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Sicherheit im Schienenverkehr: Eisenbahnräder auf dem Prüfstand

01.02.2007
Die Laufflächen von Eisenbahnrädern müssen höchsten Belastungen standhalten. Insbesondere beim Vorstoß in höhere Fahrgeschwindigkeitsbereiche können erhöhte Beanspruchungen zu Schäden und Verschleiß führen, wodurch die Sicherheit beeinträchtigt wird. Deshalb müssen die Laufflächen der Eisenbahnräder regelmäßig auf Materialschäden untersucht werden.

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Zerstörungs­freie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken haben einen Weg gefunden, offene oder verdeckte Risse, Rissnester und Materialausbröckelungen schnell und präzise zu erkennen. AUROPA, so ist der Name der am Institut entwickelten Radprüfanlage, die die Lauffläche innerhalb weniger Minuten komplett und vollautomatisch prüft. Dies geschieht im so genannten Überrollbetrieb.

Das heißt: der Zug fährt mit einer Geschwindigkeit von maximal 15 km/h an der Messstation vorbei, deren Kernstück ein Ultraschallsystem ist. Mit diesem lassen sich Materialfehler schnell und zuverlässig lokalisieren. Das Senden und Empfangen der Ultraschallwellen erfolgt durch trocken arbeitende elektromagnetische Ultraschallprüfköpfe, die am Schienenkopf montiert sind. Optische Sensoren erkennen die Ankunft eines Fahrzeuges, messen die aktuelle Geschwindigkeit und lösen den Ultraschall-Impuls aus, sobald ein Rad mit einem der insgesamt vier Prüfköpfe Kontakt hat.

Der Wellen-Impuls erfasst die gesamte Lauffläche, so dass keine Stelle des Radumfanges ungeprüft bleibt. Sind Fehler im Material, wie Risse oder Materialverluste, werfen diese die Schallwellen zurück. Die Prüfergebnisse erscheinen auf einem Monitor und werden automatisch protokolliert. Das Prüfsystem verarbeitet die Signale, so dass im Ergebnis festgestellt werden kann, welche Fehler wo im Rad vorliegen. Sobald die Prüfung abgeschlossen ist, trifft das Prüfsystem automatisch eine Vorentscheidung, ob das Rad weiterverwendet oder aussortiert wird.

Der Vorteil der Prüftechnik liegt darin, dass die Prüfung wiederkehrend durchgeführt werden kann. Sie lässt sich auch bei erneuter Inspektion der Räder exakt wiederholen.

Anlagen mit der am Fraunhofer IZFP entwickelten Prüftechnik wurden bereits erfolgreich in andere Länder exportiert. So sind AUROPA-Prüfanlagen in Korea, Russland und den USA – und jüngst auch in China in Betrieb.

Kontakt:
Dr.-Ing. Hans-Jürgen Salzburger
Dipl.-Phys. Dipl.-Ing. Siegfried Kraus
Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP
Universität, Gebäude 37
66123 Saarbrücken
Tel. (06 81) 93 02-38 20
Tel. (06 81) 93 02-38 11
E-Mail: hans-juergen.salzburger@izfp.fraunhofer.de
E-Mail: siegfried.kraus@izfp.fraunhofer.de

Helga Hansen | Innovationseinblicke Saarland
Weitere Informationen:
http://www.izfp.fhg.de
http://www.innovation.saarland.de

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