Auf der sicheren Schiene

Auf gerader Strecke ist ein ICE schneller als ein startender Düsenjet. Die Räder eines Intercity Express sind hohen Belastungen ausgesetzt. Um Defekte frühzeitig zu erkennen, müssen die Radsätze regelmäßig geprüft werden. Diese Sicherheitschecks galten bisher als zeit- und personalintensiv: Technikerteams prüfen die Räder auf sichtbare Schäden, vermessen Durchmesser und Laufflächenprofile. Nach bestimmten Laufzeiten wurden die Radsätze komplett ausgebaut, ihre Profile erneuert und mit Ultraschalltechnik auf Materialfehler untersucht.

Die neuen Prüfsysteme, die Forscher an drei Fraunhofer-Instituten in enger Kooperation mit der Deutschen Bahn entwickelt haben, sparen kostbare Zeit: Die optische Inspektion von ICE Rädern ermittelt den Verschleiß eines Radsatzes, während der Zug langsam über eine ins Gleis integrierte Messstation rollt. Laser projizieren ein Linienmuster auf die Laufflächen der Räder. Kameras erfassen diese Muster und leiten sie an ein Auswertungssystem weiter, das aus den Bildwerten die Profile der Laufflächen sowie den Durchmesser der Räder errechnet. »Das System, das mittlerweile weltweit neunmal installiert wurde, liefert nicht nur schnelle und sehr genaue Ergebnisse, sondern ist auch robust im Handling und allwettertauglich«, erklärt Dara Fatehi-Varkani vom Berliner Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK.

Zeit spart auch die Unterflurprüfeinheit zur Inspektion von Radsätzen, die ein interdisziplinäres Forscherteam vom Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken und der Stuttgarter Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe TEG entwickelt hat. Drei Anlagen zur Ultraschalluntersuchung, bei der die Radsätze nicht mehr ausgebaut werden müssen, sind mittlerweile bei der Deutschen Bahn im Einsatz. Die mobilen Prüfsysteme werden von unten an die Räder der ICEs herangefahren. Innerhalb weniger Sekunden erhält der Prüfer über eine spezielle Software des IZFP eine Bilddarstellung der Messdaten und bewertet daraus die Radqualität. Joachim Montnacher, Ingenieur bei der TEG: »Das System hat den Vorteil, dass es flexibel ist. Es lässt sich an unterschiedliche Zugtypen anpassen. Das Ultraschallprüfsystem erfasst den Zustand im Inneren der Räder und an den Oberflächen. Die lasergestützte Inspektion hingegen ermittelt den Verschleiß der Radprofile. Die beiden Systeme ergänzen sich damit hervorragend.« Den Joseph-von-Fraunhofer-Sonderpreis teilen sich Montnacher und Jürgen Goetz von der TEG mit Bernd Rockstroh und Wolfgang Kappes vom IZFP sowie Fatehi-Varkani vom IPK.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Bernd Rockstroh
Telefon 06 81 / 93 02-38 10
Fax 06 81 / 93 02-59 04
Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP

Dipl.-Ing. Joachim Montnacher
Telefon 07 11 / 9 70-37 12
Fax 07 11 / 9 70-39 96
Fraunhofer-Technologie- Entwicklungsgruppe TEG

Dipl.-Ing. Dara Fatehi-Varkani
Telefon 0 30 / 3 90 06-1 98
Fax 0 30 / 3 91 75 17
Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK