Mess- und Prüfsysteme zur Bremsanpresskraftmessung [PRODAT BKM]

Einleitung und Kurzinformationen zur Anwendung

Das Mess- und Prüfsystem PRODAT BKM ist für einen Einsatz an sehr unterschiedlichen Bremssystemen von Schienenfahrzeugen ausgelegt. So werden gegenwärtig Scheiben- und/oder Klotzbremssysteme unterstützt. Die PRODAT bietet sowohl standardisierte Produktpakete (Sets) an, aber auch individuelle kundenspezifische System Zusammenstellungen. Die zur Kraftmessung genutzten Sensoren des Systems PRODAT BKM können zwischen Verschleißkörper (Klotz, Belag) und Rad, oder als Ersatz für den Verschleißkörper eingebracht werden. Im nachfolgenden Schritt werden dann, die durch das Bremssystem erzeugten, Kräfte ermittelt und es wird deren zeitlicher Verlauf aufgezeichnet. Über Zusatzmodule ist es möglich weitere wichtige Betriebsparameter der Bremse wie z.B. Drücke in den Bremsleitungen oder kundenspezifische Sondersignale bzw. Messgrößen zu erfassen. Die Messdaten werden angezeigt, gespeichert, archiviert und in einem Prüfprotokoll erfasst. Softwaremodule für Zusatzanalysen stehen zur Verfügung.

Mess- und Prüfsysteme PRODAT BKM werden für die Inbetriebnahme/Inbetriebsetzung, Instandhaltung/Wartung und Aufarbeitung, sowie im Rahmen der Forschung und Entwicklung für die Bremssysteme von Schienenfahrzeugen eingesetzt.

Systemvarianten und Komponenten

Die typischen Ausführungsformen der Mess- und Prüfsystemlösung PRODAT BKM umfassen:

• drahtgebundene Bremskraftmessung PRODAT BKM-C (‚cable‘)
  Langzeitmessungen, Integration in Messstände, Umgebungen mit hoher EMV Belastung, Kundenwunsch, Nutzung mit veralteter Messtechnik
• kabellose Bremskraftmessung PRODAT BKM-W (‚wireless‘)
  vereinfachte Messung, schneller Auf- und Abbau, einfache Rekonfiguration des Grundsystems, keine teuren Messkabel
• mobile Systemlösung (=Standard) oder stationäre Prüfstandlösung

Weiterhin stehen konstruktive Ausführungsformen für unterschiedliche Bremstypen zur Verfügung:

• Klotzbremsen (Standardvarianten für Systeme größerer Hersteller verfügbar)
• Scheibenbremsen (Standardvarianten für Systeme größerer Hersteller verfügbar)
• konstruktive Sonderlösung entsprechend Kundenerfordernissen

Die Mess- und Prüfsystemlösung PRODAT BKM kann sowohl mit gängigen Lösungen zur Messung von Kraft, Druck und Beschleunigung im Bereich der Eisenbahntechnik verwendet werden (bspw. Messtechnik von Drittanbietern) oder auch im Einzelplatzbetrieb eingesetzt werden.

Optionen zum Bezug

• Systemkauf: Neusysteme
• Systemkauf: Aufgearbeitetes und zertifiziertes Gebraucht-System (nach Verfügbarkeit)
• Systemleihe: Mieten eines Systems für einen bestimmten Zeitraum (mit oder ohne Systemschulung, eine einmalige Einweisung kann erforderlich sein)
• Erwerb individueller Messsystemkomponenten und Zubehör (bspw. Einzelsensoren kalibriert/unkalibriert) bspw. zur vereinfachten Messung
• Service: PRODAT Vor Ort Bremskraftmessung

Drahtlose Bremskraftmessung mit dem System PRODAT BKM SYS-W (BKM-W)

