Bremer Wissenschaftler forschen in einem dreijährigen Projekt an der Entwicklung eines elektronischen Überwachungssystems zur frühzeitigen Erkennung von Rissschäden im Fahrbetrieb. Ziel des Projekts: Um die Sicherheit für Nutzfahrzeuge zu erhöhen, sollen die Fahrwerke künftig im Fahrbetrieb durch ein Sensor-Netzwerk überwacht werden.
Täglich werden Tonnen von Gütern auf den deutschen Straßen und Autobahnen transportiert. Die dabei eingesetzten Nutzfahrzeuggespanne sind dabei besonders hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Der Dauereinsatz, die hohe Fahrleistung sowie die hohe Auslastung der Transportkapazität führen dazu, dass regelmäßig Wartungen an den Fahrzeugen durchgeführt werden müssen.
Rissschäden an Fahrwerken erkennen, bevor es gefährlich wird
Im Projekt „Elektronisches Zustandsüberwachungssystem zur vorbeugenden Wartung von Trailern (TraZu)“ widmen sich Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien – IWT gemeinsam mit Forschern des Instituts für Theoretische Elektrotechnik und Mikroelektronik (ITEM) der Universität Bremen dieser Frage. „Nicht erkannte Rissschäden können nicht nur erhebliche Kosten durch Reparatur und Ausfälle mit sich bringen. Im schlimmsten Fall kann es zu gefährlichen Unfällen kommen“, so Professor Karl-Ludwig Krieger, Leiter der Forschungsgruppe ‚Elektronische Fahrzeug- und Mobilitätssysteme‘. Um Rissschäden frühzeitig zu erkennen, wollen die Wissenschaftler gemeinsam mit dem Fahrzeughersteller Schwarzmüller, der Firma Hella Fahrzeugkomponenten sowie dem Unternehmen idem telematics ein sensorisches Echtzeitüberwachungssystem für LKW-Trailer entwickeln.
Seit 2016 arbeiten die Wissenschaftler bereits an der Entwicklung des Systems. Grundlegend dafür sind auch Kenntnisse über die Rissbildung. Mit Hilfe der Auswertung sogenannter Körperschallsignale kann die Rissentstehung erkannt werden. Derzeit führen Wissenschaftler an der MPA Bremen Ermüdungsversuche an Großbauteilen in Form echter LKW-Fahrwerke durch, um die Signale zu detektieren. Insgesamt vier Sensoren überwachen den Achsbereich des LKW-Trailers, während dieser in einer Prüfmaschine belastet wird.
„In unseren Versuchen müssen wir eindeutige Körperschallsignale identifizieren. Im echten Fahrbetrieb müssen die Signale auch aus Hintergrundgeräuschen heraus eindeutig erkennbar sein“, so Dr.-Ing Andree Irretier, Leiter der Abteilung Metallische Werkstoffe und Bauteile der MPA Bremen. „Nur wenn das gewährleistet ist, kann die Rissbildung zukünftig auch in Echtzeit erkannt und an das angeschlossene Netzwerk übermittelt werden.“
Denn die Vision des Projekts reicht weit: Ein elektronisches System soll die detektierten Rissschäden klassifizieren und die Informationen über eine Trailertelematik an das Service- und Reparaturmanagement des Herstellers oder des Logistikbetriebs übermitteln. Dadurch kann die Reparaturabwicklung vereinfacht und beschleunigt werden, wodurch Ressourcen eingespart werden. Die neue Technologie führt so zu einer Optimierung von Serviceprozessen und von Prozessen des Fuhrparkmanagements.
Auch für die Umsetzung neuer Leichtbaukonzepte im Güterverkehr bietet das Trailer-Überwachungssystem Potenzial. Durch die Echtzeit-Schadensüberwachung können neue Konzepte früher im realen Fahrbetrieb eingesetzt werden. Der modulare Ansatz des Systems öffnet zudem eine Vielzahl weiterer Einsatzmöglichkeiten. Überall dort, wo es in der Industrie zu Ermüdungsrissen kommt, ist ein zukünftiger Einsatz denkbar. So könnte zukünftig dank Echtzeitüberwachung die Standsicherheit von Windkraftanlagen erhöht oder die Schadensanfälligkeit von Hafenkränen verringert werden.
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