InnoTrans 2014 Zustandsüberwachung mit energieautarken Sensorsystemen

Feldtest eines energieautarken Sensors am Güterwagen
Feldtest eines energieautarken Sensors am Güterwagen

Im Gütertransport auf der Schiene sind ständige Kontrollen des Wagenzustands unabdingbar. Wie sich energieautarke Sensorsysteme dazu nutzen lassen, zeigt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF auf der InnoTrans 2014 in Halle 23, Stand 206.

In Europa ist die Instandhaltung von Güterwagen gesetzlich vorgeschrieben, und die Betriebssicherheit ist durch regelmäßige Wartungen zu gewährleisten. Die permanente Ermittlung solcher Daten direkt am Waggon ist im Allgemeinen aber nicht möglich: Güterzüge haben weder eine fahrzeugeigene Sensorik noch eine eigene Stromversorgung, denn Eisenbahntechnik muss aufgrund der hohen Anforderungen bezüglich Vibrationen, Temperatur, Schmutz und Feuchte einfach und robust sein.

Eine Lösung für dieses Dilemma könnten Datenerfassungssysteme sein, die drahtlos und energieautark arbeiten. Sie ließen sich sogar nachträglich mit moderatem Aufwand nachrüsten.

Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie haben Wissenschaftler des Fraunhofer LBF gezeigt, dass die am Güterwagen entstehende Vibrationsenergie mit Hilfe eines piezoelektrischen Generators in elektrische Energie gewandelt und zur Versorgung eines drahtlosen Sensors genutzt werden kann. Damit können die energieautarken Sensoren die Güterwagen während des Betriebs überwachen und mögliche Schäden frühzeitig erkennen.Allerdings stellt sich die ganzheitliche Auslegung solcher Systeme wegen der Zufälligkeit der auftretenden Vibrationen und der Umweltbedingungen im Bahnbetrieb als technische Herausforderung dar.

Der vom Fraunhofer LBF entwickelte und auf der InnoTrans gezeigte Sensor ist bislang nur als Funktionsmuster verfügbar. An einer einsatzfertigen Lösung arbeiten die Wissenschaftler derzeit im Rahmen des BMBF-Förderprojektes »Energieautarke Mobilität – Zuverlässige energieautarke Systeme für den mobilen Menschen« (ESZüG). Mit diesem Projekt soll erstmals eine automatisierte und energieautarke Instandhaltungsplanung für Güterwagen realisiert werden, um damit Bremsen, Radlager und die Laufleistung der Wagen überwachen zu können. Ein Assistenzsystem soll die Wartung im Schienengüterverkehr sicherer und effizienter machen und Mitarbeiter von manuellen Wartungsarbeiten entlasten.