Das Mess- und Prüfsystem PRODAT BKM-W ermöglicht die drahtlose Messung wichtiger Prüfgrößen des Bremssystems von Schienenfahrzeugen, z.B. die Messung der Anpresskraft des Bremsbelags oder zusätzlicher Messgrößen. Durch dessen Einsatz können sehr vielfältige, in der Kette der Bremskraftübertragung mögliche Fehler, wie z.B. Schwergängigkeiten, Undichtigkeiten, Druckverluste oder Ähnliches erkannt und gezielt beseitigt werden. Zur Anwendung kommen Komponenten des Modulbaukastensystems PRODAT SENET. Insbesondere können in das System PRODAT BKM-W, als Anwendung der PRODAT SENET Lösung, Sensoren je nach Bedarf der Kundenanforderung eingebunden werden. So z.B. Drucksensoren zur Erfassung von Bremsdruckverläufen oder Digitalsignal-Sensoren zur Erfassung von Stellsignalen. Durch die Funkdatenübertragung wird im Vergleich zu vorhandenen Systemen am Markt eine Kosten- und Arbeitszeit optimierte Lösung zur Bremskraftprüfung bereitgestellt. Verschleißanfällige, lange und teure Messkabel werden eingespart. Der bei hoher Anzahl von Messstellen auftretenden ‚Kabelwust‘ und die Arbeitszeit zur Entwirrung von ‚Kabelsalat‘ wird vermieden. Der Architekturansatz des Messsystems ermöglicht entweder einen Einzelplatzbetrieb oder die Integration in bereits vorhandene Prüfsysteme.
Die drahtlosen Bremskraftsensoren sind mit interner Batterieversorgung ausgestattet und ermöglichen so einen ununterbrochenen Messbetrieb von mehr als 12h (in Abhängigkeit des Nutzerprofils sind längere Messzeiten möglich). Die drahtlose Kommunikationsreichweite im Freiraum beträgt ca. 100m. Im typischen Arbeitsumfeld mit metallischer Umgebung in und um Drehgestellen von Schienenfahrzeugen werden Reichweiten von ca. 20 bis 30m erreicht. Durch den Einsatz von Repeaterknoten können größere Entfernungen überbrückt werden. Bremskraftsensoren sind in vielfältigen konstruktiven Ausführungsformen verfügbar.

Vorteile der kabellosen Lösung im Vergleich zu einer kabelgebundenen Bremskraftmessung:

• sehr gute Kalibriereigenschaften
• Nachweis der wirksamen Bremskräfte durch eine breites Portfolie von Bremskraftsensoren im Prüffeld ohne Streckenfahrt möglich
• Nachweis weiterer wichtiger Messgrößen wie z.B. Drücken im Bremssystem möglich
• das Fahrzeug steht während der Messung für weitere Arbeiten/Prüfungen zur Verfügung
• keine teuren und verschleißanfälligen Messkabel
• keine Kabelverwirrungen
• schneller Auf- und Abbau
• Reichweiten von mehr als 100m (Line-of-Sight)
• im typischen Einsatz um 20m und mehr (Werkhallen mit metallischer Umgebung)

Drahtgebundene Bremskraftmessung mit dem System PRODAT BKM SYS-C

Die PRODAT genügt allen Anforderungsfällen. Neben der Standardsystemausführung (Funk und Batteriebetrieb) bieten wir selbstverständlich auch kabelgebundene Systemvarianten an. Diese können auf einen stark mobilen Betrieb ausgerichtet sein (Abbildungsbeispiel) oder auch auf stationäre Einsatzarten ausgerichtet werden, bspw. durch die Verwendung von Schaltkästen und die Integration in Prüfstände oder Bremsanlagen.

Hinweis: unsere kabelgebundenen Kraftsensoren sind kompatibel zu den Bremskraftsensoren der deutschen Bahn und können bisher in DB Systemtechnik PDR Systemen verwendet werden. Wir empfehlen eine Vorabprüfung.

Messsystemkomponenten

Die modularisierten Teilsysteme des Mess- und Prüfbaukastensystems PRODAT BKM können individuell zusammengestellt und angepasst werden. Als Ziel stellt sich die PRODAT angepasste Sensoren, Zubehör und Softwarelösungen für die periodische und aperiodische Bremsprüfung zur Verfügung stellen zu können. Bereits jetzt zur Verfügung stehende Systemkomponenten umfassen:

Sensoren

• Bremskraftsensoren (individualisiert oder standardisiert)
• Bremsdrucksensoren (individualisiert oder standardisiert)

