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Betriebskosten senken mit SKF Insight Rail: Effizienzsteigernde Fernüberwachung für Züge

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Die schwedische Eisenbahngesellschaft SJ testet das drahtlose Zustandsüberwachungssystem SKF Insight Rail bereits seit 2015 (Foto: SJ, Stefan Nilsson).
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Mit Hilfe von SKF Insight Rail lassen sich Instandhaltungsarbeiten an Radsatzlagern auf ein sicherheitstechnisch vertretbares Minimum reduzieren, was die Verfügbarkeit der Züge steigert und die Instandhaltungskosten senkt.
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Die kompakte, drahtlose Sensor-Lösung SKF Insight Rail ebnet Bahnbetreibern einen praktikablen Weg zur vorausschauenden Instandhaltung.
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Dank ihrer drahtlosen Netzwerkfähigkeiten und ihrer autarken Stromversorgung lassen sich die SKF Insight Rail-Sensoren einfach am Radsatzlagerdeckel montieren bzw. nachrüsten – ohne jeden Verkabelungsaufwand.
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Diverse „Früherkennungs-Fähigkeiten“ des SKF Insight-Systems bilden die Grundlage für eine vorausschauende und damit zustandsabhängig planbare Instandhaltung – abseits kostenintensiver, starrer Wartungsintervalle.
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Experten in den Remote Diagnostic Centres von SKF können die Daten der SKF Insight Rail-Sensoren auswerten und dem Betreiber kompetente Empfehlungen für tatsächlich erforderliche Instandhaltungsarbeiten bzw. -zeiten aussprechen.

2017 November 21, 10:00 CET

Traditionell werden Züge auf Basis bestimmter Zeitintervalle oder Laufleistungen gewartet. Das hat jedoch vergleichsweise hohe Betriebs- und Kapitalkosten zur Folge. Wie u. a. ein Pilotprojekt bei der schwedischen Eisenbahngesellschaft SJ gezeigt hat, kann ein drahtloses Zustandsüberwachungssystem von SKF Abhilfe schaffen: SKF Insight Rail ermöglicht es Bahnbetreibern, den Instandhaltungsaufwand auf ein sicherheitstechnisch unbedenkliches Minimum zu senken und die Verfügbarkeit der Züge zu erhöhen.

Schweinfurt, den 21. November 2017

Viele Bahnbetreiber stehen unter erheblichem Kostendruck. Dieser resultiert nicht nur aus der zunehmenden Liberalisierung innerhalb der Branche, sondern auch aus der Konkurrenz zu alternativen Transportmitteln. Hinzu kommt, dass die Bahn-Kunden – den oft stark ausgelasteten Streckennetzen zum Trotz – von ihren Zügen natürlich auch Pünktlichkeit und Zuverlässigkeit erwarten. „In einem solchen Umfeld bedeutet jeder überflüssige Stillstand einen echten Rückschritt – nicht nur in Sachen Kundenzufriedenheit, sondern auch in punkto Rentabilität“, erläutert Filip Rosengren, Leiter des Eisenbahn-Segments bei SKF: „Denn je weniger ungeplante Ausfälle es gibt; je seltener die Züge in den Betriebswerken stehen und je kürzer die dortigen Aufenthalte sind, desto wirtschaftlicher und kundenfreundlicher operiert das gesamte Unternehmen.“


Zustand statt Intervall
Damit die Bahnbetreiber derartige Optimierungspotenziale erschließen können, hat SKF einen cleveren Lösungsansatz entwickelt: Modernste Zustandsüberwachungstechnologie trägt dazu bei, die Instandhaltungsarbeiten an den Radsatzlagern auf ein sicherheitstechnisch vertretbares Minimum zu reduzieren. Das drahtlose System namens „SKF Insight Rail“ analysiert kontinuierlich den aktuellen Zustand der Radsatzlager und erkennt einsetzenden Verschleiß in einem extremen Frühstadium. Dadurch kann es nicht nur überraschenden Ausfällen vorbeugen, sondern auch helfen, die Wartungsphasen auszudehnen – nämlich auf vorhersehbare Zeitpunkte, zu denen der zustandsbedingte Austausch eines Radsatzlagers tatsächlich erforderlich ist. „Das befreit den Betreiber von kostenintensiven, starr getakteten und damit teilweise überflüssigen Instandhaltungsroutinen“, so Franz Wittmann, Großkundenbetreuer für Bahntechnik bei SKF in Schweinfurt, „was unter dem Strich gleich zwei vorteilhafte Effekte hat: Während die Verfügbarkeit der Züge steigt, sinkt zugleich der Instandhaltungsaufwand dafür. Beides zusammen wirkt sich positiv auf die Bilanz des Bahnbetreibers aus.“


Drahtlose Direktverbindung
Bei SKF Insight Rail handelt es sich im Kern um kleine Sensoreinheiten. Die Sensoren lassen sich leicht an den Radsatzlagereinheiten montieren bzw. nachrüsten. Sie erfassen schon kleinste Schwingungsveränderungen der Lager, wobei eine ausgefeilte Signalverarbeitung in Kombination mit komplexen Algorithmen dafür sorgt, dass die Analyse der Sensor-Daten auf einer verlässlichen Daten-Basis beruht.

