SCHLÜSSEL FÜR LEICHTERE BAUTEILE 21.11.2013, 12:12 Uhr

Funksensoren messen Vibration an Zügen zwischen Rotterdam und Muttenz

Kabellose Sensoren für Züge sollen es zukünftig möglich machen, die mechanische Belastung der Bauteile noch präziser zu untersuchen. Gemessene Vibrationsdaten sind die Basis dafür, Bauteile noch leichter konstruieren zu können.

Das Funksystem von Siemens ist weniger störanfällig als herkömmliche Kabelvarianten. Auf der Bahnstrecke zwischen Rotterdam und der Schweizer Gemeinde Muttenz kam es bereits erfolgreich zum Einsatz. 

Das Funksystem von Siemens ist weniger störanfällig als herkömmliche Kabelvarianten. Auf der Bahnstrecke zwischen Rotterdam und der Schweizer Gemeinde Muttenz kam es bereits erfolgreich zum Einsatz. 

Foto: Siemens

Moderne Triebfahrzeuge bestehen aus Komponenten unterschiedlicher Zulieferer. Um ein fehlerfreies Zusammenspiel zu gewährleisten, müssen mechanische Belastungen genau definiert werden. Eine verlässliche Aussage darüber ist besonders für Leichtbauteile unerlässlich. Zudem sind nur so präzise Aussagen über Lebensdauer und Instandhaltungsvorschriften möglich.

Bislang bringt man aufwändige Verkabelungen an, um messen zu können, wie stark einzelne Bauteile von Zügen während der Fahrt in Bewegung geraten. Das Problem: Diese sind nicht nur teuer, sondern auch störanfällig. Im Innenraum droht Gefahr durch elektromagnetische Felder, im Außenbereich durch Sonne, Regen, Kälte oder Steinschlag im Gleisbett.

Drahtloses Sensorsystem zuverlässig und präzise

Siemens hat eine Alternative entwickelt: ein drahtloses Sensorsystem. Messungen sollen damit nicht nur einfacher und billiger werden, sondern auch präziser. Die Messwerte sollen die Basis dafür sein, einzelne Bauteile, die weniger stark belastet werden, leichter zu konstruieren.

Bis zu 20 Sensorknoten zeichnen Vibrationen in Wagenkasten und Fahrwerk synchron auf. So lassen sich Belastungs- und Schwingungsprofile erstellen, die eine dauerhafte Beanspruchung der einzelnen Bauteile beschreibt.

Das System kam neun Monate lang auf der Bahnstrecke zwischen Rotterdam und der Schweizer Gemeinde Muttenz im Alltagsbetrieb einer Güterzuglokomotive zum Einsatz. Zwischen minus 20 Grad und bis 85 Grad Celsius hätten die kabellosen Sensoren exakt und zuverlässig funktioniert, berichtet Siemens.

Einsatz in Windkraftanlagen denkbar

Das System könnte nun auch in anderen Bereichen Anwendung finden. Interessant wäre es unter anderem für Hersteller von Windkraftanlagen. Moderne Rotoren in Hochleistungsanlagen bringen es heute auf bis zu 60 Meter Länge und sind gerade im Offshore-Betrieb starken und extrem wechselnden mechanischen Belastungen ausgesetzt. Sind sie optimal ausgelegt, ließe sich ihre Energiebilanz womöglich weiter verbessern.

Entwickelt wurde das drahtlose Sensorsystem im Rahmen des Förderprojekt Akusens. In dem Projekt arbeiten mehrere Unternehmen wie Siemens und Voith mit Ingenieurgesellschaften und Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren in Dresden zusammen.

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