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Eisenbahnschmierung auf den richtigen Weg bringen

Ein neuer Ultraschallsensor soll zur Verbesserung der Überwachung und Wartung der Gleisschmierung beizutragen. Dadurch sollen Kosten gesenkt und die Sicherheit erhöht werden.

Verkehr und Mobilität

Ein Forschungsteam entwickelt einen Ultraschallsensor für Züge, der erkennen kann, ob eine ausreichende Form der Schmierung zwischen Eisenbahnrädern und Gleis vorhanden ist. Diese Initiative ist Bestandteil des EU-finanzierten Projekts PIVOT2, das auf die Entwicklung von Technologien zur Verbesserung der Betriebssicherheit von Zügen abzielt.

Warum ist die Gleisschmierung so wichtig?

„Außerhalb des Eisenbahnsektors ist nicht allgemein bekannt, dass bei gebogenen Gleisen eine besondere Art von Fett zwischen Rad und Schiene aufgetragen wird“, betont Prof. Paul Allen vom Institute of Railway Research an der Universität von Huddersfield in einer Pressemitteilung auf der Website von „The Engineer“. „Diese Schmierung wird eingesetzt, um den Verschleiß und auch die Gefahr von Entgleisungen zu verringern, bei denen das Rad unter bestimmten Umständen über den Schienenkopf klettern kann“, erklärt Prof. Allen. Der führende Eisenbahnforscher entwickelte das Konzept eines in ein Eisenbahnrad eingebetteten Ultraschallsensors bereits einige Jahre bevor das Institute of Railway Research mit dem britischen PIVOT2-Projektpartner Network Rail an diesem Vorhaben arbeitete. Derzeit werden einfache mechanische oder elektromechanische Vorrichtungen verwendet, um Schmiermittel auf Hunderte von Gleisstellen im gesamten britischen Schienennetz aufzutragen. Bisweilen funktionieren diese Geräte jedoch nicht mehr oder sie besitzen keinen Schmierstoff mehr. Außerdem prüft Network Rail derzeit das Vorhandensein oder Fehlen von Schmiermitteln im gesamten Schienennetz noch durch manuelle Kontrollen. „Die manuelle Inspektion ist zeitaufwendig und erfordert die Anwesenheit von Personal auf den Gleisen. Aus Sicherheitsgründen versucht Network Rail, diesen Aufwand zu verringern. Außerdem kann das Ergebnis der manuellen Inspektion subjektiv sein, denn es basiert auf einer recht einfachen ‚Daumenrieb-Technik‘ auf der Schiene“, bemerkt Prof. Allen in einem Interview, das auf „AZoSensors“ veröffentlicht wurde. Durch die Gewinnung von Echtzeitinformationen über den Schmierzustand mithilfe von Ultraschallsensoren wird Network Rail in der Lage sein, die Nachteile der manuellen Inspektion hinter sich zu lassen. Dies wird die Wartungskosten senken und die Sicherheit der Eisenbahn verbessern.

Wie der Ultraschallsensor funktioniert

Prof. Allen erklärt in dem Interview: „Der Ultraschallsensor enthält einen Sender und einen Empfänger. Die ausgesendeten Ultraschallwellen werden durch den Spurkranz in die Schienenfahrkante geleitet, in der der Schmierstoff aufgetragen wird.“ Der Sensor arbeitet nach dem Laufzeitprinzip, bei dem der Abstand zwischen einem Sensor und einem Objekt anhand der Zeit gemessen wird, die zwischen der Aussendung eines Signals und seiner Rückkehr zum Sensor nach dem Zurückwerfen durch das Objekt verstreicht. „Sogar minimale Unterschiede in der Laufzeit der reflektierten Signale werden erkannt und analysiert, um zwischen einer trockenen (ungeschmierten) Schiene und einer wirksam geschmierten Schiene zu unterscheiden. Das System kann zudem zwischen Schmiermittel und Wasser unterscheiden – eine wesentliche Leistungsanforderung!“, merkt Prof. Allen an. Die Forschenden werden Versuche unter realen Bedingungen durchführen, mit Achslasten von bis zu 25 t und einer Zielbetriebsgeschwindigkeit von 200 km/h. Wie der leitende Network-Rail-Ingenieur James Lineton in der Zeitschrift „The Engineer“ feststellte, besitzt der Sensor „das Potenzial, die Art und Weise, wie die Eisenbahninfrastruktur auf der ganzen Welt verwaltet wird, zu verändern“. Das Projekt PIVOT2 (Performance Improvement for Vehicles on Track 2) endet im März 2023. Weitere Informationen: Projekt PIVOT2

Schlüsselbegriffe

PIVOT2, Sensor, Ultraschallsensor, Schiene, Eisenbahn, Gleis, Schmierung, Schmiermittel

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