Messsystemen, Sensoren und Sensorsystemen, jeweils ergänzt durch viele detaillierte, vollständig durchgerechnete Anwendungsbeispiele, eignet sich das Buch nicht nur für Studenten, sondern auch für Ingenieure und Techniker verschiedener Fachrichtungen.

* Thijs Haselhoff ist Business Development Director bei Althen

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