Bahnreisen gelten weithin als eine der sichersten Arten des Landtransports, ein Ruf, der sich durch über ein Jahrhundert kontinuierlicher Innovation in Sicherheit und Technik erworben hat. Ein wichtiger Meilenstein in diesem Vermächtnis wurde im April 1869 erreicht, als der Erfinder George Westinghouse das ausfallsichere Luftbremssystem patentierte; ein Durchbruch, der die Schienensicherheit veränderte und auch heute noch weit verbreitet ist.

Eisenbahn-Bremsanlage

Das grundlegende Prinzip hinter dem Luftbremssystem von Westinghouse ist sowohl einfach als auch hocheffektiv: Es verwendet Luftdruck nicht nur, um die Bremsen zu betätigen, sondern auch, um sicherzustellen, dass sie im Falle eines Ausfalls automatisch aktiviert werden. Jeder Schlitten in einem Zug verfügt über einen eigenen Behälter, der mit Druckluft gefüllt ist. Wenn das System unter vollem Druck steht, werden die Bremsen gelöst. Jeder Druckabfall, wie z. B. bei einem Kompressorausfall oder wenn sich Autos entkoppeln, löst die Bremsen automatisch aus. Dieser Mechanismus stellt sicher, dass die Züge auch unter Notfallbedingungen sicher zum Stillstand kommen.

In modernen Schienensystemen lädt der Kompressor der Lokomotive typischerweise den Hauptbehälter auf zwischen 125 und 140 psi (8,6 und 9,7 bar). Das Bremsrohr, das die Länge des Zugs durchläuft, wird dann unter Druck gesetzt, üblicherweise bei 90 psi für Fracht und 110 psi für Personenzüge. Wenn der Zugführer den Bremsgriff bewegt, um diesen Druck zu reduzieren, signalisiert er jedem Fahrzeug, seine Bremsen unter Verwendung der in seinem Reservoir gespeicherten Luft zu betätigen.

Wichtig ist, dass dieses Design auf einem konstanten Luftdruck beruht. Ein plötzlicher Sturz, z. B. durch einen gerissenen Schlauch, führt zu einer Notbremsanwendung. Jedoch können allmähliche Leckagen, obwohl sie keine Notfallprotokolle auslösen, die Systemeffizienz erheblich reduzieren. Diese kleinen Leckagen stellen eine erhöhte Nachfrage nach dem Luftkompressor dar, wodurch die Lebensdauer mechanischer Komponenten möglicherweise verkürzt und die Energiekosten erhöht werden. Im Laufe der Zeit können sie schwerwiegendere Fehler innerhalb des Bremssystems anzeigen.

Die Erkennung dieser subtilen Lecks inmitten der Umgebungsgeräusche eines belebten Bahnhofs ist eine komplexe Herausforderung. Die akustische Signatur eines kleinen Luftlecks wird oft von umliegenden Maschinen erschöpft, was herkömmliche Erkennungsmethoden zeitaufwändig und oft unzuverlässig macht.

Moderne Leckerkennung: Wir stellen vor: FLIR Si1-LD

Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat FLIR die tragbare akustische Kamera Si1-LD entwickelt, ein hochentwickeltes Werkzeug, das entwickelt wurde, um Druckluftlecks präzise zu erkennen, selbst in lauten Umgebungen, die für die Schieneninfrastruktur typisch sind. Mit 96 ultraempfindlichen Mikrofonen, die in einem kompakten Array angeordnet sind, erkennt der Si1-LD Ultraschallwellen, die aus der entweichenden Luft emittiert werden, und übersetzt sie in visuelle Darstellungen, die auf einem hellen 5-Zoll-HD-Bildschirm angezeigt werden.

Der Si1-LD arbeitet in einem Frequenzbereich von 2 bis 100 kHz, sodass er selbst kleinste Leckagen lokalisieren kann. Aus einer Entfernung von nur 2,5 Metern können Leckagen von nur 0,01 Litern pro Minute erkannt werden. Bei größeren Leckagen kann sich der Erfassungsbereich auf beeindruckende 130 Meter erstrecken, was es Wartungspersonal ermöglicht, Inspektionen aus sicherer Entfernung durchzuführen, selbst bei bewegtem oder elektrifiziertem Bestand.