„Außerdem ist jeder einzelne Sensor netzwerkfähig“, ergänzt Paul Meaney, Leiter der Produktentwicklung für den Bahntechnikbereich bei SKF in Schweinfurt, „und kann drahtlos direkt mit der Cloud kommunizieren. Selbst für seine Stromversorgung ist keine Verkabelung erforderlich, weil er über eine integrierte, langlebige Batterie verfügt. Das macht einen ebenso umständlichen wie kostenintensiven und schadensanfälligen Verkabelungsaufwand überflüssig.“

Auf Basis der Sensoren lassen sich verschiedenste Messungen von Lagerzuständen entlang des kompletten Zuges durchführen, wie etwa Schwingung oder auch Temperatur. Zudem ist jeder einzelne Sensor mit einem GPS-Modul ausgestattet, das Rückschlüsse auf die Geschwindigkeit ermöglicht. Hinzu kommen Triaxial-Beschleunigungsaufnehmer, Bewegungsmelder, Temperaturfühler, ein hochempfindlicher Hochfrequenz-Schwingungsaufnehmer und eine Echtzeituhr. Dabei lässt sich jeder einzelne Sensor bequem aus der Ferne konfigurieren, was dem Anwender nicht zuletzt eine komfortable Anpassung an individuelle Überwachungs- oder auch Betriebspläne erlaubt.


Frühwarnung im Detail
Mit Hilfe der Schwingungsanalyse per SKF Hüllkurvenbeschleunigung lassen sich Lagerschäden frühzeitig aufzeigen. Dabei wird eine Standard-Schwingbeschleunigungsmessung über einen Bandpass gefiltert, der unerwünschte Signalanteile unterdrückt. Anschließend wird die Hüllkurve des Signals abgebildet. Auf das so erhaltene Signal wird schließlich mit der Software SKF @ptitude Observer eine hochmoderne Verarbeitungs- und Trendermittlungstechnik angewandt. „Durch dieses Verfahren kann man sogar sehr präzise ermitteln, welche Lagerkomponente genau von einem sich anbahnenden Schaden betroffen ist; also beispielsweise Rolle, Käfig oder auch Außen- bzw. Innenringlaufbahn“, berichtet Meaney.

Abgesehen von reinen Lagerfehlern könne das System zudem Flachstellen oder Ovalitäten an den Rädern (wie sie bspw. beim Abbremsen entstehen können) erkennen. „Normalerweise werden dafür schienenseitige Detektoren genutzt. Unser System kann diese wichtige Funktion gleich mit übernehmen – ein weiterer Kostenvorteil“, meint Meaney.


Ferndiagnose via Cloud
Die entlang des Zuges gesammelten Sensordaten lassen sich problemlos an eine Ferndiagnosezentrale übertragen. Da kaum ein Bahnbetreiber über die erforderlichen Ressourcen bzw. Spezialkenntnisse verfügt, um die anfallenden Datenmengen zeitnah und kompetent auszuwerten bzw. zu interpretieren, bietet SKF eine hochqualifizierte Online-Überwachung und -Beratung via Cloud an. In einem weltumspannenden Netzwerk von Remote Diagnostic Centres achten die dort verfügbaren Wälzlager-Experten an sieben Tagen die Woche und 24 Stunden am Tag auf individuell auffällige Werte und sprechen dem Kunden im Bedarfsfall konkrete Empfehlungen für die optimale (Gegen-)Maßnahme aus. So muss sich der Bahnbetreiber nicht mehr selbst mit der Verarbeitung und Interpretation der Vielzahl von Daten beschäftigen.


Feldtests vielversprechend
Das System ist inzwischen in mehreren Ländern auf seine Praxistauglichkeit geprüft worden. Die schwedische Eisenbahngesellschaft SJ beispielsweise testet die Lösung an ausgewählten Zügen schon seit 2015. Hier hat das Sensorsystem (samt Fernüberwachung durch SKF) drei sich anbahnende Schäden ebenso zuverlässig wie frühzeitig und präzise identifiziert. Das versetzte SJ in die Lage, die erforderlichen Wartungsarbeiten weit im Voraus zu planen.

Und damit nicht genug: „Nach intensivem Austausch mit mehreren anderen Bahnbetreibern gehen wir davon aus, dass sich durch die kontrollierte Verlängerung des Wartungsintervalls von vier auf fünf Jahre an einem Zug mit einer jährlichen Laufleistung von ca. 250.000 km rund 2.000 Euro pro Drehgestell und Jahr sparen lassen“, schätzt Filip Rosengren. „Langfristig bieten sich sogar zusätzliche Einsparpotenziale, weil dank der Frühwarnungen des Systems auch Lagerbestände für Ersatzteile reduziert oder gar ,Reserve-Fahrzeuge‘ abgeschafft werden können.“

Nähere Informationen:
www.skf.com/skfinsightrail
bzw.
https://youtu.be/lApSrBcsu4A

Pressekontakt:
Dietmar Seidel, Leiter Technische Fachpresse Deutschland, Tel.: +49 (0)9721 / 56 - 28 43,
E-Mail: dietmar.seidel@skf.com

SKF ist ein weltweit führender Anbieter von Wälzlagern, Dichtungen, Schmiersystemen und Mechatronik-Bauteilen mit umfassenden Dienstleistungen in den Bereichen Technischer Support, Wartung und Instandhaltung sowie Engineering-Beratung und Training. Weltweit ist SKF in mehr als 130 Ländern präsent und arbeitet mit rund 17.000 Vertragshändlern zusammen. Im Jahr 2016 erwirtschaftete die Unternehmensgruppe einen Umsatz in Höhe von 72.787 Mio. SEK und beschäftigte 44.868 Mitarbeiter. www.skf.de  

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