• Kraftsensoren in vielfältigen Ausführungsformen mit Möglichkeit individueller Anpassungen
  Robuste und verlässliche Sensoren für den harten industriellen Alltag und optimale Messergebnisse, mit vielfältigen Messbereichen (30/40/50/60/.. kN), kompatibel mit verschiedenen Raddurchmessern und Verschleißkörperaufnahmen
• Druck-Sensoren
  Präzionsdrucksensoren namhafter Hersteller in analoger oder digitaler Ausführung mit vielfältigen Messbereichen [10 bar / 20 bar] und Ausführungsformen (Gewindetyp, Absolut-, Differenz-, oder Relativdruck, ..)
• Sensoren für digitale und analoge Signale
  Eigenlösungen der PRODAT zur Erfassung zusätzlicher Messsignale
• Repeater
• Gateways
• Ladestation
• Messcomputer oder Messtablets mit/ohne Unterstützung von zusätzlichen Kommunikationseinheiten
• Vielfältiges, unterstützendes Zubehör
• Sonderentwicklungen nach Bedarf
• Stationäre und mobile Messplatzlösungen

Möglichkeiten einer zustandsorientierten Wartung

Die Abnutzung und der Verschleiß des Bremssystems sind abhängig von der Nutzung und den Einsatzbedingungen (Belastungs-Zeit-Profile unter Berücksichtigung seltener Ereignisse). Typischerweise wird versucht mit hoher Verschleißfestigkeit und entsprechender Wartung Abnutzungserscheinungen entgegenzuwirken, um so eine möglichst lange Nutzungsdauer zu erreichen. Es gelingt somit bspw. den Zeitpunkt des Ausbaus und der Aufarbeitung des Bremssystems näher an den Zeitpunkt zu legen, bei dem die tatsächliche Verschleißgrenze erreicht ist. Im Großteil der gegenwärtig im praktischen Einsatz angewandten Instandhaltungsstrategien wird mit festen Wartungsintervallen gearbeitet. Diese sind unabhängig vom eigentlichen Zustand des Bremssystems. Wird der Zustand des gesamten Bremssystems und insbesondere wichtiger Teilkomponenten überwacht, ergibt sich nicht nur die Möglichkeit eines sichereren Betriebs, sondern auch die Möglichkeit einer Reduzierung der Gesamt-Wartungskosten.

Insbesondere wird hier durch verschiedene Anbieter von Bremsprüfsystemen vermerkt, dass unter der Bedingung zusätzlicher Inspektionsmaßnahmen in den verschiedenen Friststufen einer Instandhaltung die Intervalle des Tausches und der Aufarbeitung von verschiedenen Bremssystemkomponenten (z.B. Bremszangen) an Schienenfahrzeugen mit Scheibenbremsen gegenüber den Herstellerangaben verlängert werden können. Grundlage dazu kann z.B. ein Sicherheitsnachweis sowie eine Risikobewertung nach CSM-Verordnung 352/2009/EG sein.

Trotz dieses vorteilhaften wirtschaftlichen Aspekts einer zustandsabhängigen Instandhaltung, sollte die Erhöhung des Sicherheitsniveaus des gesamten Bremssystems bei Schienenfahrzeugherstellern, Betreibern und Instandsetzern im Vordergrund stehen.

Stichworte

Messung, Bremskraft, Anpresskraft, Kraft, Rad, Zug, Wagen, Eisenbahn, Messmöglichkeiten, Scheibenbremse, Klotzbremse, Bremsprüfung, Bremsdruck, Bremskraftsensor, Bremsenfunktionsprüfung, Bremsbelagskraft
Messung von Anpresskraft, Belagskraft, Klotzkraft an den Bremsen von Eisenbahnen
Sichere Bremsen dank Messung und Prüfung
Vielfältige Sensoren nebst Zubehör für aperiodische und periodische Messungen
Anwendung in der präventiven (auch vorrausschauenden) Instandhaltung
Breites Portfolio an Bremskraftsensoren in unterschiedlichen Ausführungsvarianten
für Scheibenbremsen mit Wellenbremsen und mit Radbremsscheiben verwendbar
für scheibengebremste und/oder klotzgebremste Schienenfahrzeuge/Eisenbahnen/spurgeführte Fahrzeuge
für Kontrollarbeiten, Wartungsarbeiten im eingebauten Zustand der Bremseinheiten, nach Aufarbeitungen, für Inbetriebnahme/Inbetriebsetzung, zur Funktionskontrolle
Unterstützung/Nachweis/Prüfung/Plausibilisierung bspw. der Bremsberechnung einer Fahrzeugzulassungsdokumentation
Bspw. mit Relevanz für die Normen DIN EN 50215, DIN EN 15806, DIN 27205 (mit Unternormen), EN 16185, EN 14198, EN 15179, EN 15355, EN 15611, DIN EN 15612, UIC 541, UIC 543