Sensornetzwerk spart Gewicht an Schienenfahrzeugen

Mittels piezobasierten Sensornetzwerken lassen sich Verbundwerkstoffe effektiver einsetzen. Nach einem siebenmonatigen Feldtest an einem Zug befindet das Unternehmen Invent das System für praxistauglich.

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Das Leichtbauunternehmen Invent hat gemeinsam mit sechs Partnern ein integriertes, sensorbasiertes Diagnosesystem für Verbundwerkstoffe an Zügen entwickelt. Es soll Materialschäden frühzeitig erkennen, beispielsweise an der Seitenschürze unterhalb des Führerstands, die infolge von Steinschlag oder Kollisionen mit Wildtieren besonders stark belastet ist. Das Monitoringsystem soll dabei helfen, Verbundwerkstoffe effektiver einzusetzen und somit Masse einzusparen.

Dafür haben die Partner im Forschungsprojekt Fawasis ein Netzwerk aus 32 piezokeramischen Flächenwandlern in zwei Seitenschürzen verbaut. In der dünnwandigen Struktur induzieren und empfangen die Piezokeramiken sogenannte Lamb-Wellen, wodurch sich mittels spezieller Auswertealgorithmen Schäden detektieren, lokalisieren und bewerten lassen.

Geringere Sicherheitsfaktoren möglich

In einem siebenmonatigen Feldtest haben die Entwickler die Praxistauglichkeit des Systems nachgewiesen. Aufgrund der aktuell noch hohen Kosten eignet sich das System laut Friedrich von Dungern, Forschungs- und Entwicklungsleiter bei Invent, heute unter anderem für "in einer kritischen Größenordnung sicherheitsrelevante" Komponenten. Ein Markteintritt käme auch in Branchen infrage, die etwa durch den Abbau von Sicherheitsfaktoren signifikant Material oder Kosten einsparen können.