Eines der herausragenden Merkmale des Si1-LD ist seine „Band Pass Filtering“-Technologie. Diese erweiterte Funktion ermöglicht es Benutzern, bestimmte Frequenzen zu isolieren, um Hintergrundgeräusche effektiv herauszufiltern und die von Luftlecks emittierten Frequenzen zu referenzieren. In Umgebungen wie Schienenwartungsdepots oder Außenstrecken mit Umgebungsgeräuschen ist diese Fähigkeit für eine genaue Diagnose unerlässlich.

Priorisierung von Reparaturen für maximale Effizienz

Nach Abschluss einer Dichtheitsprüfung finden Ingenieure oft mehrere Dichtigkeiten unterschiedlicher Größe und Schwere. In diesen Fällen kann es sowohl für die Sicherheit als auch für die Energieeffizienz entscheidend sein, zu bestimmen, welche zuerst repariert werden soll. Der FLIR Si1-LD hilft, diesen Prozess mit seiner integrierten Quantifizierungsfunktion für Leckgrößen zu rationalisieren. Diese Funktion schätzt die Größe jedes Lecks, sodass Wartungsteams Reparaturen basierend auf potenziellem Luftverlust und Energieeinsparungen priorisieren können. Die Behebung der größten Leckagen kann die betrieblichen Ineffizienzen erheblich reduzieren.

Sicheres und vielseitiges Datenmanagement

Datensicherheit und Übertragbarkeit sind in modernen industriellen Umgebungen unerlässlich. Viele Bahnunternehmen haben aus Gründen der Cybersicherheit Einschränkungen bei der Verwendung von USB-Geräten. Während die drahtlose Übertragung wie eine praktikable Alternative erscheinen mag, fehlt es vielen Bahneinrichtungen an einer robusten WLAN-Abdeckung oder sie beschränken den Zugriff auf Geräte von Drittanbietern.

Dazu ist der FLIR Si1-LD mit einem Zubehör-Datenkabel kompatibel, das die direkte Übertragung von Inspektionsbildern und -ergebnissen auf einen PC oder Laptop ermöglicht, ohne dass USB-Laufwerke oder WLAN-Zugriff erforderlich sind. Dies gewährleistet eine sichere, flexible Datenverarbeitung, selbst an entfernten oder hochsicheren Standorten.

Gebrauchstauglichkeit und Praktikabilität

Ein häufiges Problem unter den Bahnwartungsmitarbeitern ist die Komplexität und die Lernkurve, die mit neuen Diagnosegeräten verbunden sind. FLIR hat diesem Feedback zugehört und den Si1-LD mit Blick auf Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit entwickelt. Das intuitive Design ermöglicht es Nutzern, erweiterte akustische Inspektionen mit minimalem Training durchzuführen. Es ist ein echtes Point-and-Shoot-Gerät: Sobald es auf den vermuteten Leckbereich ausgerichtet ist, identifiziert und zeigt die Kamera automatisch Leckstellen an, komplett mit Größenquantifizierung.

Um die Haltbarkeit im Feld zu gewährleisten, ist der Si1-LD in einem robusten Gehäuse untergebracht und wird mit einer robusten Hartschalen-Tragetasche geliefert. Dies bietet einen hervorragenden Schutz während des Transports und der Nutzung, ob in der Werkstatt oder auf entfernten Bahnstrecken.

Das größere Bild

In Großbritannien wurde der Markt für Eisenbahnbremssysteme im Jahr 2024 mit rund 373 Mio. £ bewertet und wird voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 3,3 % bis 2031 wachsen. Dieses Wachstum wird durch strenge Sicherheitsvorschriften, einen wachsenden Schwerpunkt auf vorausschauende Wartung und die steigende Nachfrage nach energieeffizienten Transportlösungen angetrieben.

Die Minimierung von Luftleckagen in Bremssystemen erhöht nicht nur die Sicherheit und Zuverlässigkeit, sondern unterstützt auch die Umweltziele, indem unnötiger Energieverbrauch reduziert wird. Mit der Druckmontage in der Schienenindustrie zur Reduzierung von Emissionen und zur Verbesserung der Effizienz werden Werkzeuge wie der FLIR Si1-LD im modernen Schienenwartungs-Toolkit unverzichtbar.

Erfahren Sie, wie die akustische Bildgebung über Bremssysteme hinaus umfassendere Wartungsvorgänge unterstützt. Erfahren Sie, wie der FLIR Si2-Pro die Effizienz der Wartungsabteilung verändert.